1、第七章 鋼的淬火（Quenching)Quenching)定義定義：將鋼加熱到臨界溫度以上：將鋼加熱到臨界溫度以上A A化，化，保溫一定時間后，以大于臨界冷卻速度保溫一定時間后，以大于臨界冷卻速度的冷速進行冷卻的一種工藝過程。的冷速進行冷卻的一種工藝過程。組織組織：M M，B B或或M MB B混合物；少量殘余和混合物；少量殘余和未溶的第二相。未溶的第二相。目的目的提高力學性能（彈性、韌性、強度、硬提高力學性能（彈性、韌性、強度、硬度等）度等）提高物理性能磁性（物理性能）提高物理性能磁性（物理性能）提高耐腐蝕性能（化學性能）提高耐腐蝕性能（化學性能）意義意義優化工藝優化工藝產品高質量、長壽命產

2、品高質量、長壽命發揮材料潛能發揮材料潛能結構輕量化結構輕量化節約材料、資源節約材料、資源可持續發展可持續發展任務任務變形小變形小得到得到M M或或B B組織組織理想冷卻介質在中溫（鼻子附在中溫（鼻子附近）時有較強的近）時有較強的冷卻能力，在低冷卻能力，在低溫時冷卻慢，有溫時冷卻慢，有降低淬火變形和降低淬火變形和開裂的傾向。開裂的傾向。1淬火方法及參數確定 一、淬火方法一、淬火方法1、單介質淬火特點：方便、自動化、經濟、變形大特點：方便、自動化、經濟、變形大適用：形狀簡單適用：形狀簡單( (無尖角、截面無突變無尖角、截面無突變) )、尺寸小的工件尺寸小的工件2、雙介質淬火特點：變形小、效率低、不

3、容易控制特點：變形小、效率低、不容易控制適用：形狀復雜、尺寸大的工件。中、高適用：形狀復雜、尺寸大的工件。中、高碳鋼和截面尺寸大的合金鋼工件。碳鋼和截面尺寸大的合金鋼工件。3、分級淬火MsMs稍上（鹽、堿、油）稍上（鹽、堿、油）均溫均溫空空淬或油淬火淬或油淬火特點：特點：工藝容易控制工藝容易控制變形小變形小殘余殘余A A多多適用：合金鋼；形狀復雜工件適用：合金鋼；形狀復雜工件4、等溫淬火（1 1）B B等溫淬火等溫淬火特點：淬火應力小、殘余特點：淬火應力小、殘余A A多，變形小多，變形小適用：形狀復雜工件適用：形狀復雜工件（2 2）M M等溫淬火等溫淬火MsMs以下以下等溫等溫部分部分M M轉

4、變轉變其余其余A A空冷轉變為空冷轉變為M M特點：特點：等溫溫度等溫溫度 水）水）變形要求小變形要求小降低溫度降低溫度材料中有組織缺陷材料中有組織缺陷提高溫度（帶狀）提高溫度（帶狀）工件尺寸小工件尺寸小避免尖角過熱避免尖角過熱降低溫度降低溫度形狀復雜形狀復雜降低溫度降低溫度晶粒長大傾向明顯材料晶粒長大傾向明顯材料降低溫度降低溫度等溫淬火等溫淬火避讓避讓P P、上、上B B 提高加熱溫度提高加熱溫度（A A穩定性好）；硬度要求高穩定性好）；硬度要求高降低等溫降低等溫溫度溫度2、保溫加熱時間經驗確定經驗確定按照最大厚度（或疊放總厚度）按照最大厚度（或疊放總厚度）計算計算注意爐溫均勻性檢測注意爐溫

5、均勻性檢測熱電偶現場測量熱電偶現場測量每一個加熱區配兩個，其一連接溫每一個加熱區配兩個，其一連接溫度記錄儀表；其二連接控溫儀表。度記錄儀表；其二連接控溫儀表。影響保溫時間的因素成分：成分：C C、合金、合金% %高高時間長時間長高合金鋼比低合金鋼長高合金鋼比低合金鋼長高碳鋼比低碳鋼長高碳鋼比低碳鋼長形狀尺寸形狀尺寸有效厚度（傳熱最快方向）有效厚度（傳熱最快方向）時間長時間長預熱后合金鋼、形狀復雜工件預熱后合金鋼、形狀復雜工件時間短時間短加熱介質加熱介質鉛浴鉛浴 鹽浴鹽浴 空氣電爐空氣電爐經驗公式經驗公式裝爐量：裝爐量：放置、排列方式、批量放置、排列方式、批量爐溫（加熱方式）爐溫（加熱方式）加熱

