(1)快速加热临界点升高
感应加热的升温速度从每秒几十度到几百度,脉冲淬火更达到每秒数千度(2000~3000℃/s),由于加热速度快,持续时间短,因此淬火温度比一般盐浴淬火温度要高,才能使组织转变为奥氏体并均匀化,表1为T10钢与GCr15钢快速加热时Ac1点随加热速度的加快而升高的有关数据。
表1 感应加热速度与临界点Ac1的关系
钢号 |
加热速度/(℃/s) | ||||||
原始状态 |
10 |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 | |
T10 |
退火 |
745 |
760 |
765 |
760 |
765 |
765 |
淬火 |
735 |
745 |
755 |
755 |
760 |
765 | |
GCr15 |
退火 |
770 |
810 |
825 |
830 |
835 |
830 |
淬火 |
740 |
750 |
785 |
800 |
815 |
810 |
从实践中我们了解到,感应加热的淬火温度比常规淬火提高80~150℃,表2为常用钢高频淬火推荐的加热温度。
表2 常用钢高频淬火加热温度
钢号 |
加热温度/℃ |
钢号 |
加热温度/℃ | |
45 |
860~920 |
T10、T10A |
850~960 | |
50 |
860~900 |
GCr15 |
920~1020 | |
40Cr |
940~980 |
GCr9 |
900~1000 | |
T7、T7A |
880~960 |
CrWMn |
850~960 | |
T8、T8A |
860~960 |
9SiCr |
880~1000 |
感应加热的比功率远比炉内加热大,因此加热速度快,从而促使珠光体向奥氏体转变开始和完成的温度升高所需的时间短。
钢的原始组织对快速加热时奥氏体的形核、长大及均匀化过程都有很大影响,因而也显著影响感应淬火的温度及淬火的组织与性能。图1为各种原始组织的T8钢临界点与加热速度的关系[1]。片状珠光体较球状珠光体易于完成加热时的组织转变过程,因此同一钢号不同原始组织感应淬火温度t淬必然是:t淬(退火态)>t淬(正火态)>t淬[调质(退火+高温回火)]。图中αo的物理意义:对珠光体,它表示相邻两个渗碳体间距离的一半;对自由铁素体,它表示位错网节点距离的一半。
(2)快速加热能使钢获得细的晶粒或超细晶粒
在加热速度较低的范围内,随着加热速度的增大,刚完成奥氏体化所形成的奥氏体起始晶粒显著减小,但在加热速度很高时,奥氏体起始晶粒几乎不再随加热速度的增加而减小。实践证明,在感应加热的实际条件下,加热速度极高,所得的起始晶粒极为细小,并且与加热速度无关。但是,已形成的奥氏体晶粒的长大却与加热速度有关。当继续加热到某一温度时,加热速度越小,所形成的实际奥氏体晶粒越大,如图3所示[2],所以只要加热温度与加热时间控制得当,感应加热是不会产生过热的。
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