淬透性与淬硬性的区别以及淬透性的影响因素

不管是高频淬火设备也好,中频淬火设备也好,都会有一个比较易混淆的概念淬透性与淬硬性,现在就两个概念加以区分,并且着重介绍了淬透性的影响因素。

淬透性在不同的文献上,对淬透性有多种不同的诠释:

(1)淬透性是指钢材获得一定淬硬层深度的能力。钢的淬透性作为钢的一种属性是决定淬硬层深度的最关键也是最活跃的因素。淬透性可以表述为材料接受淬火的能力,同时它也是决定焊接性能的重要因素。与淬透性相关的化学成分的影响可用碳当量表示:Ceq=C(%)+1/6Mn(%)+1/15Ni(%)+1/5Cr(%)+1/4(Mo)+1/13Cu(%)+1/2P(%)。碳当量越大,淬透性越好,焊接时,热影响区的最高硬度也越高。

(2)淬透性是钢的固有特性。由钢的冶金成分、纯洁度、晶粒度等因素决定,表示淬透性的方法有许多种,如比较不同钢种的(上)临界速度就是一种表示方法。但是这种方法只强调了转变的开始行为而对转变终了的行为未予考虑,而且,在实际生产中往往并不能取得100%的马氏体组织。从实际出发,可以把50%马氏体组织规定为淬火组织,按这种规定,则必须考虑钢的转变终了行为。为了综合判定钢的淬透性,CCT图是最好的判据,然而要想把每批钢的CCT图都做出则不现实,因此,实用性最强的方法是乔明尼顶端淬火法。

(3)淬透性也称之为可淬性、淬火性。它是钢材本身所固有的属性,是指钢接受淬火的能力。由于冷却时,工件表层与心部的冷却速度不同,表层的冷速可能高于临界淬火速度,而心部冷速则可能低于临界淬火速度,故工件淬火后,从表面到内部,只能获得一定深度的马氏体组织。不同钢种接受淬火的能力各异,其规律是:在同样的冷却条件下,C曲线位置愈靠右者,马氏体组织深度就愈大,接受淬火的能力就愈强,即淬透性愈高,反之则相反。这种马氏体组织的深度称为淬硬层厚度。

淬硬性又叫可硬性,是指钢在正常淬火条件下,以超过临界淬火速度冷却所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度。它主要与钢的含碳量有关。更确切地说,它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。 淬硬性与淬透性是两个不同的概念,且极易混为一谈,淬火后硬度高的钢,未必淬透性就高;而硬度低的钢亦可具有高的淬透性。还应指出:必须把钢的淬透性与钢的淬硬层厚度区别开来。淬透性乃为钢材本身固有属性,它只取决于其本身的内在因素(如化学成分、纯净度、晶粒度、组织均匀性等),而与外部因素无关;而钢的淬硬层厚度除取决于淬透性外,还与所采用的淬冷介质,工件尺寸、形貌、质量效应等外部因素有关。材料淬透性主要取决于其临界冷却速度的大小,而临界冷却速度则主要取决于过冷奥氏体的稳定性,影响奥氏体的稳定性主要是:

1.化学成分的影响碳的影响是主要的,当C%小于1.2%时,随着奥氏体中碳浓度的提高,显著降低临界冷却速度,C曲线右移,钢的淬透性增大;当C%大于时,钢的冷却速度反而升高,C曲线左移,淬透性下降。其次是合金元素的影响,除钴外,绝大多数合金元素溶入奥氏体后,均使C曲线右移,降低临界冷却速度,从而提高钢的淬透性。

2.奥氏体晶粒大小的影响 奥氏体的实际晶粒度对钢的淬透性有较大的影响,粗大的奥氏体晶粒能使C曲线右移,降低了钢的临界冷却速度。但晶粒粗大将增大钢的变形、开裂倾向和降低韧性。

3.奥氏体均匀程度的影响 在相同冷度条件下,奥氏体成分越均匀,珠光体的形核率就越低,转变的孕育期增长,C曲线右移,临界冷却速度减慢,钢的淬透性越高。

4.钢的原始组织的影响 钢的原始组织的粗细和分布对奥氏体的成分将有重大影响。

5.部分元素,例如Mn,Si等元素对提高淬透性能起到一定作用,但同时也会对钢材带来其他不利的影响。

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