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淬火温度对各种钢的淬火影响有哪些?

淬火温度又称淬火加热温度,是指对工件进行加热的最高温度。那么淬火温度对各种钢的影响有哪些?优化淬火温度能提高工模具寿命吗?
  一、简介

  淬火温度又叫淬火加热温度,是指对将进行淬火处理的工件进行加热所达到的最高温度,也是其进行冷却处理时的初始温度,其在临界温度以上。通常亚共析钢的淬火温度为Ac3以上30~50度;共析钢或过共析钢的淬火温度为Ac1以上30~50度。

 

淬火温度



  二、淬火温度对各种钢的影响有哪些

  1、淬火温度对高硼高速钢显微组织的影响

  在普通高速钢材料中,加入适量硼来取代普通高速钢中价格昂贵的合金元素,设计了一种新型的高硼高速钢材料。经研究淬火温度对0.4%~0.5%C和1.0%~1.5%B的高硼高速钢显微组织的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由铁素体、珠光体和少量马氏体以及硼碳化合物组成,硼碳化合物由M23(B,C)6、(W,Mo)2(B,C),M3(B1.5,C0.5)和M(B0.7,C0.3)组成,呈网状和鱼骨状沿晶界分布。淬火处理后,基体组织转变成板条马氏体,含有4%残留奥氏体,硼碳化合物的类型没有发生变化,但数量减少。在950~1100℃内淬火,硼碳化合物局部发生溶解,出现断网现象;随着淬火温度的升高,断网现象越来越明显,从而减轻了对基体的割裂作用。

  相关结论:

  (1)含0.3%~0.5%C和含0.5%~2.5%B的高硼高速钢的铸态显微组织由铁素体、珠光体和少量马氏体以及硼碳化合物组成,硼碳化合物呈网状和鱼骨状沿晶界分布;并且,硼碳化合物由M23(B,C)6、(W,Mo)2(B,C),M3(B1.5,C0.5)和M(B0.7,C0.3)组成。

  (2)高硼高速钢经高温淬火后,基体组织都转变成了强韧性好的板条马氏体,并含有少量残留奥氏体,含量在4%左右;

  (3)在950~1050℃范围内淬火,硼碳化合物发生局部溶解,出现断网现象,随着淬火温度的升高,断网现象越来越明显。

  (4)高硼高速钢经淬火处理后,硼碳化合物的类型没有发生变化,其数量减少。

  2、淬火温度对M2高速钢力学性能的影响

  随淬火温度的升高,M2高速钢的硬度、红硬性增加,但超过某一极限温度(1250℃左右)时,钢的硬度、红硬性又开始下降。与此同时随淬火温度的升高,M2高速钢的韧性逐渐降低,特别是超过1220 ℃时,韧性下降明显。

  单纯从提高刀具的硬度、耐磨性、红硬性的角度考虑,M2高速钢采用高的淬火温度是有利的,但淬火温度过高,高速钢韧性显著降低,而且过高的淬火温度使热处理能耗增加,热处理炉的寿命缩短,导致刀具的生产成本提高。因此对于制作硬度和红硬性有特殊要求的刀具,M2高速钢的淬火温度宜选择1230~1250℃,而对于韧性有特殊要求的刀具,M2高速钢的淬火温度宜在1190~1220 ℃之间进行调整。

  3、淬火温度对中碳钢的组织和强韧性的影响

  (1)提高淬火温度可以逐渐减少中碳钢淬火组织中片状马氏体的数量,获得以板条马氏体为主的组织。继续提高淬火温度,将会在板条马氏体边界形成明显数量的薄片状残留奥氏体。

  (2)在500℃回火1.5h+4h,并未改变淬火马氏体的主要特征;片状马氏体的孪晶界上有渗碳体析出,但仍保留有孪晶亚结构;板条状马氏体内的魏氏组织形态的渗碳体正在溶解,板条边界析出了短条状的渗碳体。板条边界残留奥氏体在回火时的分解,促进了渗碳体沿板条马氏体边界的连续析出,形成了连续分布的渗碳体薄片。

  (3)适当提高中碳钢的淬火温度,可以通过增加淬火组织中的板条马氏体比例,来改善高温回火状态下的断裂韧度。随着板条马氏体数量的增多,钢在断裂时表现出以塑性断裂机制为主的断裂特点。

  (4)经较高温度淬火并回火后,由残留奥氏体分解引起的沿马氏体边界连续分布的渗碳体,会大大损害钢的断裂韧度,造成一定的晶间断裂倾向。

  (5)延长500℃的回火时间,可以通过碳化物的球化及片状马氏体内孪晶亚结构的逐渐消除,提高淬火及高温回火状态下的断裂韧度值,增大钢在断裂时塑性断裂机制的比例,大大减小晶间断裂的危险。

 

淬火温度



  三、优化淬火温度提高工模具寿命

  淬火温度是钢件淬火过程的重要工艺参数,常用钢的淬火温度在热处理手册和有关技术书中都有数据可查,在生产中一般皆以此为选择淬火温度的依据,这是无可非议的。但是,随着近儿年来对马氏体形貌和强韧化原理的深人研究,以及大量的工艺试验和实践,为我们如何更合理地选择淬火温度,提供了新的依据和经验。由于在制定工艺或实际操作中,能正确选振和严格控制淬火温度,往往可以使多种工模具的使用寿命显著提高,取得明显的经济效益。



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