等溫淬火
等溫淬火
等溫淬火是指工件淬火加熱后,若長期保持在下貝氏體轉變區的溫度,使之完成奧氏體的等溫轉變,獲得下貝氏體組織的淬火方式。
等溫淬火實際上是分級淬火的進一步發展,所不同的是等溫淬火獲得下貝氏體組織。下貝氏體組織的強度、硬度較高而韌性較好,故等溫淬火可顯著提高鋼的綜合力學性能。等溫淬火的加熱溫度通常比普通淬火高些,目的是提高奧氏體的穩定性和增大其冷卻速度,防止等溫冷卻過程中發生珠光體型轉變。
等溫淬火是將奧氏體化后的工件淬人M點以上某溫度的鹽浴中等溫保持足夠長時間,使之轉變為下貝氏體組織,爾後於空氣中冷卻,這種淬火方法稱為等溫淬火,如圖下圖曲線e所示。
淬火曲線圖
同分級淬火一樣,等溫淬火也只能適用於尺寸較小的工件。等溫溫度和時間應視工件組織和性能要求,由該鋼的TTT圖確定。等溫溫度越低,獲得淬火硬度越高。一般認為採用肘。+30℃等溫可獲得良好的強度和韌性。等溫時間可根據工件心部冷卻到等溫溫度所需要的時間再加上TTTT圖上該溫度下完成組織轉變所需要的時間來確定。除了上述幾種典型的淬火方法外,近年來還發展了許多提高鋼的強韌性的新的淬火工藝,如高溫淬火,循環快速加熱淬火,高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火和亞共析鋼的亞溫淬火。
把鋼件加熱使其奧氏體化並均勻化后,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃),放入溫度稍高於Ms點的硝鹽浴或鹼浴中,等溫保持一定時間(一般在浴槽中保溫時間為30~60min),使奧氏體轉變為貝氏體,然後取出置於空氣中冷卻的淬火工藝。
①獲得下貝氏體以增強鋼材的強度、硬度、韌性、耐磨性和塑性。
②等溫淬火變形量少,硬度較高併兼有良好的韌性。
③等溫淬火后一般情況下無需再進行回火。
第一步:奧氏體化處理;
第二步:奧氏體化后冷卻處理;
第三步:貝氏體等溫處理;
①一般用於中碳以上的鋼,低碳鋼一般不採用等溫淬火;
②適用於尺寸較小的工件;
③適合於處理形狀複雜、尺寸精度要求較高的工具和重要的機器零件,如模具、刀具、齒輪等。
④適合於形狀複雜,要求變形小,處理后具有高硬度和強韌性的塑性和韌性的工件。
⑤常用於合金鋼、高碳鋼小尺寸零件及球墨鑄鐵件。
⑥用於支腿齒輪。
馬氏體 貝氏體復相(BT/M)熱處理是提高材料強韌性的重要途徑。鋼的中溫轉變曲線以270℃為界分為上下兩部分,在330℃和240℃分別出現兩個鼻尖,在270℃以上等溫,形成上貝氏體;在270℃以下等溫,形成下貝氏體。
試驗指出:在胞點以上於270℃等溫28min形成體積分數為20%左右的下貝氏體時,強韌性較好。在240℃等溫時,沿晶界形成下貝氏體針,強韌性下降。M點以下在180℃等溫60min,強韌性最好。此時,先形成少量馬氏體,促發下貝氏體的形成。下圖是65Nb鋼經1150℃加熱奧氏體化后,於270℃等溫280min后的下貝氏體一馬氏體複合組織。
65Nb鋼中的下貝氏體一馬氏體複合組織