鍛件用鋼的淬透性
為了使鍛件的整個(gè)截面冷卻后能夠獲得足夠高的機(jī)械性能,必須采用淬透性足夠高的鋼種,所以淬透性是鍛件用鋼的一個(gè)重要指標(biāo)。
在普通小截面結(jié)構(gòu)鋼的熱處理中,淬透性是用心部獲得50%馬氏體時(shí)的臨界直徑來(lái)評(píng)定。對(duì)鍛件來(lái)說(shuō),由于一般冷卻組織是貝氏體或貝氏體和馬氏體的混合組織。所以,鍛件的淬進(jìn)性通常是用心部不產(chǎn)生鐵素體而獲得貝氏體和馬氏體組織時(shí)的臨介直徑來(lái)表示,稱為無(wú)鐵素體淬透性。而且,在談到鍛件淬透性時(shí),一般都具體加以說(shuō)明。
大截面用鋼的淬透性可以利用連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線來(lái)粗略估計(jì)通過(guò)鐵素體或珠光體轉(zhuǎn)變曲線的鼻尖的冷卻速度越小,則鋼的淬透性越大反之越小。
普通小截面鋼的淬進(jìn)性可以通過(guò)埔淬試驗(yàn)所得的端淬曲線來(lái)進(jìn)行定量評(píng)定。但是,對(duì)于鍛件用的高淬透性鋼來(lái)說(shuō),即使是端淬試樣尾端的冷卻速度也還是太大,隨著端距的不同,硬度并無(wú)明顯變化,因而無(wú)法根據(jù)端淬曲線來(lái)判斷和比較淬透性的大小。端淬法一般只能用于評(píng)定直徑130毫米(水淬)或95亳米(油淬)以下的鍛件的淬透性。對(duì)于更大的鍛件必須尋求新的方法。例如加緩冷裝置的端淬法、模擬冷卻法等,還可以用計(jì)算法評(píng)定鍛件的淬透性。
上面討論了鍛件冷卻組織的性能和鍛件熱處理后實(shí)際組織性能的特點(diǎn)。顯然,這些是在制訂冷卻工藝時(shí)必須考慮的問(wèn)題。但是支配鍛件冷卻工藝的另外一個(gè)因素是鍛件冷卻過(guò)程中產(chǎn)生巨大的熱處理內(nèi)應(yīng)力。這種應(yīng)力往往造成鍛件的淬火裂紋、開(kāi)裂和置裂。最后殘留在設(shè)件中的內(nèi)應(yīng)力(殘余應(yīng)力〉還嚴(yán)重降低工件的使用性能,因而必須加以嚴(yán)格限制。
為了保證鍛件冷卻時(shí)不致淬裂,長(zhǎng)期以來(lái),鍛件的冷卻工藝一般都采用比較緩和的冷速方式,如空冷和油冷等,而且出于同一考慮,冷卻時(shí)不使鍛件像小件那樣一直冷卻到室溫,而是冷卻到高于室溫的某一溫度,這一溫度叫做終冷溫度,為了冷卻到終冷溫度所需的時(shí)間稱冷卻時(shí)間。
綜上所述,鍛件冷卻工藝的制訂主要是確定冷卻方式,終冷溫度和冷卻時(shí)間。恰當(dāng)?shù)睦鋮s工藝應(yīng)該保證在不使鍛件開(kāi)裂的條件下,盡可能獲得綜合機(jī)械性能較高的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,如馬氏體和貝氏體,而且盡量使鍛件整個(gè)截面上組織分布均勻。
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