分析和控制淬火变形的冷却速度带法(9)

七、几个相关问题分析
1．局部加热淬火工件的变形问题
        一般工件只要求有限几个特定部位的变形程度不超差，而对其他部分的变形则不加计较。因此可以说，决定工件淬火变形大小的不是整个工件的所有部分的冷却情况，而是工件上的参与了淬火变形部位的冷却情况。为此，宁波市神光电炉有限公司在第二部分提出了“工件．参与淬火变形部位”这个概念。但是，面对一个实际的工件，要回答“哪些部位参与了淬火变形?哪些部位没有参与淬火变形?”却很不容易。由于这样的原因，在前面对整体淬火变形问题的讨论中，我们实际上认为整个工件都参与了淬火变形。但是，在感应局部加热淬火、火焰局部加热淬火以及激光局部加热淬火热处理中，从加热到淬火冷却都不涉及整个工件。它们的参与淬火变形部位就不是整个工件， 是被加热和冷却的局部及其周围部分。为此，有必要讨论局部加热淬火工件的淬火变形问题。
        按照讨论工件的形状大小与冷却速度带宽窄的思路，任何一个工件的冷却速度带，都可以看成是构成它的多个组成部分的冷却速度带(集合代数的)相加的结果。因此，局部加热淬火的工件，它的参与淬火变形部位的冷却速度带就一定比该工件整体淬火时的冷却速度带更窄。工件上同时加热和冷却的部分越小，跨越的界面越少，它的冷却速度带就越窄。按照讨论工件的形状大小与其第Ⅱ区的宽度的思路，任何一个工件的第兀区，都可以看成是构成它的多个组成部分的第Ⅱ区的交。因此，局部加热淬火的工件，它参与淬火变形部位的第Ⅱ区的宽度就一定比该工件整体淬火时的第Ⅱ区的要宽。它被同时加热冷却的部分越小，跨越的界面越少，它的第Ⅱ区也就越宽。感应加热淬火，特别是循序加热淬火中，同时被加热淬火的区域往往很窄小。相应地，它的淬火变形问题涉及的冷却速度带就非常的窄；同时，它的第Ⅱ区却义非常之宽。无疑，它产牛的淬火变形就非常之小。事实也是如此，与整体淬火相比，各类局部加热淬火方式的淬火变形都相当小。但是，随着被同时加热并冷却的区域的增大，加热淬硬层深度增加，特别是跨越的而增多，淬火变形程度就会迅速增大。在淬火变形问题不难解决的情况下，一般说，感应加热工件的淬火质量问题，除了加热的问题外，主要是其冷却速度带的位置问题。这方面最容易出的问题足，因淬火介质选择不当而引起的淬火丌裂问题和汴火硬度小够问题。通常，uI以选择的淬火介质有清水、PAG淬火液，以及淬火油。如果用清水容易淬裂，可以改用PAG淬火液。如果用PAG淬火液时有淬裂，可以通过提高PAG浓度和降低介质的流动速度来防止淬裂。对于要求更低淬火冷却速度的工件，可以再改用埋油淬火。
        缩小参与淬火变形部位可以减小上件的淬火变形，这应当成为一项控制工件淬火变形的措施来加以利用。
2．参与淬火变形部位及其三维分布
         工件都是实体。实际工件上的参与淬火变形部位都是三维的。因此，工件的冷却速度带和第Ⅱ区也是三维分布的。本文之所以在一条直线上讨论冷却速度带和第Ⅱ区的关系，是因为本文提供的仅仪是分析和解决淬火变形问题的共性的思路。它的作用是，遇到实际工件的淬火变形问题，采用本文提供的思路，有可能使问题变得更简单和更容易解决。
3．关于评价淬火介质的变形试块
        一种叫作美国海军C形试块(the U．S．Nayv C test)
的试样，被用来评价淬火介质防止淬火变形的能力。图17是美国金属手册上介绍的这种试样的外形尺寸。在它的基础 对其形状大小稍做改动，又演绎 r多种相似的试样，习惯L统称为“变形试块”。国内外的一些书刊中，对这类试块及其应用常有介绍。但是，用这类试块评选的“较理想的淬火介质”，用丁实际乍产时，却常常“时灵时不灵”。不仅对不同的工件如此，对不同的变形试块也不例外。用本文所述的方法，很容易解释发生这种问题的原冈。工件的形状大小、所用钢材和热处理要求，决定了它的设计第Ⅱ区的位置和宽度。存一定生产条件下，不同的 工．件叉有不同的冷却速度带(的位置和宽度)。变形试块的形状大小、所用钢种以及确定部位容许的变形程度确定之后，它也有自己的设计第Ⅱ区。工件的第Ⅱ区与选用的变形试块的第Ⅱ区完全相同的可能性足很小的。即便第Ⅱ区(的位置和宽度)完全相同，工件和变形试块又各有自己的冷却速度带。它们的冷却速度带完全相同的可能性也是很小的。因此，用变形试块去为另外的工件选择合适的淬火介质，实在是“张冠李戴”。
  



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