6、方式隨爐加熱隨爐加熱時間長（適用大工件、時間長（適用大工件、變形小的工件）變形小的工件）預熱后預熱后時間短（適用合金鋼）時間短（適用合金鋼）到溫入爐到溫入爐時間短（適用小件、氧時間短（適用小件、氧化脫碳少）化脫碳少）高溫入爐高溫入爐時間短（適用形狀簡單、時間短（適用形狀簡單、生產率高、表面質量好）生產率高、表面質量好）3、淬火冷卻方式大于臨界冷卻速度大于臨界冷卻速度原則：冷卻最均勻；阻力最小原則：冷卻最均勻；阻力最小冷卻設備冷卻設備淬火槽淬火槽淬火壓床：鋸片；齒輪；板簧淬火淬火壓床：鋸片；齒輪；板簧淬火冷處理設備冷處理設備冷卻方式冷卻方式薄厚不均勻工件薄厚不均勻工件厚部分先淬厚部分先淬細長件細

7、長件垂直淬垂直淬薄而平工件薄而平工件側淬側淬薄壁環薄壁環沿軸線淬沿軸線淬盲孔盲孔孔朝上淬孔朝上淬截面不對稱截面不對稱一定的角度淬入一定的角度淬入2淬火介質 一、對冷卻介質的要求一、對冷卻介質的要求合適的臨界冷卻速度合適的臨界冷卻速度黏度小黏度小不污染工件、不化學反應、容易不污染工件、不化學反應、容易清洗清洗成本低、無毒、容易回收、不容成本低、無毒、容易回收、不容易變質易變質理想冷卻介質理想冷卻介質二、冷卻介質分類淬火時發生物態變化淬火時發生物態變化例如：水、淬火油等例如：水、淬火油等淬火時不發生物態變化淬火時不發生物態變化例如：熔鹽；熔堿；熔融金屬；例如：熔鹽；熔堿；熔融金屬；空氣；氮氣等空氣

8、；氮氣等1 1、冷卻過程中發生物態變化的介質冷卻過程中發生物態變化的介質常見介質常見介質：水，油，水溶液，沸點大都：水，油，水溶液，沸點大都低于工件的淬火加熱溫度，所以工件淬低于工件的淬火加熱溫度，所以工件淬入時，會汽化沸騰，使工件強烈散熱入時，會汽化沸騰，使工件強烈散熱。冷卻特性冷卻特性（三階段）（三階段）介質與冷卻時間的關系介質與冷卻時間的關系介質與冷卻速度的關系介質與冷卻速度的關系冷卻機理冷卻機理蒸汽膜階段蒸汽膜階段沸騰階段沸騰階段對流階段對流階段常用淬火介質（1）水）水2020水的特性水的特性： 280 280 附近冷卻速度最快（沸騰期）附近冷卻速度最快（沸騰期）最快冷卻速度溫區與最快

9、冷卻速度溫區與M M轉變溫區接近轉變溫區接近最快冷卻速度不在最快冷卻速度不在C C曲線鼻子曲線鼻子冷卻速度對溫度敏感冷卻速度對溫度敏感優點優點：價廉易得；經濟價廉易得；經濟化學穩定性好化學穩定性好比熱大；冷卻能力強比熱大；冷卻能力強缺點：缺點：冷卻能力對水溫敏感冷卻能力對水溫敏感60 60 以下使用以下使用M M轉變區冷卻速度快轉變區冷卻速度快容易變形容易變形有油、皂液等雜質有油、皂液等雜質容易成為汽膜核心容易成為汽膜核心降降低冷卻速度低冷卻速度軟點軟點（2）鹽水鹽水提高水在鼻溫區的冷卻能力提高水在鼻溫區的冷卻能力, ,鹽水鹽水特性溫度特性溫度550650550650膜破裂溫度（特性溫度）提前

