冷卻的影響

  用臨界冷卻速度冷卻，加熱時(shí)形成的奧氏體將在馬氏體
區(qū)域產(chǎn)生相變，因而可實(shí)現(xiàn)理想的淬火。當(dāng)然亦可避免在高
溫范圍內(nèi)向鐵素體、珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。鋼的臨
界冷卻速度與化學(xué)成分、熔煉條件及完全的奧氏體化情況有
關(guān)。零件與冷卻劑之問(wèn)的熱交換受很多因素影響，例如：
  就結(jié)構(gòu)件而言，受表面的性質(zhì)及表面與體積的比率的
影響’
  就冷卻劑而言，在冷卻劑流動(dòng)的溫度范圍內(nèi)，受零件與
冷卻劑接觸面的熱傳導(dǎo)系數(shù)、濕潤(rùn)能力、沸點(diǎn)、粘度及比熱
的影響
  為使心部亦能完全淬火(到心部皆為馬氏體組織)，如果
是不含合金元素的碳鋼，可通過(guò)水淬達(dá)到目的。但處理件尺
寸受到限制，一般直徑在10毫米之內(nèi)，若超過(guò)該尺寸，則表
面雖能硬化，但心部硬度卻很低。如欲對(duì)尺寸大的零件進(jìn)行
深層硬化或硬化到心部時(shí)，必須使用合金鋼。因?yàn)殇撝刑砑?br>合金元素后，臨界冷卻速度下降。如果硬化到心部，即使是
晶粒粗大的鋼，晶粒也將獲得細(xì)化。

  關(guān)于淬透性的完整記述及淬火后形成的相變組織，繪制
了不同鋼種連續(xù)冷卻情況下的“時(shí)間一溫度一相變狀態(tài)圖

(ZTU)。
  與加熱時(shí)完全相同，冷卻也應(yīng)注意盡量遵循均勻的冷卻
過(guò)程。在選擇冷卻劑時(shí)(水、油、熱浴或空氣)，除鋼的種類、
尺寸以及體積外，還必須考慮零件的形狀，進(jìn)而選擇合適的
冷卻劑。因?yàn)榧彼倮鋮s產(chǎn)生淬裂(應(yīng)力裂紋)的危險(xiǎn)極大，
以，很多情況下不可進(jìn)行過(guò)于迅速的冷卻。

  急速冷卻只在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)是必要的。250℃以下的冷卻
速度對(duì)淬火所能達(dá)到的硬度影響甚微。零件投入冷卻劑之后
的持續(xù)時(shí)間，必須保持到心部溫度下降到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以
下。熱浴淬火時(shí)要在熱浴中保溫到表層與心部溫度均勻一致。
空氣、鹽浴及金屬浴可通過(guò)對(duì)流冷卻，故使用此類冷卻劑可
進(jìn)行極均勻的冷卻。其冷卻能力除了受零件表面與冷卻劑之
間的溫差影響外，還受相當(dāng)多的其它因素影響。淬火油和水
與之相反，具有完全不同的冷卻特性。因?yàn)樗鼈兎悬c(diǎn)低，所
以把加熱好的零件投入冷卻劑后，表面將形成蒸汽膜。出現(xiàn)
三種冷卻相，即：
  高溫時(shí)：蒸汽膜
  中溫時(shí)：沸騰區(qū)
  低溫時(shí)：對(duì)流冷卻

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)