强烈淬火试验和钢淬火后的性能

二、强烈淬火试验和钢淬火后的性能

强烈淬火方法的优点是在表层形成压应力，降低产生裂纹的几率，提高硬度和强度。表层形成100%马氏体组织，会使给定钢种得到最大的淬硬层，故可用碳钢代替较贵重的合金钢，强烈淬火也可促使钢获得均匀的力学性能和产生最小的工件畸变。零件经强烈淬火后，在交变载荷下的使用寿命大致可提高一个数量级。

强烈淬火试验是在CaCl₂水溶液和液氮中进行的。钢件在CaCl₂水溶液中淬火后仅产生50%马氏体，其余奥氏体在液氮中冷却发生转变。在CaCl₂溶液中淬火几乎没有膜沸腾期，而在核沸腾期的热传导率最大。在液氮中冷却时却几乎都是膜沸腾冷却。液氮的强烈搅动可以明显提高全膜沸腾的传热率，而对核沸腾期的传热率影响不大。Y7A钢(C0.66%～0.73%，Mn0.17%～0.38%，Si0.17%～0.33%，Cr0.2%，Ni0.2%)在油、50% CaCl₂溶液和CaCl₂+液氮中淬火后经360～370℃回火2h。60C2A钢(C0.58%～0.63%，Mn0.6%～0.9%，Si1.6%～2.0%，Cr0.3%)试样在上列介质中淬火后，经460℃回火2h的力学性能列于表3－9。

表3－9　钢试样淬火回火后的力学性能

由表3－9中数据可见，与油中淬火比较，Y7A钢强烈淬火(冷速30℃/s)后屈服强度提高了25%，60C2钢提高了28%。油淬试样为脆性断口，强烈淬火试样为韧性断口。

在二期淬火的核沸腾阶段，工件表面保持在一个“浸透温度”T s，此时会出现一个被称做“自调节的热过程”。当T s= M s时，在马氏体转变范围未见有强烈冷却过程;而当T s= M f时，在马氏体转变区发生极强烈的冷却。也就是说，控制T s就可以实现“强烈冷却状态”。