10、膜破裂溫度（特性溫度）提前與純水比較，受溫度影響小與純水比較，受溫度影響小低溫區（低溫區（ 200300 200300 ）冷卻速度）冷卻速度仍然大仍然大容易變形容易變形腐蝕設備、工件腐蝕設備、工件適用形狀簡單、大工件碳鋼淬火適用形狀簡單、大工件碳鋼淬火（3 3）堿水）堿水提高水在鼻子溫區的冷卻能力提高水在鼻子溫區的冷卻能力膜破裂溫度（特性溫度）更提前膜破裂溫度（特性溫度）更提前高溫區堿水冷卻速度高溫區堿水冷卻速度 鹽水冷卻速鹽水冷卻速度度 ；低溫區二者冷卻速度相近；低溫區二者冷卻速度相近堿水可以光亮淬火（工件表面析出堿水可以光亮淬火（工件表面析出氫氫 氧化皮脫落）氧化皮脫落）有腐蝕、需要清洗；

11、老化有腐蝕、需要清洗；老化（4）普通淬火油淬火油一般采用機油、柴油、錠子淬火油一般采用機油、柴油、錠子油油1010、2020、3030號機油，序號大，粘度號機油，序號大，粘度大大閃點高，一般在閃點高，一般在150300150300之間，閃之間，閃點以下使用點以下使用油溫控制在油溫控制在6080 6080 高溫區冷卻能力差、高溫區冷卻能力差、M M轉變區冷卻速轉變區冷卻速度合適度合適優點優點沸點高沸點高對流開始溫度高于水（一般與對流開始溫度高于水（一般與M M轉變轉變對應）對應） M M轉變區冷卻速度慢轉變區冷卻速度慢變形小變形小冷卻速度受溫度影響不大冷卻速度受溫度影響不大缺點：缺點：鼻子溫度冷

12、卻速度慢鼻子溫度冷卻速度慢容易老化（氧化、聚合、分解）容易老化（氧化、聚合、分解） 變質變質粘粘度提高度提高易燃；污染工件表面易燃；污染工件表面適用：合金鋼或小尺寸的碳鋼工件淬火適用：合金鋼或小尺寸的碳鋼工件淬火特殊淬火油光亮淬火油光亮淬火油礦物油礦物油+ +油溶性高分子添加劑；適用儀表、精油溶性高分子添加劑；適用儀表、精密零件可控氣氛加熱淬火。密零件可控氣氛加熱淬火。高速淬火油高速淬火油礦物油礦物油+ +磺酸鈉、硫酸鋇、磺酸鈣磺酸鈉、硫酸鋇、磺酸鈣+ +添加劑添加劑添加劑粘在工件表面添加劑粘在工件表面膜破裂提前膜破裂提前高溫區冷高溫區冷卻加快卻加快冷卻能力介于水油之間冷卻能力介于水油之間真空

13、淬火油真空淬火油不容易蒸發、污染設備不容易蒸發、污染設備不影響真空度不影響真空度2、冷卻時無物態變化的介質冷卻冷卻特性：特性： 對流和傳導散熱。熔鹽；熔堿高溫區冷卻對流和傳導散熱。熔鹽；熔堿高溫區冷卻速度快，接近介質溫度時，冷卻速度慢。速度快，接近介質溫度時，冷卻速度慢。常用介質常用介質：熔鹽、熔堿、融熔金屬等。介質沸點高于：熔鹽、熔堿、融熔金屬等。介質沸點高于工件的加熱溫度，不會汽化，而只在工件與介質的界工件的加熱溫度，不會汽化，而只在工件與介質的界面上，以輻射、傳導和對流的方式進行熱交換。面上，以輻射、傳導和對流的方式進行熱交換。空氣空氣高合金鋼高合金鋼氮氣、氬氣氮氣、氬氣真空淬火真空淬火

14、熔鹽、堿、金屬熔鹽、堿、金屬冷卻速度堿冷卻速度堿 硝鹽硝鹽 油油用于分級、等溫淬火用于分級、等溫淬火低熔點金屬鉛低熔點金屬鉛容易腐蝕；有毒容易腐蝕；有毒硝鹽硝鹽容易爆炸容易爆炸冷卻速度與比熱、導熱性、流動性、含水冷卻速度與比熱、導熱性、流動性、含水% %有關。有關。其他新型淬火介質過飽和硝鹽水溶液：高溫區冷卻速度小過飽和硝鹽水溶液：高溫區冷卻速度小于鹽水；低溫區與油接近。于鹽水；低溫區與油接近。水玻璃淬火劑：冷卻能力水水玻璃淬火劑：冷卻能力水- -油之間，但油之間，但有腐蝕作用。有腐蝕作用。氯化鋅氯化鋅- -堿水溶液：高溫區冷卻速度大于堿水溶液：高溫區冷卻速度大于水；低溫區冷卻速度小于水。水；

