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磁場對45鋼淬火硬度及相變的影響

發布時間:2012-09-22 16:27:40
磁場對45鋼淬火硬度及相變的影響 磁場對Ms的影響:45鋼在磁場中淬火時,磁場對馬氏體轉變也有明顯的影響。例如高碳低合金鋼(含碳量1%,含Cr量為1.5%),在磁場中淬火與不加磁場淬火比較,Ms點升高5℃,同時,相同轉變溫度下的馬氏體轉變量增加4%-9%。又如50Cr2Ni3鋼,在1000℃加熱普通淬火時,Ms點為45℃,而在附加有磁場強度為27. 85×106A/m的磁場中淬火,Ms點升高到100℃。 外加磁場淬火,使Ms點上升有兩個方面的工藝價值:一是有可能使45鋼淬火硬度的馬氏體轉變置于慢冷的對流換熱區,實現少畸變、無裂紋淬火;二是使淬火后的殘余奧氏體數量大大減少,有助于提高淬火工件尺寸的穩定性及淬火硬度。 外加磁場影響45鋼淬火硬度馬氏體轉變,主要是因為加磁場時,具有最大磁飽和強度的馬氏體相趨于更穩定。因此,馬氏體的自由能降低,而磁場對于非鐵磁相奧氏體的自由能則影響不大。由于馬氏體自由能Ga降低,而奧氏體自由能Gr未變化,這樣,兩相平衡溫度T0必然升高?T,因此,Ms點隨之上升??梢哉J為附加磁場實際上是用磁能補償了一部分化學驅動力,由磁力誘發而使馬氏體相變在原Ms點以上即可發生。 對馬氏體自回火程度的影響:磁場中冷卻淬火時,45鋼淬火硬度中馬氏體的自回火程度要高于一般淬火后的自回火程度。例如,含碳量為06%-0.8%的鋼在磁場強度為1.6×106A/m的磁場中淬火,可得到一般淬火和150℃回火后的組織狀態,從而使鋼的強度提高,尤其是屈服強度提高更大,并能降低缺口敏感性。 對淬透性的影響:附加磁場淬火會降低45鋼淬火硬度及淬透性,因此,這種淬火方法主要適用于淬透性好的合金鋼小型零件。 工藝設備 目前,磁場淬火工藝設備仍處于研制試用階段,已用于實踐的工藝設備有下列兩種結構型式的淬火槽,一種是方形線圈勵磁圓形淬火槽,它由方形線圈、軛鐵鐵心(由高導磁率的硅鋼片迭成)、淬火槽等部件組成。這種淬火槽結構簡單,安裝容易,磁場也比較均勻,適合于小型圓形工件淬火。 另一種是管形線圈勵磁淬火槽,它由螺旋磁化線圈、軛鐵(由高導磁率的硅鋼片疊成,做成“["字形,沿圓周對稱分布)、管筒形淬火槽等部件組成。管筒形淬火劑的淬火槽外套上螺旋線圈勵磁后,槽內形成磁場。軛鐵是為減少漏磁和磁阻,提高電效率用的。4個軛鐵截面的總面積Sm可按公式計算設計。裝有軛鐵的螺旋線圈管內(淬火槽內)的磁場強度H大約為:H=2IN/L(A/m)。式中:N為線圈匝數,匝;I為線圈工作電流,A;L為線圈高度,m。這種淬火槽結構復雜一些,但適合于圓形、稍大一點的工件淬火。 本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書。
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