(1)感应淬火后的金相组织高、中频淬火后的硬化层的硬度分布与金相组织的变化。
45钢高频淬火后的组织和硬度的分布,第1区,温度高于A伍,淬火后得到全部马氏体组织(称为完全硬化层):第Ⅱ区,温度在Aq - Ac,之间淬火后得到马氏体+未熔铁索体(称为过渡层)篇Ⅲ区,心部组织。在实践中,如果加热层较深,实际上在硬化层中可以看到马氏体+贝氏体,或马氏体+贝氏体+屈氏体和少量铁素体的混合组织。
118钢高频淬火的组织和硬度分布,它的过渡区在相同温度分布下比45钢的要窄。
(2)感应加热淬火后的应力状态由于表面淬火对工件表面进行快速加热和冷却,造成了很大的热应力和组织应力,并引起不均的塑性变形,在工件中产生很大的区域应力,并在转变结束时,形成残余应力。45钢+65mm的试样高频淬火,试样中切向残余应力分布情况。由图可知硬化层是处于大的压应力状态,它大致与相邻金属层(过渡层)中的拉应力相平衡。
翰超不锈钢当工件表面上只有一部分被淬火时,在淬硬与未淬硬区的交界处,将产生有害的拉应力,降低工件在此处的强度。表示了这种情况。在外加载荷的作用下,轴肩附近会有应力集中,是工
件的危险截面。当曲轴工作时,表面淬火交界处的残余拉应力和工件负载所产生的应力迭加在一起,便可能超过钢的弹性极限,使工件在轴肩附近引起破坏。为此,可采用将淬硬层延展到危险截面的范围之外去。也可以用滚压、喷丸等方法来使圆角的部位产生压应力予以克服。
当硬化层深度开始增大时,残余压应力相应地增大,但随着硬化层深度继续增大,过渡层也相应地增厚,结果表面层压应力减小。因此,对每一个具体零件来说,都存在着一个能产生最大残余压应力的深度。如果零件要求高的疲劳强度,必须考虑在不出现淬火裂纹的前提下尽量选择合适的硬化层深度。
在高频淬火前将工件预热,可减小过渡区的残余应力,但并不降低表面的残余压应力。
高频淬火后回火,可使残余应力大为降低。
表面淬火后残余应力是平衡的,以后的磨削加工可破坏这种平衡,如将淬硬表层磨去硬化层深25%,将使表面残余应力显著下降,使疲劳强度下降。特别是磨削量过大,冷却不够,还会使表面层因发热而使马氏体回火,成为回火马氏体或屈氏体,比容大为减小而使表层呈现抗应力状态,形成磨削裂纹。因此高频淬火件尽可能减少磨削量。
硬化区分布,将直接影响残余应力在整个工件上的分布。在局部硬化区的两侧的过渡区,处于拉应力状态。如果两个硬化区相互邻近,由于后加热的区对已硬化区域的边缘过渡区再次回火,使该区的拉应力急剧升高,易形成过渡区裂纹。
(3)感应加热表面淬火后的性能经中、高频表面淬火硬度往往比普通淬火高2-3个洛氏硬度单位。
经中、高频淬火后的零件耐磨性比普通淬火要好,主要原因是由于马氏体比较细小,碳化物弥散度较高,以及硬度、强度较高,表层处于压应力状态的综合作用。
中、高频淬火可提高抗咬合磨损及抗疲劳磨损性能。提高零件的疲劳强度,降低缺口敏感度。