高氏分析高频炉感应淬火性能提高原因

高频炉感应淬火较为突出的工艺特点是快速加热和急剧冷却。快速加热使工件在到达淬火温度的瞬间仅生成大量细小的奥氏体，随后在喷射淬火的急剧冷却下，转变为隐晶马氏体。这种马氏体的结构特征，在一般的光学显微镜下是看不到的。这种隐晶马氏体不仅具有高的硬度和强度，同时具有较大的韧性。这是因为快速加热使得奥氏体在碳浓度不均匀的状态下淬火得到，故马氏体不再是普通加热淬火得到的针状马氏体。有资料记载，感应淬火得到的马氏体是一种针尖带圆角的马氏体。在感应淬火组织中，孪晶马氏体减少，位错马氏体增多。其实，感应淬火的急剧冷却对马氏体形态的影响更大。

在感应淬火组织的亚结构中有马氏体、贝氏体和铁素体。这种翟感应淬火组织的亚结构中有马氏体、贝氏体和铁素体。.。它使整体硬度而且也使微观塑性得以提高，故感应淬火的工件硬度通常较一般淬火要高2～3HRC且缺口敏感性低。 此外，在淬火表层中存在着比一般淬火要大得多的残余压废力。在镶嵌块之间有着软韧的铁素体可使裂纹尖角处应力集中峰伪减小，因而能阻碍裂纹向前推进。显然，这些都是提高工件疲劳强度的重要因素。    

同一钢件，当采用急热剧冷的感应淬火时较普通加热淬火的金相组织中的板条状马氏体要多。人们知道，在常规力学性能相近的情况下，位错马氏体（板条状马氏体）铰孪晶马氏体有更高的断裂韧性和微观塑性。工程中，断裂韧性(Kic)一般可用来衡量一次加载时裂纹扩展的抗力。虽然裂纹在一次加载时的扩展与疲劳载荷下裂纹的扩展存在本质差别，但在高的过载下，断裂韧性Kic对裂纹的扩展抗力就会显示出重大影响。因为Kk大的材料，其微观塑性也大。感应淬火的工件由于Kic较大，故即使在表面存在着微裂纹的情况下，在使用中也不至于产生突然的脆断现象。因为感应淬火工件服役时裂纹附近的应力会重新分配，疲劳裂纹尖端的应力峰值下降，从而可使裂纹扩展速率da/dn减缓。

感应淬火中的快速加热能使奥氏体向马氏体相变发生在一个较宽的温度范围内。这样，在冷却中，就使最初生成的马氏体发生部分分解，形成细小弥散的铁素体和渗碳体。所以马氏体未完全充满鹳个淬火体积。微观体积中存在着铁素体和渗碳体是感应淬火较普通加热淬火的工件有较高冲击韧性的另一个原因。 但加热速度并非是越快越好。一般相变点以上的加热速度在150---200℃/s范围内对性能较为有利。珠光体向奥氏体转变的速度取决于单位体积和单位时间内向金属传导热量的速度。每克珠光体转变成奥氏体约需104.5J的热量。

当用一般方法加热时，因不能经常、及时供给转变所需要的足够热量（能量)以保证奥氏体的充分发展，故转变很迟缓。在这种情况下，传热速度受加热介质对被加热金属传热速度以及金属本身的热导率和热容量所限制4而采用感应加热时，因热源来自金属本身内部，故转变速度不再迟缓。这时，若加热速度越高，则转变速度也越快。 然而，只有在传热速度（加热速度）与相变时的耗热速度相等之前，才可以在增大加热速度的情况下使转变速度加快。在传热和耗热速度相等之后，继续增大加热速度将无意义。

这说明为什么加热速度大于200℃/s后，加热速度对相变速度影响不大，因而对力学性能的影响也就不大。 此外，感应淬火时，表层存在逆硬化现象。感应淬火表层的软带区域存在，它增加了接触面积，故对提高工件表面接触疲劳抗力是有利的。通过郑州高氏综上所述，钢通过感应淬火提高工件机械强度和使用寿命的占 要原因在于：高频机感应淬火时的快速加热与急剧冷却的工艺特点，使得工件淬火层中的微观结构和马氏体形态不同于普通淬火的缘故。在生产实践中，充分发挥急热和剧冷这两个特点是挖掘材料潜力、提高产品质量的途径之一。