鋼的淬透性與水淬火劑淬火的缺陷

鋼的淬透性實際水淬火劑淬火時零件截面上各點的冷速是不一樣的，表面冷得快，心部冷得慢，其截面上的冷速是從表面向心部逐漸降低。如果工件表面及中心水淬火劑的冷卻速度都大于該鋼的臨界冷卻速度，則整個截面都能獲得馬氏體組織，即鋼祓完全淬透了。若表面的水淬火劑冷卻速度大于臨界冷卻速度，而心部水淬火劑的冷卻速度小于臨界冷卻速度，則表面得到馬氏體，心部獲得非馬氏體的組織，表示工件未被淬透。鋼使用水淬火劑淬火時形成馬氏體的能力叫做鋼的淬透性。鋼的淬透性與鋼的臨界冷卻速度有密切的關系，臨界冷卻速度越低，鋼的淬透性越好。①影響淬透性的因素：影響淬透性的主要因素是化學成分，除Co以外，所有溶于奧氏體中的合金元素都提高淬透性。另外，奧氏體的均勻性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都會影響淬透性。②淬透性表示方法：鋼的淬透性可用臨界直徑來衡量，臨界直徑是指鋼材在某種介質如水淬火劑中淬火后，心部得到全部馬氏體（或50%馬氏體）組織的最大直徑，用Do表示。在同一冷卻介質中，Do越大，其淬透性越好；但同一鋼種在冷卻能力大的介質中，比水淬火劑冷卻能力小的介質中所得的Do要大些。③淬透性的實用意義：淬透性好的鋼棒整個截面機械性能一致均勻，強度高，韌性好，而淬透性差的鋼都強韌性差。鋼的淬透性和淬硬性是有區別的。淬硬性是指工件經過淬火后能達到的最高硬度值，主要取決于鋼的舍碳量。低碳鋼淬火最高硬度值低，淬硬性差，而高碳鋼淬火最高硬度值高，淬硬性好。淬透性則受鋼中舍金元素的影響很大，淬透性好鋼，淬硬性不一定高，而淬透性較差的鋼使用水淬火劑淬火后可有高的硬度。水淬火劑淬火的缺陷在水淬火劑淬火過程中，不正確的淬火工藝和操作可能造成下列各種缺陷：淬火缺陷之硬度不足：
　　形成的原因：含碳量低；加熱溫度不足或保溫不夠；冷卻速度不夠大；淬火介質陳舊有雜質；表面嚴重脫碳等。
　　防止措施：正火后重新淬火。淬火缺陷之軟點：
　　形成原因：水蒸氣泡使零件局部不能與水直接接冷卻；工件表面未清理干凈，鋼的組織不勻，或淬火操作不當等。
　　防止措施：正火后重新淬火（氧化脫碳引起的則無法補救）。淬火缺陷之過熱：
　　形成原因：加熱溫度過高或保溫時間過長。
　　防止措施：正火或退火后重新淬火。淬火缺陷之過燒：
　　形成原因：加熱溫度接近于熔化溫度，奧氏體晶界處產生熔化或氧化。
　　防止措施：無法補救，零件報廢。淬火缺陷之氧化與脫碳：
　　形成原因：氧化-零件表面與空氣中的氧發生氧化。
　　脫碳-加熱時的密封性差，使空氣大量進入爐膛內，表面層的碳被氧燒損。
　　防止措施：改善加熱爐的密封性或在爐中放置能產生防護性氣體的物質如木炭或某些惰性氣體；鹽浴爐、真空電爐加熱，或工件表面涂防氧化劑涂料等。淬火缺陷之變形：
　　形成原因：水淬火劑淬火內應力超過鋼的屈服點。
　　防止措施：校正。淬火缺陷之開裂：
　　形成原因：淬火內應力超過鋼的強度極限。
　　防止措施：工件報廢。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。