水淬火劑強烈淬火后鋼的性能

強烈淬火試驗水淬火劑強烈淬火方法的優點是在表層形成壓應力，降低產生裂紋的幾率，提高硬度和強度。表層形成100%馬氏體組織，會使給定鋼種得到最大的淬硬層，故可用碳鋼代替較貴重的合金鋼，強烈淬火也可促使鋼獲得均勻的力學性能和產生最小的工件畸變。零件經水淬火劑強烈淬火后，在交變載荷下的使用壽命大致可提高一個數量級。水淬火劑強烈淬火試驗是在CaCl₂水溶液和液氮中進行的。鋼件在CaCl₂水溶液中淬火后僅產生50%馬氏體，其余奧氏體在液氮中冷卻發生轉變。在CaCl₂溶液中淬火幾乎沒有膜沸騰期，而在核沸騰期的熱傳導率最大。在液氮中冷卻時卻幾乎都是膜沸騰冷卻。液氮的強烈攪動可以明顯提高全膜沸騰的傳熱率，而對核沸騰期的傳熱率影響不大。Y7A鋼(C0.66%-0.73%，Mn0.17%-0.38%，Si0.17%-0.33%，Cr0.2%，Ni0.2%)在油、50%CaCl₂溶液和CaCl₂₊液氮中淬火后經360-370℃回2h。60C2A鋼(C0.58%-0.63%，Mn0.6%-0.9%,Si1.6%-2.0%，Cr0.3%)試樣在水淬火劑介質中淬火后，經460℃回火2h的力學性能。與油中淬火比較，Y7A鋼強烈淬火（冷速30℃／s）后屈服強度提高了25%，60C2鋼提高了28%。油淬試樣為脆性斷口，強烈淬火試樣為韌性斷口。在二期淬火的核沸騰階段，工件表面保持在一個“浸透溫度”，此時會出現一個被稱做“自調節的熱過程”。當Ts=Ms時，在馬氏體轉變范圍未見有強烈冷卻過程；而Ts=Mf時，在馬氏體轉變區發生極強烈的冷卻。也就是說，控制孤就可以實現“強烈冷卻狀態”。強烈淬火的實際效果水淬火劑強烈淬火對鋼制品的使用壽命有明顯的正面影響。尺寸為Φ15.3mm×120mm的M2高速鋼(w6M₀5Cr4Vl)沖頭經普通淬火和強烈淬火的壽命對比例。高速鋼制人造金剛石生長模，在工作過程中經受多次高溫高壓變化，水淬火劑強烈淬火可使其壽命提高50%；CCr15鋼模具強烈淬火可提高壽命100%。水淬火劑強烈淬火是一種打破常規的技術，經10余年的試驗驗證，已充分證明其理論的正確性和明顯的實際效果，近幾年又受到國際上的廣泛重視，認為這的確是一種投資小、見效大的先進熱處理冷卻技術，很值得推廣。水淬火劑強烈淬火技術的核心是在工件表面獲得高的壓應力。在已有的熱處理實踐中，如欲在鋼件表層形成壓力就必須采用周期很長、能源消耗大、對環境不友好的滲碳工藝或者增加噴丸工序。在許多情況下，水淬火劑強烈淬火技術可以取代滲碳或顯著縮短滲碳時間或取消噴丸。此結果有重大節能、提高設備效率和減少污染的效果。和常規淬火比較，強烈淬火技術可明顯減小工件畸變。這是因為受壓縮的表層就像一幅“模具”一樣，把工件的原始開頭保持下來的緣故。盡量減小校直，也能降低熱處理總成本。水淬火劑強烈淬火技術用水代替油或聚合物溶液，可顯著降低生產成本，減少淬火劑對環境的影響。本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書。