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           淬火介質(zhì)在控制零件熱處理變形中的作用

隨著我國機械工業(yè)的迅猛發(fā)展以及制造水平的日益提高，企業(yè)對零件的內(nèi)在質(zhì)量------熱處理質(zhì)量提出了更高的要求。大家不僅重視熱處理的加熱，而且，對熱處理的冷卻也越來越重視。

    目前熱處理的二大難題就是變形及硬度不均不足，它們都與淬火介質(zhì)的選用有密切關(guān)系，因此，科學(xué)使用專用淬火介質(zhì)，可以極大地提高零件熱處理的內(nèi)在和外在質(zhì)量。

        一、零件熱處理變形的根源

    在生產(chǎn)實踐中，熱處理變形的表現(xiàn)形式是多種多樣的，有體積和尺寸的脹大和收縮變形，也有彎曲、歪扭、橢圓、翹曲等畸形變形。但就其產(chǎn)生的根源來說，可分為內(nèi)應(yīng)力造成的應(yīng)力塑性變形和比容變化引起的體積變形（以下簡稱比容變形）兩大類。

    ㈠內(nèi)應(yīng)力塑性變形

    鋼件熱處理過程中加熱冷卻的不均勻和相變的不等時性等，都會引起內(nèi)應(yīng)力的作用，在鋼件一定塑性條件的配合下，就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力塑性變形。內(nèi)應(yīng)力塑性變形有很明顯的特征：①變形常帶有明顯的方向性②內(nèi)應(yīng)力塑性變形通常不會改變零件的體積大小，只改變零件的外形結(jié)構(gòu)和形狀。③內(nèi)應(yīng)力塑性變形的最明顯的特征是：零件每進過一次熱處理內(nèi)應(yīng)力的作用，都要產(chǎn)生一次塑性變形，零件總變形量的大小隨內(nèi)應(yīng)力作用的次數(shù)的增加而增大，這也是內(nèi)應(yīng)力塑性變形區(qū)別于比容變形的主要標(biāo)志之一。

    按應(yīng)力產(chǎn)生的根源和表現(xiàn)特征的不同，分為熱應(yīng)力塑性變形和組織應(yīng)力塑性變形。在AC1溫度下方加熱急冷產(chǎn)生變形，可獲得純熱應(yīng)力變形，而單純的組織應(yīng)力變形卻是不可能的。組織應(yīng)力變形與鋼的淬透性、零件截面尺寸、鋼的Ms點高低、淬火介質(zhì)及冷卻方法有密切的關(guān)系。

    ⑵比容變形

    鋼在熱處理過程中，各種相結(jié)構(gòu)的組織比容不同，在相變時發(fā)生的體積和尺寸變化為比容變形。在生產(chǎn)實踐的一定條件下，采用相應(yīng)的熱處理工藝方法，可獲得比較單純的比容變形。其特點是沒有明顯的方向性，如果鋼的組織結(jié)構(gòu)均勻，比容變形表現(xiàn)在各個方向上是相同的，比容變形不會因熱處理次數(shù)增加而不斷改變零件的體積和尺寸。

    比容變形一般只與奧氏體中碳和合金元素的含量，游離相碳化物，鐵素體的多少，淬火前后組織比容變化差和殘余奧氏體的多少及鋼的淬透性等因素有關(guān)。而這些組織成份很大程度上取決于淬火冷卻的工藝，因此，淬火介質(zhì)的合理選用也是控制比容變形的重要一環(huán)。

    二、鋼的淬火冷卻過程

    ⑴淬火的定義、工藝分類：淬火是將鋼通過加熱到臨界溫度以上保溫，然后以大于臨界冷卻速度急速冷卻，從而得到馬氏體或貝氏體組織的熱處理方法。

    淬火是使零件強化最重要的工序之一，它綜合了固容強化，第二相強化，晶界強化，位錯強化等幾種強化機制。工件在淬火之前外形尺寸和幾何精度均以基本達(dá)到，即使留有磨加工余量已很少，因此淬火不僅要保證良好的組織與性能，而且還要保持其尺寸精度。事實上，這二者往往有矛盾，為了獲得足夠的淬透深度，需劇烈地冷卻工件，但這又導(dǎo)致淬火應(yīng)力的發(fā)生，增加變形和開裂傾向。因此，制定淬火工藝遠(yuǎn)較退火工藝復(fù)雜，必須靈活運用馬氏體，貝氏體相變的規(guī)律，根椐不同零件的要求，確定不同的熱處理計術(shù)要求，合理制定淬火工藝規(guī)范及方法。

 ⑵淬火冷卻介質(zhì)：理想的冷卻介質(zhì)必須在奧氏體轉(zhuǎn)變最易產(chǎn)生區(qū)，冷速快，而避開C曲線的“鼻子”區(qū)后，產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變時則緩慢冷卻，以使馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力最小，但這種理想的冷卻介質(zhì)還未找到。