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淬火液温度对硬度的影响

简要描述:理想淬火组织是含碳低的细针马氏体,如果淬火温度较高致使马氏体变粗并且残奥量增加,所以在保证完全奥氏体化的前提下淬火温度尽量采用较低;为避免奥氏体晶粒粗化,完全奥氏体化后的保温时间不宜太长。
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理想淬火组织是含碳低的细针马氏体,如果淬火温度较高致使马氏体变粗并且残奥量增加,所以在保证完全奥氏体化的前提下淬火温度尽量采用较低;为避免奥氏体晶粒粗化,完全奥氏体化后的保温时间不宜太长。
铸铁淬火温度比完全奥氏体化温度高30-50℃,存在很大的变化范围,常在840-950℃之间。综合考虑后,设计5种试验淬火温度:850℃,875℃,900℃,925℃,950℃。加热采用SZX-12-10箱式电阻炉,加热至预定温度后保温1.5小时出炉淬火液淬火。
淬火液温度对硬度的影响
因工件材质不同而存在一定的差异。淬火后,用线切割机切出厚15mm圆柱形试样进行硬度、金相测试。硬度检测在HR-150A洛氏硬度计上进行,在圆柱形试样横截面上取径向不同部位3个点的平均值。金相观察在金相显微镜下进行,部分采用X-650扫描电镜观察,并用EDAX能谱仪测定碳化物成分。
1、材料及试验方法
选择A、B、C3种不同成份低合金铸铁。试料在25kg中频感应炉内熔化,浇入淬火工件,冷却25分钟后开箱,并取样进行化学分析。
2、试验结果
2.1硬度

试样 A B C
硬度HRS 218 238 232

2.2组织
试样铸态基体组织均为细珠光体,石墨是无定向均匀分布的片状A型,B、C样有少量小块状碳化物。淬火液淬火后,各工件基体组织均为细针马氏 体,B,C样的组织中有小块状的合金碳化物,且C样中更多些。淬火温度逐渐上升,A样基体组织晶粒变粗,石墨变小变少;B样细针马氏体变化小,合金碳化物及石墨变小变少;C样马氏体针增大,合金碱化物变小变少。
淬火液温度对硬度的影响,随着淬火温度升高,A样硬度下降,但在875-950℃间淬火后硬度基本一致,表明A样在850℃淬火已能获得较高硬度,淬火温度继续提高导致残留奥氏体量增加及马氏体组织粗化,工件在淬火液淬后硬度下降。
B样硬度随淬火温度升高呈上升趋势,这是因为较高硅量和Cr、Mo共同作用导致临界温度上升,最佳淬火温度相应升高的缘故,表明B样应选择较高的淬火温度,但以保证完全奥氏体化为宜。
C样淬火后硬度随着淬火温度上升而变化的情况同B样类似,因含碳量较低,且独立存在碳化物较多,淬火后硬度明显低于B样,但在950℃淬火时与B样接近, 而此时组织中的独立碳化物则变小而少,说明在高温下已部分溶入基体而提高基体硬度、较低淬火温度则起不到作用,表明C样选择较高淬火温度。
3.试样中,淬火后硬度以A样最高C样最差,但B、C两样中均有高硬度小块状合金碳化物,尽管基体硬度相对较低,但细针状马氏体+少量合金碳化物组织是较为理想耐磨组织,它的耐磨性应比纯粹依靠基体耐磨A样好。若论基体耐磨性,则以A样为优。
铬的存在既对是否出现独立的合金碳化物有重要作用,又因它强烈稳定碳化物,同SA共同作用而使铸铁的最佳淬火温度上移,因此,有铬存在时,为使合金元素进入基体而获得较高的淬火硬度,铸铁应选择较高的淬火温度。
淬火液温度对硬度的影响因热处理工艺,工件材质等存在差异,可根据实际工件材料和热处理工艺进行调节淬火液温度。

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