零讀雜談（熱處理十三）

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讀書：《金屬材料及熱處理》　陸大纮　許晉堃　合編
) p4 X9 A/ Z- ]　　　人民鐵道出版社
           雜談十三

0 X% D" i. N# m/ a鋼的淬透性
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在（熱處理九）一章里,，我們認識了鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變,。而在之前的章節(jié)，我們也認識了鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變,。但是無論是TTT圖還是CCT圖,，都說明在鋼在不同的冷卻速度下，最終得到的組織是不同的,。這種不同既有含量的差異,，也有形態(tài)和分布的差異。而鋼的淬火處理,，是在表面快速冷卻的基礎(chǔ)上形成的,。但我們知道，一個工件,，肯定不是一個薄片,，它會有厚度，有不同的形狀，這也代表著,，不同的工件,，無論在加熱模型里還是在冷卻模型了，都一定存在一定的熱度梯度,。因此,，即便我們以很快的速度冷卻了工件的表面，卻未必代表工件心部的冷卻速度能達到淬火的要求,。而通過CCT圖和TTT圖,，我們知道，一旦冷卻速度下降,，就很可能撞上轉(zhuǎn)變線,，在形成馬氏體之前先發(fā)生珠光體或者貝氏體轉(zhuǎn)變，得不到完全的馬氏體,。而對于不同尺寸，不同物理特性（熱容性）的工件,，更可能發(fā)生小件可以淬透,，而大件淬不透，甚至完全淬不硬的情況,。比如下圖,。所以，鋼在淬火時能得到淬硬層深度的能力就成了淬火工藝的關(guān)鍵,，而這種得到馬氏體的能力,，就是鋼的淬透性。

我們可以理解,，如果一個工件的整個截面都得到完全馬氏體組織,，那么回火后就能得到表里一致的機械性能。但如果心部沒有得到馬氏體,，回火后,，表面和中心的機械性能就會存在差異。對于在整個截面承受等值垃應力或者心部承受更高拉應力的工件,，這種機械性能的不一致就會導致中心薄弱處成為疲勞斷裂的發(fā)源地,。而對于受交變扭轉(zhuǎn)或者彎曲應力的工件，因為表面受力大,，心部受力小或者不受力,，那么即便存在性能差異，對最終的使用也不會有太大影響,。所以,，淬火工藝的選擇，同設計本身的需求息息相關(guān),。
所以,，根據(jù)鋼的不同淬透性,，我們可以認識到，淬透性越大,，同樣的淬火條件下,，淬硬層深度越大。同樣條件下能淬透的工件尺寸也越大,。而對于同一零件,，淬透性越大，代表我們得到表里一致機械性能的可能性就越大,。因此,，淬透性可視為鋼的一種工藝性能，是選擇材料制定熱處理工藝時應到考慮的因素之一,。

1 @, s8 E: ^, c; ?測定和表示鋼的淬透性的方法很多,，常用的有兩種：
5 a* _4 ^4 A, f* p/ @( E. T$ G1。臨界直徑法,。
) O4 F" R) Z* D把同一中鋼制成一系列直徑不同的圓柱體,，經(jīng)同樣的加熱淬火，然后測量各圓柱體的淬硬層深度,，其中心能淬硬的最大直徑叫做臨界淬火直徑,，以D0表示。下圖演示了淬硬層深度的變化,。我們同是可以從圖中看出,，鋼在水中的臨界直徑大于在油中的臨界直徑(廢話嘛，同樣的熱度梯度下,，表面冷卻速度越高,，同梯度下心部的冷卻速度也越高啊）,。
) J- _& f- y: o! T5 C. H/ ~7 u8 ?3 c這里必須指出,，所謂中心淬硬也有一個標準，通常是以中心得到半馬氏體（50%馬氏體組織）為淬硬的標準,。個別也有以心部90%,，95%馬氏體為標準的。這幾種混合馬氏體的硬度與含碳量的關(guān)系可以參考下圖,。當馬氏體含量少于50%時，硬度會發(fā)生驟降,，而在50%以上時,，與完全馬氏體的硬度差異不大，這也是選擇半馬氏體坐位淬硬標準的原因。當然,，大家不要讀死書,，制定不同的淬硬標準，實際上是你對組織的要求,。如果你要求必須完全馬氏體化,，那么標準就是100%。
% Z7 D" N; b3 Z# |" b3 L選用臨界直徑描述淬透性這一概念,，雖然直觀簡明,，但是測定麻煩，方法出入大,，不易對比,，也不精確。
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$ O/ ~8 j7 S* G* U" X3 y1 D2,。末端淬火測定淬透性帶
末端淬火是國家標準規(guī)定的最常用的測定淬透性的方法,。此法的要點是：將Φ25x100mm的標準試樣加熱后通過末端噴水（固定水壓）冷卻。參考下圖,。由于冷卻速度不同,，遠離末端的，冷卻就慢,。因此在整個測試件上會形成以離末端距離為基礎(chǔ)的一系列不同硬度、組織成分的終物質(zhì)帶,。通過在試樣圓柱側(cè)面磨一個窄條,，并自末端起每隔一定距離測量一個硬度。將硬度變化同距離為坐標描繪曲線,，即得到下圖中的鋼的淬透性曲線,。
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8 F* t1 p0 S; N$ _7 M根據(jù)GB225-63（老標準了，88年有過更新）規(guī)定,，鋼的淬透性數(shù)值可以用符號J HRC/d 來表示,。J表示末端淬透性。d表示半馬氏體區(qū)距試樣末端的距離,，而HRC則為舉例d毫米處所測得得半馬氏體硬度值,，如J 42/5表示馬氏體區(qū)距離試樣末端5mm，硬度為HRC42,。
8 Y; m% O) ?- E1 L( c- x0 k通過對不同鋼的淬透性測定,，我們發(fā)現(xiàn)，隨著鋼成分在一定范圍內(nèi)波動,，因此鋼的淬透性曲線成帶狀分布,。下圖和下表分別展示幾種鋼材的不同淬透性和臨界直徑。必須注意，由于存在多種因素影響臨界直徑,，因此下表中的數(shù)據(jù)存在誤差,，緊供參考。
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最后,，必須說明,，淬透性和淬硬性是兩個不同的概念。淬硬性是鋼淬火后能得到的最高硬度,，僅與含碳量和晶粒度有關(guān),。淬透性是指淬火后得到淬硬層的深度，受多種因素影響,。
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淬火是一個大章節(jié)啊,。先到這兒吧。明天補完淬透性以及淬火缺陷,。

召喚師170

大俠更新實在快，我一章我都得看好久才理解!

機小妖

晚上有事干了,，哈哈

小老任

學習了,，謝謝分享

initiate

大俠一片苦心啊,敬佩!

sdh白癡

學習
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joke2007

好文