渗碳后的热处理工艺
1.4.1 一次加热淬火
一次加热淬火是渗碳后缓冷,再次加热淬火。再次加热淬火的温度应根据工作要求而定,一般可选在稍高于心部成分的Ac3点,也可选在Ac1和Ac3之间。对心部强度要求较高的合金渗碳钢零件,淬火加热温度应选为稍高于Ac3点的温度。这样可使心部晶粒细化,没有游离的铁素体,可获得所用钢种的最高强度和硬度,同时,强度和塑性韧性的配合也较好。这时对表面渗碳层来说,先共析碳化物溶入奥氏体,淬火后残余奥氏体较多,硬度稍低。
对心部强度要求不高,而表面又要求有较高的硬度和耐磨性时,可选用稍高于Ac1的淬火加热温度。如此处理,渗层先共析碳化物未溶解,奥氏体晶粒细化,硬度较高,耐磨性较好,而心部尚存在有大量先共析铁素体,强度和硬度较低。
为了兼顾表面渗碳层和心部强度,可选用稍低于Ac3点的淬火加热温度。在此温度淬火,即使是碳钢,在表层由于先共析碳化物尚未溶解,奥氏体晶粒不会发生明显粗化,硬度也较高。心部未溶解铁素体数量较少,奥氏体晶粒细小,强度也较高。
一次加热淬火的方法适用于固体渗碳。当然,液体、气体渗碳的工作,特别是本质粗晶粒钢,或渗碳后不能直接淬火的零件也可采用一次加热淬火,虽然较直接淬火,成本有所提高,但在渗碳钢中适用性广,且淬火后钢的性能较直接淬火也有显著提高,且生产成本和周期远低于二次淬火。是应用较为广泛的渗碳后淬火方式[3]。
1.4.2 直接淬火
直接淬火是在工件渗碳后,预冷到一定温度,然后立即进行淬火冷却。这种方法一般适用于气体渗碳,真空渗碳或液体渗碳。固体渗碳时,由于工件装于箱内,出炉,开箱都比较困难,较难采用该种方法。
淬火前的预冷可以是随炉降温或出炉冷却。预冷的目的是使工件与淬火介质的温度差减少,减少应力与变形。预冷的温度一般取稍微高于心部成分的Ar3点,避免淬火后心部出现自由铁素体,获得较高的心部强度。但此时表面温度高于相当于渗碳层化学成分的Ar3点,奥氏体中含碳量高,淬火后表层残余奥氏体量高,硬度较低。
直接淬火的优点为:减少加热,冷却次数,简化操作,减少变形及氧化脱碳。缺点为:由于渗碳时在较高的渗碳温度停留较长的时间,容易发生奥氏体晶粒长大。直接淬火虽经预冷也不能改变奥氏体晶粒度,因而可能在淬火后机械性能降低。只有本质细晶钢,在渗碳时不发生奥氏体晶粒的显著长大,才能采用直接淬火[3]。
1.4.3 两次淬火
在渗碳缓冷后进行两次加热淬火。第一次淬火加热温度在Ac3以上,目的是细化心部组织,并消除表面网状碳化物。第二次淬火加热温度选择在高于渗碳层成分的Ac1点温度本文来自辣)文,论(文'网,
毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324_9114找源文(780℃ ~ 820℃)。二次加尔淬火的目的是喜欢渗碳层中马氏体晶粒,获得隐晶马氏体,残余奥氏体及均匀分布的细粒状碳化物的渗层组织。
由于两次淬火法需要多次加热,不仅生产周期长,成本高,而且会增加热处理时的氧化,脱碳及变形等缺陷。以前两次淬火法多应用于本质粗晶粒钢,但是现在的渗碳钢基本上都是用铝脱氧的本质细晶粒钢,因而目前两次淬火法在生产上很少应用,仅对性能要求较高的零件才偶尔采用[3]。
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