(1)快速加熱臨界點(diǎn)升高
感應(yīng)加熱的升溫速度從每秒幾十度到幾百度,脈沖淬火更達(dá)到每秒數(shù)千度(2000~3000℃/s),由于加熱速度快,持續(xù)時(shí)間短,因此淬火溫度比一般鹽浴淬火溫度要高,才能使組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并均勻化,表1為T10鋼與GCr15鋼快速加熱時(shí)Ac1點(diǎn)隨加熱速度的加快而升高的有關(guān)數(shù)據(jù)。
表1 感應(yīng)加熱速度與臨界點(diǎn)Ac1的關(guān)系
鋼號(hào) |
加熱速度/(℃/s) | ||||||
原始狀態(tài) |
10 |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 | |
T10 |
退火 |
745 |
760 |
765 |
760 |
765 |
765 |
淬火 |
735 |
745 |
755 |
755 |
760 |
765 | |
GCr15 |
退火 |
770 |
810 |
825 |
830 |
835 |
830 |
淬火 |
740 |
750 |
785 |
800 |
815 |
810 |
從實(shí)踐中我們了解到,感應(yīng)加熱的淬火溫度比常規(guī)淬火提高80~150℃,表2為常用鋼高頻淬火推薦的加熱溫度。
表2 常用鋼高頻淬火加熱溫度
鋼號(hào) |
加熱溫度/℃ |
鋼號(hào) |
加熱溫度/℃ | |
45 |
860~920 |
T10、T10A |
850~960 | |
50 |
860~900 |
GCr15 |
920~1020 | |
40Cr |
940~980 |
GCr9 |
900~1000 | |
T7、T7A |
880~960 |
CrWMn |
850~960 | |
T8、T8A |
860~960 |
9SiCr |
880~1000 |
感應(yīng)加熱的比功率遠(yuǎn)比爐內(nèi)加熱大,因此加熱速度快,從而促使珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變開始和完成的溫度升高所需的時(shí)間短。
鋼的原始組織對快速加熱時(shí)奧氏體的形核、長大及均勻化過程都有很大影響,因而也顯著影響感應(yīng)淬火的溫度及淬火的組織與性能。圖1為各種原始組織的T8鋼臨界點(diǎn)與加熱速度的關(guān)系[1]。片狀珠光體較球狀珠光體易于完成加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過程,因此同一鋼號(hào)不同原始組織感應(yīng)淬火溫度t淬必然是:t淬(退火態(tài))>t淬(正火態(tài))>t淬[調(diào)質(zhì)(退火+高溫回火)]。圖中αo的物理意義:對珠光體,它表示相鄰兩個(gè)滲碳體間距離的一半;對自由鐵素體,它表示位錯(cuò)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)距離的一半。
(2)快速加熱能使鋼獲得細(xì)的晶粒或超細(xì)晶粒
在加熱速度較低的范圍內(nèi),隨著加熱速度的增大,剛完成奧氏體化所形成的奧氏體起始晶粒顯著減小,但在加熱速度很高時(shí),奧氏體起始晶粒幾乎不再隨加熱速度的增加而減小。實(shí)踐證明,在感應(yīng)加熱的實(shí)際條件下,加熱速度極高,所得的起始晶粒極為細(xì)小,并且與加熱速度無關(guān)。但是,已形成的奧氏體晶粒的長大卻與加熱速度有關(guān)。當(dāng)繼續(xù)加熱到某一溫度時(shí),加熱速度越小,所形成的實(shí)際奧氏體晶粒越大,如圖3所示[2],所以只要加熱溫度與加熱時(shí)間控制得當(dāng),感應(yīng)加熱是不會(huì)產(chǎn)生過熱的。
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