15、低溫區冷卻速度小于水。合成淬火劑：高溫區與水接近；低溫區合成淬火劑：高溫區與水接近；低溫區冷卻速度小于水。冷卻速度小于水。3、評定淬火介質冷卻能力的方法冷卻曲線冷卻曲線直接反應冷卻過程的三個階段直接反應冷卻過程的三個階段冷卻強度（淬火激烈度冷卻強度（淬火激烈度H H）根據淬透深度評價。根據淬透深度評價。1818靜止水靜止水H=1H=1為為標準參考指標標準參考指標H H與介質性質、溫度、流動性有關與介質性質、溫度、流動性有關冷卻速度曲線冷卻速度曲線直接反應各階段的冷卻能力直接反應各階段的冷卻能力4、影響淬火介質冷卻能力的因素內因內因介質的汽化熱；粘度；表面張力等介質的汽化熱；粘度；表面張力等外因

16、外因添加物添加物改變蒸汽膜穩定期改變蒸汽膜穩定期溫度溫度: :攪拌攪拌3鋼的淬透性 一、淬透性一、淬透性淬透性：淬透性：淬火時獲得淬火時獲得M M的能力的能力是材料固有屬性，取決于成分是材料固有屬性，取決于成分在樣品尺寸、冷卻介質相同的情在樣品尺寸、冷卻介質相同的情況下比較淬透深度才有可比性況下比較淬透深度才有可比性二、硬化層（淬硬層）二、硬化層（淬硬層）淬硬表面淬硬表面 到到50%50%馬氏體處的馬氏體處的距離距離淬透性淬透性深深介質冷卻能力介質冷卻能力深深尺寸小尺寸小深深三、淬硬性三、淬硬性鋼在淬火后鋼在淬火后M M獲得硬度的能獲得硬度的能力力取決于取決于M M中中C%C%，C% C% 淬

17、硬淬硬性性 與淬透性不等與淬透性不等同同四、工程意義截面大、受力復雜、重要零件截面大、受力復雜、重要零件 ：心、表：心、表性能要求一致性能要求一致高淬透性材料高淬透性材料。例如：。例如：連桿、彈簧、螺栓連桿、彈簧、螺栓心部性能對壽命影響不大：心、表性能心部性能對壽命影響不大：心、表性能要求不一致要求不一致中等淬透性材料中等淬透性材料。例。例如：彎、扭軸；冷沖模具如：彎、扭軸；冷沖模具刀具、滾動軸承刀具、滾動軸承高淬硬性材料高淬硬性材料五、影響淬透性的因素凡使凡使C C曲線右移的因素曲線右移的因素 淬透性淬透性1 1、成分、成分A A中中C%C%合金元素除合金元素除CoCo以外，一般都使淬透以外

18、，一般都使淬透性性；多元足量更佳；多元足量更佳2 2、工藝、工藝 A A化溫度高、時間長化溫度高、時間長成分成分均勻、不易發生均勻、不易發生P P轉變轉變 淬透性淬透性六、淬透性測定方法斷口法斷口法U U曲線法曲線法臨界直徑法（隨冷臨界直徑法（隨冷卻介質變化）卻介質變化） 末端淬火法末端淬火法（常用）（常用）標準試樣標準試樣標準試驗方法標準試驗方法端淬曲線（帶）端淬曲線（帶）末端淬火法末端淬火法測定（見測定（見GB225-63GB225-63）標準試樣及試驗條件：（2525100mm100mm）加熱奧）加熱奧氏體化后，迅速放入末氏體化后，迅速放入末端淬火試驗機的冷卻孔中，噴水冷卻。規定噴水管內

19、徑12.5mm12.5mm，水柱，水柱自由高度自由高度65mm65mm5mm5mm，水溫，水溫20203030。硬度法測定淬透性曲線：試樣測面沿長度方向磨一深度0.2mm0.2mm0.5mm0.5mm的窄條平面，然后從末的窄條平面，然后從末端開端開始，每隔一定距離測量一個硬度值，即可測得試樣沿長度方向上的硬度變化淬透性表示方法淬透性表示方法pJ(HRC/d)pd為至水冷端為至水冷端距離；距離；HRC該處的硬度值），該處的硬度值），如如J（42/5）表）表示距水冷端示距水冷端mm處試樣的硬度值處試樣的硬度值為為HRC42。七、端淬曲線應用1 1、已知：、已知：45Mn245Mn2材料、軸直徑材料

