概述

鋼的淬透性一般是指鋼材奧氏體化以后能夠接受淬火能力的大小，或者說鋼的淬透性是表征鋼材淬火時獲得馬氏體能力的特性。通常是指淬透層深度。

淬透層深度應以100%的馬氏體或含有少量殘余奧氏體的馬氏體層深度來表示。

為了表示和測量方便，一般用半馬氏體區(qū)來表示淬透層深度。因為半馬氏體區(qū)的硬度是很容易測量的。

淬透性是提供鋼的性能及設計機器零件的一項重要數據，它可以指導我們如何正確地選用鋼材，既經濟又能滿足性能要求，以及正確選擇熱處理工藝。

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影響鋼的淬透性的因素

·化學成分的影響

·奧氏體晶粒大小的影響

·鋼的原始組織中碳化物的影響

·外界條件的影響

1. 化學成分的影響

對于過共析鋼當加熱溫度低于Acm 時，在含碳量低于1%時，隨著含碳量的增加臨界冷卻速度下降，淬透性提高:當含碳量超過1%時則相反:當加熱溫度高于Ac或Acm時，則隨著含碳量的增加，臨界冷卻速度單調下降。一般來說，凡是能使過冷奧氏體穩(wěn)定化的合金元素均可增加鋼的淬透性，如Cr、Mo、Si、Ni等。少量的T、Zr、V溶入奧氏體后也可以增加鋼的淬透性，但超過一定量后，將使鋼的透性顯著變壞。鋼中加入少量的B對淬透性有利，當加入量過多則使鋼變脆。

2.奧氏體品粒大小的影響

一般情況下，奧氏體品粒愈粗，則使C曲線愈右移，因而降低了冷卻速度，從而使淬透性提高，否則相反。但奧氏體品粒愈粗，則使鋼的其他性能降低。

3.鋼的原始組織中碳化物的影響

奧氏體中溶解的碳化物愈多，鋼的淬透性愈好。眾所周知，碳化物顆粒愈大，則愈不容易溶解，所以為了提高鋼的淬透性能，要求鋼的原始組織中的碳化物分布愈均勻、顆粒愈細愈好。

4.外界條件的影響

冷卻介質的冷卻能力愈強，鋼的淬透性愈好，所以有時將冷卻介質攪拌用，目的也在于此。零件截面積愈大，愈不容易淬透，即淬透性能愈低，表面硬度也愈低因此對淬透性能低的鋼種不宜制造機械性能要求高的大截面的零件。

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鋼的淬透性的測定方法

·斷口表示法

·臨界直徑法

·尾端淬火法(簡稱端淬法)

·計算法

1.斷口表示法

選一組不同鋼種但直徑相同的試樣(長度是直徑的四倍)加熱到奧氏體化溫度后，在相同的冷卻條件下淬火，將試樣沿橫截面斷開磨平，然后在橫斷面上沿直徑測其硬度分布，作出硬度分布曲線，其形狀如“U”形，這樣就可以得知各種鋼的淬硬層深度。這種方法直觀簡單，如果選用的直徑與工件尺寸相當，則測出的泣硬性也還是比較準確的。但這種方法測出的數值與試樣尺寸、淬火介質的冷卻能力有關，因此準確性不高，故很少用。

2.臨界直徑法

將某種鋼制成直徑不同的一組圓柱試樣，經過同樣的溫度加熱保溫以后，用同樣的冷卻速度淬火，然后沿橫截面斷開，磨制金相試樣，測量硬度并進行金相分析，這樣在一組試樣中總可以找到一個中心為50%非馬氏體組織的一個試樣，這個試樣的直徑就是臨界直徑。這種測量的優(yōu)點是準確可靠，并可求出在任何冷卻條件下的臨界直徑。缺點是需要試樣的數量較多，而且切斷淬火試樣是比較困難的。

3.尾端淬火法

端淬法的要點是采用規(guī)定的試樣，在端淬機上進行未端淬火，在這種冷卻條件下，試樣未端的冷卻速度最大，距未端愈遠，冷卻速度愈小經淬火后，沿試樣縱向磨出2-3mm的平臺:從距未端1.5mm處開始測其表面硬度，直測到表面硬度不變?yōu)橹梗⒗L出各種鋼的淬透性曲線。

第一點的硬度為全馬氏體的硬度(100%馬氏體)，即為此種鋼的淬硬性。曲線拐點的硬度為半馬氏體的硬度，(50%馬氏體)，從未端至半馬氏體的深度即為此種鋼的淬透深度，也即淬透性。

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試驗目的

·了解幾種測定淬透性能方法

·掌握端淬法測量手段

·了解影響淬透性能因素

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試驗內容

1.了解用斷口法、臨界直徑法和端淬法測定鋼的淬透性能的原理和方法。

2.用端淬法測定45、40Cr、40CrNi三種材料淬透性曲線。

1)加工端淬試樣，涂保護劑防止氧化脫碳。

2)將試樣放入830℃電爐中加熱，到溫后保溫20min。

3)將試樣取出，迅速放入端淬設備上，打開水閥冷卻。

4)試樣冷卻后在測表面磨出3mm的平面，測量硬度，直到硬度無變化為止。

5)繪出三種材料的淬透性曲線。

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注意事項

保證噴水柱自由高度為65mm，噴水口距試樣端部為12.5mm。

取樣到噴水冷卻時間間隔不超過5秒冷卻時防止水珠濺入試樣表面。