淬透性测定方法.doc

PAGE 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 金属材料与热处理课程 淬透性的测定方法 主讲教师：雷伟斌 西安航空职业技术学院 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 金属材料与热处理课程 淬透性的测定方法 一、末端淬火法 图1 端淬试验与淬透性曲线a)试样与装置 b)淬透性曲线简称端淬试验，是目前国内外应用最广泛的淬透性评定方法，其主要特点是方法简便、应用范围广，可用于测定碳素钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢等的淬透性。端淬试验所用试样为? 25×100 mm的圆柱形试样，将试样加热奥氏体化后放到端淬试验台上对其下端喷水冷却（图1a）。喷水柱自由高度为65 mm，喷水管口距试样末端为12.5 mm，水温为10-30?C。待试样全部冷透后，将试样沿轴线方向在相对180?的两边各磨去0.2~0.5 mm的深度，获得两个互相平行的平面，然后从距水冷端1.5 mm处沿轴线测定洛氏硬度值，当硬度下降缓慢时可以每隔3 mm测一次硬度。将测定结果绘成硬度分布曲线，即钢的淬透性曲线（图1b）。钢的淬透性以J来表示，d为至水冷端的距离，HRC为在该处测定的硬度值。如J，表示距水冷端6 mm 图1 端淬试验与淬透性曲线 a)试样与装置 b)淬透性曲线 钢的顶端淬火淬透性曲线并不能直接表示出可以淬透的工件直径，还需借助其他图表进行换算。 二、临界直径法 如果试样中心硬度高于（等于）半马氏体区硬度，就可以认为试样被淬透。则用上述U曲线法评定时，总可以找到在一定的淬火介质中冷却时能够淬透（达到半马氏体区硬度）的临界直径。小于此直径时全部可以淬透，而大于此直径时就不能淬透。这个临界直径用D0表示。相同淬火介质中的D0值，就可以表示不同钢种的淬透性。 显然，钢种及淬火介质不同，D0也不同。为了排除冷却条件的影响，根据传热方程的解，建立了理想临界直径D0的概念。假设淬火介质的淬冷烈度H为无穷大，即试样淬入冷却介质时其表面温度可立即冷却到淬火介质的温度，此时所能淬透（形成50％马氏体）的最大直径称为理想临界直径Di。Di取决于钢的成分，而与试样尺寸及冷却介质无关，它是反映钢淬透性的基本判据。该数值在工程应用时作为基本换算量，从而使各种淬透性评定方法之间，以及不同淬火介质中淬火后的临界直径之间建立起一定的关系。图2是理想临界直径Di与一定淬火介质中淬火时的临界直径D0之间的换算图表。例如，已知某种钢的理想临界直径Di为50mm，如换算成在油淬（淬冷烈度H＝0.4）时的临界直径D0，可从H＝0.4时所对应的坐标上查出D0为20 mm。 图2 临界直径 图2 临界直径D0与理想临界直径Di的关系 0 1.6 1.2 0.8 0.4 2.0 2.4 2.8 1.6 1.2 0.8 0.4 2.0 临界直径 D0/in 临界直径 D0/cm 4 1 2 3 5 /in 1 5 4 3 2 6 /cm 理想临界直径 Di 0.10 0.20 0.40 0.80 0.01 H值 H值 ? 10.0 5.0 2.0 1.0 三、U曲线法 用长度为直径的4-6倍的一组直径不同的圆棒试样，按规定条件淬火，然后从试样中间截断，磨平后沿中心十字线测硬度，并将测定结果绘成硬度分布曲线（图3）。淬透性大小可用淬透层深度h或用未淬透心部的直径DH与试样直径D的比值DH/D来表示。 U曲线法大多用于结构钢，优点是直观、准确，与实际工件淬火情况接近；缺点是繁琐、费时，对大批量的生产检验来说不适用。 表面 表面 中心 表面 DH h h 50%M的硬度 硬度HRC D 图3 U曲线法示意图