20、、軸直徑50mm50mm，求棒材截面硬度分布求棒材截面硬度分布根據直徑尺寸根據直徑尺寸50mm 50mm 查圖查圖找表面、找表面、3/4R3/4R、1/2R1/2R、心部各處與端淬試樣、心部各處與端淬試樣距離之間的關系距離之間的關系根據末端淬火曲線根據末端淬火曲線確定各點硬度確定各點硬度值值作截面硬度分布圖作截面硬度分布圖2 2、已知：、已知： 4040鋼直徑鋼直徑45mm45mm、技術條、技術條件（件（3/4R3/4R處要求處要求80%M80%M；1/2R1/2R處處HRC40HRC40），油淬火可否？），油淬火可否？根據材料根據材料C% C% 確定確定3/4R3/4R處處80%M80%M時

21、時HRC HRC 查圖查圖 HRC =45HRC =45根據直徑根據直徑找找3/4R3/4R、1/2R1/2R與末端距與末端距離的對應關系離的對應關系查圖查圖硬度分別為硬度分別為3838、27 27 如果采用水淬火如果采用水淬火查圖查圖4545、42 42 滿足滿足3 3、已知：材料牌號、已知：材料牌號40CrNiMo40CrNiMo，求臨界直徑，求臨界直徑根據根據C% C% 查圖查圖找半找半M M硬度硬度4545根據硬度根據硬度查圖查圖P183P183找半找半M M處對應的端處對應的端淬距離淬距離22.5mm22.5mm根據根據7-19 7-19 圖上部圖上部理想臨界直徑理想臨界直徑90mm

22、90mm找與理想冷卻介質相交的點找與理想冷卻介質相交的點作水平線找作水平線找 2020水相交的點水相交的點作垂直線作垂直線在在L/DL/D坐標坐標上得到臨界直徑上得到臨界直徑80mm80mm在油中在油中5068mm5068mm4淬火缺陷及防止 一、淬火內應力一、淬火內應力1 1、熱應力、熱應力原因：原因：心、表冷卻速度不同心、表冷卻速度不同熱脹冷縮不同步熱脹冷縮不同步實驗材料：實驗材料：無相變無相變無組織應力影響無組織應力影響規律規律初期初期表面拉、心部壓表面拉、心部壓心部變形應力松弛心部變形應力松弛中期應力反向中期應力反向室溫下內應力為室溫下內應力為“表壓心拉表壓心拉”軸向、徑向、周向均為拉

23、，軸向拉應力最大軸向、徑向、周向均為拉，軸向拉應力最大影響因素影響因素冷卻速度、加熱溫度、尺寸、導熱性冷卻速度、加熱溫度、尺寸、導熱性2、組織應力原因：組織轉變不同時導致原因：組織轉變不同時導致實驗材料：實驗材料：淬透性好的鋼淬透性好的鋼冷卻慢冷卻慢熱應力忽略熱應力忽略規律規律初期初期表面壓、心部拉表面壓、心部拉中期應力反向中期應力反向室溫下內應力為室溫下內應力為“表拉心壓表拉心壓”切向拉應力最大切向拉應力最大容易縱向開裂容易縱向開裂影響因素影響因素冷卻速度；淬透性；尺寸冷卻速度；淬透性；尺寸二、淬火變形殘余應力造成的翹曲殘余應力造成的翹曲尺尺寸、形狀變化寸、形狀變化比容不同比容不同體積變化體

24、積變化實踐生產中實踐生產中二者兼有二者兼有1 1、變形趨勢、變形趨勢熱應力引起熱應力引起 趨于球狀趨于球狀棱角圓、平面凸棱角圓、平面凸高高度方向縮短度方向縮短腰鼓形腰鼓形組織應力引起組織應力引起與上相反與上相反棱角尖、平面凹棱角尖、平面凹比容差效應比容差效應各方向均勻增減各方向均勻增減M M中中C%C%高高膨脹大膨脹大2、影響淬火變形的因素（1 1）淬透性）淬透性淬透性好淬透性好緩冷介質緩冷介質熱應力小熱應力小組織應力型變形組織應力型變形容易得到容易得到M M 組織應力型變形組織應力型變形比容差效應大比容差效應大組織應力型變形組織應力型變形所以，組織應力型變形所以，組織應力型變形（2 2）A

