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感应热处理有哪些金属学的特点?
感应热处理与常规的炉中加热淬火有以下不同特点。
1)快速加热使Ac1 、Ac3 、临界点升高。感应加热零件升温速度从每秒几十度到每秒几百度， 脉冲淬火更达到每秒几千度(2000~3000 ℃/s )。由于加热速度快，持续时间短， 因此淬火温度比一般淬火温度要高，才能使组织转变为奥氏体并均匀化。表3 -3示出了T10与GCr15钢快速加热时临界点Ac随加热速度加快而升高的有关数据。
表3-3 电加热速度与临界点Ac1的关系 (单位:℃)
|
钢号 |
原始状态 |
加热速度/（℃/s） |
|||||
|
|
|
10 |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 |
|
T110 |
退火 |
745 |
760 |
765 |
760 |
765 |
765 |
|
|
淬火 |
735 |
745 |
755 |
755 |
760 |
765 |
|
Gcr15 |
退火 |
770 |
810 |
825 |
830 |
835 |
810 |
|
|
淬火 |
740 |
75.0 |
785 |
800 |
815 |
830 |
图3-12示出了各种不同原始组织的T8钢临界点与加热速度的关系。图中ao的物理意义对珠光体，它表示相邻两个渗碳体间距离的一半；对自由铁素体它表示位错网节点间距离的一半。快速感应加热时，Ac3的位置也是随加热速度的升高而升高的，图3 -13示出了亚共析碳钢在不同加热速度下得到完全淬火所需的温度。
2)快速加热能使钢得到细的晶粒或超细化晶粒。淬火和低温回火后的钢，在马氏体组织中仍然保留着加热时的奥氏体晶界，因而可在淬火后用金相方法对加热状态下奥氏体晶粒大小和品粒长大的动力学进行研究。 试验证明，对具有均匀分布的铁素体和渗碳体组织(如共析钢和过共析钢的退火、正火后得到的细片状组织或调质组织;亚共析钢的淬火或调质组织)的钢进行快速加热时，当加热速度从0. 02℃/s提高到100~1000℃/s时，初始奥氏体晶粒度(完成a一y转变时奥氏体的品粒大小)就由8~9级细化到13~15级。加热速度为10℃/s左右时，初始奥氏体晶粒度为11~12级。因此可以认为，加热速度越大，初始奥氏体晶粒就越细。有关试验数据表明，14~15级的“超细化晶粒’是在100 ~1000℃/s这样高的加热速度下得到的。表3 -4列出了45 、55Tid钢转变终了温度(t℃)与初始奥氏体晶粒等级的关系。
表3-4 45、55Tid钢转变终了温度(t℃)与初始奥氏体晶粒等级的关系
|
钢排号 |
加热速度/℃/s |
正火原始组织 |
淬火原始组织 |
调质原始组织 |
||||||
|
|
|
T/℃ |
S/um2 |
晶粒等级 |
T/℃ |
S/um2 |
晶粒等级 |
T/℃ |
S/um2 |
晶粒等级 |
|
45 |
10 |
830 |
30 |
12 |
790 |
30 |
12 |
800 |
20 |
12 |
|
|
1000 |
950 |
25 |
12~13 |
800 |
6 |
14~15 |
820 |
5 |
14~15 |
|
55Tid |
10 |
830 |
30 |
12 |
790 |
25 |
12~13 |
800 |
25 |
12 |
|
|
1000 |
930 |
25 |
12~13 |
800 |
6 |
14~15 |
820 |
5 |
14~15 |
图3 -14示出了细晶粒钢55Tid的奥氏体晶粒尺寸与温度和加热速度的关系。从这个图表中可看出，加热速度越快，所得奥氏体晶粒越细;加热终了温度越高，所得奥氏体晶粒越粗。
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