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热处理常见问题与解答
发布时间:2016-08-05     阅读:463

热处理常见问题与解答

 

   

 

(1)

淬火常见问题与解决技巧

  

 

 

Ms

点随

C%

的增加而降低

 

 

 

淬火时,过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为

Ms

点,变态完成之温度称之

Mf

点。

%C

含量愈高,

Ms

点温度愈降低。

0.4%C

碳钢的

Ms

温度约为

350

℃左右,而

0.8%C

碳钢就降低至约

200

℃左右。

 

 

 

※淬火液可添加适当的添加剂

 

 

 

(1)

水中加入食盐可使冷却速率加倍:盐水淬火之冷却速率快,且不会有淬裂及淬火不

均匀之现象,可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比

10%

为宜。

 

 

 

(2)

水中有杂质比纯水更适合当淬火液:水中加入固体微粒,有助于工件表面之洗净作

用,破坏蒸气膜作用,使得冷却速度增加,可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理,不用纯

水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。

 

 

 

(3)

聚合物可与水调配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之

冷却速率之淬火液,甚为方便,且又无火灾、污染及其它公害之虞,颇具前瞻性。

 

 

 

(4)

干冰加乙醇可用于深冷处理容液

将干冰加入乙醇中可产生

-76

℃之均匀温度,

是很

实用的低温冷却液。

 

 

 

※硬度与淬火速度之关联性

 

 

 

只要改变钢材淬火冷却速率

就会获得不同的硬度值,

主要原因是钢材内部生成的组织

不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的

Ps

曲线,此时沃斯田体变态温度较高,沃斯田体会

生成波来体,变态开始点为

Ps

点,变态终结点为

Pf

点,波来体的硬度较小。若冷却速度加

快,冷却曲线不会切过

Ps

曲线时,则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的

硬度与固溶的碳含量有关

因此麻田散体的硬度会随着

%C

含量之增加而变大

但超过

0.77%C

后,麻田散体内的碳固溶量已无明显增加,其硬度变化亦趋于缓和。

 

 

 

※淬火与回火冷却方法之区别

 

 

 

淬火常见的冷却方式有三种,分别是:

(1)

连续冷却;

(2)

恒温冷却及

(3)

阶段冷却。为

求淬火过程降低淬裂的发生,临界区域温度以上,可使用高于临界冷却速率的急速冷却为

宜;进入危险区域时,使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此,此类冷却方式施行时

使用阶段冷却或恒温冷却

(

麻回火

)

是最适宜的。

 

 

 

回火处理常见的冷却方式包括急冷和徐冷两种冷却方法

其中合金钢一般使用急冷;

具钢则以徐冷方式为宜

工具钢自回火温度急冷时,

因残留沃斯田体变态的缘故而易产生裂

痕,称之为回火裂痕;相同的,合金钢若采用徐冷的冷却方式,易导致回火脆性。

 

 

 

※淬火后,残留奥氏体的所扮演的角色

 

 

 

淬火后的工件内常存在麻田散体与残留沃斯田体

在常温放置一段长久时间易引起裂痕

的发生,此乃因残留沃斯田体产生变态、引起膨胀所导致,此现象尤其再冬天寒冷的气候下

最容易产生。此外,残留沃斯田体另一个大缺点为硬度太低,使得工具的切削性劣化。可使

用深冷处理促使麻田散体变态生成

让残留沃斯田体即使进一步冷却也无法再产生变态;

以外力加工的方式

使不安定的残留沃斯田体变态成麻田散体,

降低残留沃斯田体对钢材特

性之影响。

 

 

 

※淬火处理后硬度不足的原因

 

 

 

淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度,若硬度值不理想,则可能是下列因素所造

成:

(1)

淬火温度或沃斯田体化温度不够;

(2)

可能是冷却速率不足所致;

(3)

工件表面若热

处理前就发生脱碳现象,则工件表面硬化的效果就会大打折扣;

(4)

工件表面有锈皮或黑皮

时,该处的硬度就会明显不足,因此宜先使用珠击法将工件表面清除干净后,再施以淬火处

理。

 

 

 

※淬裂发生的原因

 

 

 

会影响淬裂的主要原因包括:工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法

等。钢铁热处理会产生淬裂,导因于淬火过程会产生变态应力,而这个变态应力与麻田散体

变态的过程有关

通常钢材并非一开始产生麻田散体变态即发生破裂,

而是在麻田散体变态

进行约

50%

(

此时温度约

150

℃左右

)

,亦即淬火即将结束前发生。因此淬火过程,在高温

时要急速冷却,而低温时要缓慢冷却,若能掌握『先快后缓』的关键,可将淬火裂痕的情况

降至最低。

 

※过热容易产生淬火裂痕

 

 

 

加热超过是当的淬火温度

100

℃以上,称之为过热。过热时,沃斯田体之结晶颗粒变得

粗大化,导致淬火后生成粗大的麻田散体而脆化,易使针状麻田散体之主干出现横裂痕

(

称为麻田散体裂痕

)

,此裂痕极易发展成淬火裂痕。因此,当您的工件在沃斯田体化温度时

产生过热现象时,后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生,故有人把『过热』称为发生淬

火裂痕的元凶。

 

 

 

※淬火前的组织会影响淬火裂痕?

 

 

 

淬火前的组织当然会影响淬火的成败。最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织

(

波来体结构

)

,若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。过热组织易产生

淬火裂痕,球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯,因此工具钢或高碳钢在淬火前,

可施行球状化处理已是淬火重要技术之一

此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得

球状碳化物。碳化物若以网状组织存在,则容易由该处发生淬火裂痕。

 

 

 

※淬火零件因常温放置引起之瑕疵

 

 

 

淬火后的零件,若长时间放置在室温,可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。搁置裂

痕又称为时效裂痕

尤其在冬天寒冷的夜晚,

随温度之下降导致残留沃斯田体变态为麻田散

体,使裂痕因此而产生,又称之为夜泣裂痕。搁置变形又称之为时效变形,乃淬火工件放置

于室温引起尺寸形状变化之现象,大多导因于回火处理不完全所致。为防止搁置变形,需让

钢材组织安定化,因此首先要消除不安定之残留沃斯田体

(

实施深冷处理

)

。接着实施

200

~250

℃的回火处理使麻田散体安定化。

 

 

 

(2)

回火常见问题与解决技巧

 

 

 

100

℃热水回火之优点

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