25、A中成分中成分C%C%少少形成低形成低M M 組織應力小組織應力小比容差效應小比容差效應小組織應力小組織應力小所以，熱應力型變形所以，熱應力型變形合金合金合金合金% %高高合金鋼強度高合金鋼強度高熱應力和組織應力引熱應力和組織應力引起的變形都小起的變形都小淬透性好淬透性好緩冷緩冷熱應力小熱應力小MsMs低低強度高強度高+ +殘余殘余A A多多組織應力小組織應力小（熱應力型）（熱應力型）MsMs高高強度低強度低容易變形容易變形組織應力組織應力大（組織應力型）大（組織應力型）所以，綜合總體變形小所以，綜合總體變形小（3 3）淬火加熱溫度）淬火加熱溫度溫度高溫度高熱應力大熱應力大溫度高溫度高淬透性高

26、淬透性高組織應力大組織應力大綜合，變形大（兩種類型應力均大）綜合，變形大（兩種類型應力均大）（4 4）冷卻速度）冷卻速度（5 5）原始組織）原始組織夾雜、帶狀組織、偏析夾雜、帶狀組織、偏析不均勻變形不均勻變形高合金鋼沿碳化物方向變形大高合金鋼沿碳化物方向變形大改鍛改鍛原始組織比容大（回火原始組織比容大（回火S S或球化體）或球化體）變形變形小小（6 6）工件形狀）工件形狀形狀簡單，截面對稱形狀簡單，截面對稱變形小變形小復雜工件復雜工件冷卻不均勻冷卻不均勻淬透性好、淬透性好、MsMs高、慢冷部分尺寸大高、慢冷部分尺寸大組織組織應力主導應力主導慢冷部分凸起慢冷部分凸起（7 7）淬火前殘余應力）淬火

27、前殘余應力機械加工、焊接、校正機械加工、焊接、校正變形疊加變形疊加三、淬火開裂1 1、淬火類型、淬火類型（1 1）縱向（軸向）縱向（軸向）特征特征：長而深；多條；全淬透時產生：長而深；多條；全淬透時產生原因原因：冷卻快冷卻快組織應力大（切向）組織應力大（切向）材料夾雜、帶狀等缺陷材料夾雜、帶狀等缺陷橫向性能差橫向性能差+ +不均勻不均勻變形變形形狀（小孔）形狀（小孔） 孔內壁冷卻慢孔內壁冷卻慢組織應力大組織應力大（孔內噴液或堵孔）（孔內噴液或堵孔）措施措施：M M相變時緩慢冷卻相變時緩慢冷卻（2）橫向裂紋（弧形）特征特征：硬化區過渡區、尖角、槽孔、截面突變處硬化區過渡區、尖角、槽孔、截面突變處

28、垂直軸線分布，內部產生裂紋垂直軸線分布，內部產生裂紋未淬透較大工件未淬透較大工件原因原因冷卻不均勻冷卻不均勻軸向熱應力大軸向熱應力大材料中心缺陷多材料中心缺陷多大型工件（軋輥）大型工件（軋輥）軸向熱應力大軸向熱應力大措施措施：結構合理；提高材料質量；提高淬火：結構合理；提高材料質量；提高淬火溫度溫度增加淬硬層增加淬硬層增加組織應力彌補增加組織應力彌補（3）網狀裂紋特征特征：淺表面；龜裂：淺表面；龜裂原因原因：表面拉應力造成（高碳鋼脫碳）表面拉應力造成（高碳鋼脫碳）機械加工未去除鍛造脫碳層機械加工未去除鍛造脫碳層措施措施淬火加熱防止脫碳淬火加熱防止脫碳滲碳后空冷防止脫碳滲碳后空冷防止脫碳（4）剝

29、離裂紋特征特征次表面開裂次表面開裂平行表面發展平行表面發展硬化層或擴散層剝落硬化層或擴散層剝落原因原因表面非表面非M M層受到次表層拉應力作用導致層受到次表層拉應力作用導致措施措施快冷快冷表面形成表面形成M M組織組織慢冷慢冷全部形成平衡組織全部形成平衡組織（5）其它裂紋應力集中裂紋應力集中裂紋隨意性隨意性淬火過熱裂紋淬火過熱裂紋宏觀沒有規律，微觀沿晶分布宏觀沒有規律，微觀沿晶分布顯微裂紋顯微裂紋高碳鋼淬火高碳鋼淬火2、影響開裂的因素（1 1）原材料）原材料在組織缺陷或機加工缺陷處淬裂在組織缺陷或機加工缺陷處淬裂（2 2）鍛造缺陷：在鍛造缺陷處淬裂）鍛造缺陷：在鍛造缺陷處淬裂（3 3）熱處理工

