快速加熱淬火

快速加熱淬火 預先將爐溫升至高于所需的溫度，然后將工件裝爐并停止供熱。當爐溫下降到淬火溫度時，開始供熱并控制溫度，工件透燒后取出淬火，工藝示意如概述圖所示。（1一爐溫變化曲線; 2 一淬火溫度: 3 工件表面升溫曲線; 4 一工件心部升溫曲線）。

快速加熱淬火法適用于低、中碳的碳素鋼及合金鋼。例如，16Mn 鋼制手拉起重機吊鉤，采用快速加熱淬火工藝，克服了原工藝周期長、工件硬度偏低的缺點。

快速加熱淬火時爐溫約比淬火溫度高出100~200℃，因此要求嚴格控制加熱時間，以防工件過熱。當原始爐溫為950~1000℃時，工件在不同介質(zhì)中的加熱系數(shù)如下表所示。

原則上可根據(jù)相圖來確定這類合金的加熱溫度，如《選擇淬火溫度示意圖》所示：

淬火加熱溫度的下限為固溶度曲線（ab），而上限為開始熔化溫度。一般進行淬火一時效處理的合金。合金元素濃度高。由《選擇淬火溫度示意圖》可知，淬火溫度的要求比較嚴格，容許的波動范圍小。例如某些鋁合金淬火溫度僅容許±（2～3）℃的波動。因此，淬火加熱所采用的設備一般為溫度能準確控制以及爐內(nèi)溫度均勻的浴爐和氣體循環(huán)爐，工件以單片或單件的方式懸掛于爐中，這不僅能保證均勻加熱，而且能保證淬火時均勻冷卻。當然，對于淬火溫度范圍較寬的合金，淬火加熱就易于控制。

淬火時金屬內(nèi)部會發(fā)生一系列物理、化學變化，除最主要的相態(tài)變化外，還會產(chǎn)生再結(jié)晶、晶粒長大以及與周圍介質(zhì)的作用等，這些變化對淬火后合金的性能都會帶來影響。在確定淬火溫度時，應根據(jù)不同合金的特點予以考慮。例如，在不發(fā)生過燒的前提下，提高淬火溫度有助于時效強化過程，但某些合金（6A02鋁合金）在高溫下晶粒長大傾向大，則應限制最高的加熱溫度。

過燒是淬火時易出現(xiàn)的缺陷。輕微過燒時，表面特征不明顯，顯微組織觀察到晶界稍變粗，并有少量球狀易熔組成物，晶粒亦較大。反映在性能上，沖擊韌性降低，腐蝕速率大為增加。嚴重過燒時，除了晶界出現(xiàn)易熔物薄層，晶內(nèi)出現(xiàn)球狀易熔物外，粗大的晶界平直、嚴重氧化。三個晶粒的銜接點呈黑三角，有時出現(xiàn)沿晶界的裂紋。在制品表面，顏色發(fā)暗，有時也出現(xiàn)氣泡等凸出晶粒。

保溫的目的在于使相變過程能夠充分進行（過剩相充分溶解）。使組織充分轉(zhuǎn)變到淬火需要的形態(tài)。在工業(yè)成批生產(chǎn)條件下．保溫時間應當自爐料最冷部分達到淬火溫度的下限算起。保溫時間的長短主要取決于成分、原始組織及加熱溫度。溫度越高，相變速率越大，所需保溫時間越短。

例如2A12合金在500℃加熱，只需保溫10min就足以使強化相溶解，自然時效后獲得最高強度；若480℃加熱．則需保溫15min，自然時效后的最高強度也較500℃淬火的低。材料的預先處理和原始組織（包括強化相尺寸、分布狀態(tài)等）對保溫時間也有很大影響。通常，鑄態(tài)合金中的第二相較粗大，溶解速率較小，它所需要的保溫時間遠比變形后的合金長。就同一變形合金來說，變形程度大的要比變形程度小的所需時間短。退火狀態(tài)合金中，強化相尺寸較已淬火時效后的合金粗大．故退火狀態(tài)合金淬火加熱保溫時間較重新淬火的保溫時間長得多。