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感應(yīng)熱處理為什么能提高零件的強度與壽命?

時間:2014-12-19 點擊量:565

       感應(yīng)熱處理加熱速度快,能獲得細化或超細化的奧氏體晶粒。許多研究資料表明,在鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變時,提高加熱速度使成核率提高,從而使奧氏體的起始晶粒尺寸明顯減小,例如電阻爐中加熱速度為0.03℃/s,825℃時奧氏體晶粒的平均面積為60μm2。鹽爐中加熱速度為2℃/s時,奧氏體晶粒的平均面積為40μm2。采用感應(yīng)加熱,升溫速度為6 ℃/s 時,奧氏體晶粒的平均面積為30μm2(相當(dāng)于12 級),當(dāng)然感應(yīng)加熱的零件升溫速度可以達到200℃/s ,甚至更高,因此其奧氏體晶粒更為細小。淬火后得到細致的馬氏體組織,再經(jīng)回火得到高度彌散的回火組織,由于晶界的強化作用,使零件的強度與韌性得到提高。表2是NiCrMo鋼(C 0.24%、Mn 0.8%、Si 0.26%、Ni 5.94%、Cr 0.74%、Mo 0.26 % )采用爐中加熱淬火及感應(yīng)加熱淬火的機械性能比較。

表2 兩種熱處理的機械性能比較

 

機械性能

熱處理方法

σ0.2/MPa

σb/MPa

δ/%

ψ/%

 

爐中加熱750 ℃ 淬火,540℃回火lh ,水冷

1 372

1 577.8

18

63.1

感應(yīng)加熱,升溫速度11℃/s, 5 次循環(huán)加熱至760℃ 淬火,540 ℃ 回火1h ,水冷

1 734.6

1 822.8

l8

61.3

        感應(yīng)加熱表面淬火的零件,由于淬火層中馬氏體比容增大,能形成相當(dāng)大的殘余壓應(yīng)力,其最大值可達539-784 MPa ,實踐證明零件的疲勞強度與其表面壓應(yīng)力值有明顯的對應(yīng)關(guān)系,即壓應(yīng)力大,疲勞強度和疲勞壽命提高。現(xiàn)以解放牌汽車半軸為例,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的半軸表面殘余壓應(yīng)力是245-343 MPa ,中頻感應(yīng)淬火的半軸表面殘余壓應(yīng)力是343-539 MPa ,在扭矩7 811 kN·m作用下,前者的疲勞扭轉(zhuǎn)壽命為(18.96- 42.5)×10次,后者為(112-300)×10次,提高了6-7倍。前者的疲勞強度為162.68 MPa,后者為311.64 MPa,疲勞強度提高了92%。