30、藝）熱處理工藝加熱溫度加熱溫度材料脆性大材料脆性大加熱、冷卻速度加熱、冷卻速度大型工件出爐過早大型工件出爐過早（4 4）成分）成分C%C%C%C%高高孿晶孿晶M M多多+ +熱應力影響大熱應力影響大容易開裂容易開裂（5 5）尺寸）尺寸危險截面尺寸（尺寸小危險截面尺寸（尺寸小 變形小；變形小；尺寸大尺寸大表面熱應力型表面熱應力型壓應力壓應力 ）四、減小變形開裂的措施1 1、選材、設計合理、選材、設計合理形狀復雜、截面變化大形狀復雜、截面變化大選淬選淬透性好的材料透性好的材料+ +分級、等溫淬火分級、等溫淬火結構對稱、控制長徑比；添加結構對稱、控制長徑比；添加工藝孔等工藝孔等減少變形減少變形2 2

31、、合理鍛造、預備熱處理、合理鍛造、預備熱處理通過鍛造通過鍛造改善大塊碳化物、偏析改善大塊碳化物、偏析現象現象預備熱處理預備熱處理理想組織理想組織精密工件精密工件工序之間工序之間去應力退火去應力退火3、熱處理工藝合理合金鋼預熱合金鋼預熱適當提高或降低淬火溫度適當提高或降低淬火溫度調整殘余應力調整殘余應力類型類型正確選擇冷卻介質、淬火方法、及時回火正確選擇冷卻介質、淬火方法、及時回火薄壁工件提高淬火加熱溫度薄壁工件提高淬火加熱溫度熱應力熱應力 抵消組織應力抵消組織應力變形減少變形減少合理安排工藝路線（鍵槽、螺紋加工）合理安排工藝路線（鍵槽、螺紋加工）（4）其它淬火壓床；堵孔；吊掛；捆扎淬火壓床；堵

32、孔；吊掛；捆扎校直方法彎曲變形彎曲變形冷校直：適用回火后硬度冷校直：適用回火后硬度40 560 560 ） FeOFeO不致密不致密內氧化：合金沿晶界形成氧化物內氧化：合金沿晶界形成氧化物晶界淬透晶界淬透性降低性降低形成非形成非M M措施措施磨削去除磨削去除鹽浴加熱鹽浴加熱脫氧脫氧保護氣氛、真空加熱保護氣氛、真空加熱快速加熱快速加熱涂料（氯化鋅）；潔凈表面水、油脂涂料（氯化鋅）；潔凈表面水、油脂脫碳脫碳5淬火工藝的新發展 一、一、A A超細化超細化目的目的 提高基體材料強韌性提高基體材料強韌性1 1、超快加熱：、超快加熱：大功率脈沖感應、電子束、激光大功率脈沖感應、電子束、激光2 2、快速循環

33、加熱（大工件不適宜）、快速循環加熱（大工件不適宜）Ac3Ac3以上短時加熱以上短時加熱速冷速冷循環多次循環多次3 3、形變熱處理、形變熱處理 Ac3Ac3以上以上熱軋熱軋加大形變加大形變等溫等溫A A再再結晶結晶淬火淬火二、碳化物超細化目的目的：預備熱處理：預備熱處理碳化物全部溶解碳化物全部溶解冷卻冷卻細化高碳鋼中的碳化物相細化高碳鋼中的碳化物相工藝工藝：高溫固溶淬火高溫固溶淬火+ +高溫回火高溫回火球狀碳化物球狀碳化物（細、圓、勻）析出（細、圓、勻）析出 強度、韌性提高強度、韌性提高高溫固溶高溫固溶+ +等溫處理等溫處理高溫固溶高溫固溶等溫等溫細細P P或或BB碳化物細化碳化物細化正常淬火、回火正常淬火、回火三、控制M、B形態及組成的淬火目的：提高強韌性目的：提高強韌性1 1、中碳合金鋼的超高溫淬火、中碳合金鋼的超高溫淬火板條板條M%M%提高提高斷裂韌