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第三章 钢的淬火及回火 第一节 淬火的定义、目的、淬火的必要条件 1、淬火定义： 把钢加热到临界点Ac 或Ac 以上，保温并随之以大于临界冷 3 1 却速度V 冷却，以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热 k 处理工艺。 2、淬火的目的： 提高零件的硬度，强度，耐磨性。 结构钢通过淬火，回火获得良好的综合机械性能。  少数工件可以改善钢的物理和化学性能。 例如：提高高磁钢的磁性； 不锈钢淬火以消除第二相， 从而改善其耐蚀性。 3、淬火必要条件：  临界点以上，获得奥氏体；  大于临界冷速，得到马氏体 或下贝氏体。 第二节 淬火介质 淬火介质： 为实现淬火目的用的冷却介质。 理想淬火介质 ： 在A1～650℃缓慢冷却， 以减少热应力； 在过冷奥氏体最不稳定区 域（650～400℃），快速 冷却； 而在M 附近的温度区域冷 S 速比较缓慢，它可以减少淬 火内应力，避免淬火变形开 裂。 一、淬火介质的冷却作用 1、分类 （1）按聚集状态分类： 淬火介质有固态、液态、气态。 最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会 产生物态变化，因此过程较为复杂。 （2）按液态淬火介质是否具有物态变化： 分为有物态变化的和无物态变化的。 2、有物态变化的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： （1）蒸气膜阶段： 工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜； 冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。 （2）沸腾阶段：进一步冷却时，工件放出的热量减少，蒸汽膜厚 度减薄并在越来越多的地方破裂，使工件与液体直接接触，并 形成大量气泡逸出。冷却速度较快，取决于淬火介质的汽化热， 汽化热越大，从工件带走的热量越多，冷却速度也越快。 （3）对流阶段：当工件表面的温度降至介质的沸点或分解温度以 下时，工件的冷却主要靠介质的对流进行，随工件和介质间的 温差减小，冷速也逐渐降低，此时对流传热起主导作用 3 、无物态变化的淬火介质： 淬火冷却主要靠对流散热。 温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。 二、淬火介质冷却特性的测定 淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。 1、概念： 规定静止水的淬火烈度H＝1，其它淬火介质的淬火烈度由与静 止水的冷却能力比较而得。 2、实质： 反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系， 即淬火介质的冷却能力。 注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化 的。几种常见淬火介质的淬火烈度H，如下表所示。 三、常用淬火介质及其冷却特性 1．水： 具有良好的物理化学性能，而且来源丰富，价格便宜。 冷却特性： （1）水的冷却速度 在650~400℃温度范围内的冷却速度较小； 在马氏体转变温度区的冷却速度特别快。 不同温度纯水 的冷却特性 （2）水温对冷却特性影响很大 随水温提高，水的冷却速度降低。 （3）循环水的冷却能力大于静止水的冷却能力。 不同温度纯水 的冷却特性 2．碱或盐的水溶液 水中溶入盐、碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使 蒸汽膜阶段缩短，特性温度提高从而加速冷却速度。 食盐水溶液在食盐浓度较低时随食盐浓度的增加而提 高，冷速均大于纯水的。 碱溶液也具有很高的冷却能力，随温度提高冷却能 力降低，工件表面银白色、好的外观，但腐蚀严重。 3．油 冷却能力比水差，油的冷却 过程也具有三个阶段。 (1)在高温区冷却速度低； (2)油在500℃～350℃间 冷却速