B7钢的淬硬性影响研究+文献综述(3)
淬硬性表示钢在淬火时获得硬度高低的能力, 不同试样的淬硬性进行比较时, 只需对其获得的最高硬度进行比较即可。例如: 形状、尺寸相同的不同试样淬火后, 所获得的硬度值大小是不相同的, 可以根据所获得的最高硬度来进行淬硬性的比较, 硬度越高的淬硬性越好; 反之, 硬度越低的淬硬性越差。
当材料的成分一定时, 淬硬性将是一个固有量, 不随零件的尺寸和形状而变化。但是, 零件的淬硬性并不代表其一定能够得到的硬度, 其实际硬度值将是由加热温度、保温时间、冷却介质和出水温度等许多条件决定。
淬硬性一般是无量化值, 通常是以含碳量的高低进行衡量。在零件的设计图中, 一般只要求应达到的硬度值。[1]
1.3.1 淬硬性的机理
钢的硬度越高, 受外力作用时越不易产生变形。从金属学的角度来分析, 金属不易变形的原因是其晶体中的晶格不易产生变形。在马氏体晶格中, 溶人的碳原子使晶格产生变形(体心立方晶格畸变) , 从而导致晶面不再平整, 相当于一个平滑的路面变的凹凸不平。当我们用一外力推动晶格, 使他沿晶面产生滑移时, 由于晶面的凹凸不平使滑移阻力增大, 滑移变的非常困难, 也就是说其抵抗变形的抗力增加, 硬度得到提高。当溶入的碳原子增加时, 晶格变形数量就会增加, 阻碍晶格移动的障碍就增加了。于是, 从宏观的角度来看, 材料的硬度也会随之增大, 所以含碳量越高时, 钢可能获得的硬化程度就高, 淬硬性就越好。.[1]
1.3.2 淬硬性的影响因素
（一）影响淬硬性的因素主要是马氏体中的含碳量
随着钢中含碳量的增加，淬火后获得马氏体的正方度增大，晶格畸变严重，相应的硬度高，其淬硬性高。碳钢含碳量与马氏体硬度的关系见图1。列如，比较20号钢和55号钢的淬硬性。据图1，很容易得出55号钢的淬硬性比20号钢好。钢中存在的合金元素，虽然可以产生同溶强化现象，但基本上不影响马氏体的硬度，所以合金元素对淬硬性的影响不大。
(二)影响淬透性的冈素主要是临界冷却速度
为了获得最终的组织及使片j性能的要求，钢材淬火后希望得到马氏体。当实际冷却速度大于等于临界冷却速度时，工件淬火后就町获得马氏体。而在实际冷却的过程中，由于工件表层到心部的冷却速度逐渐降低，所以从工件表层到心部只有一定深度范围内町以得到马氏体，其余部位则是非马氏体组织。例如，尺寸相同的40号钢和40Cr钢在相同条件下淬火后，40Cr钢的淬硬层深度大于40号钢。因为40Cr钢中的合金元素可以使钢材的临界冷却速度降低，所以40Cr钢和40号钢即使采用相同的冷却速度，40Cr钢的淬透性要比40号钢好。
凡是影响临界冷却速度的因素均能影响淬透性，而临界冷却速度的主要影响l天I素是合金元素。钢中存在的大部分合金元素呵以让“c”曲线右移，降低钢材的临界冷却速度，所以合金钢的淬透性高于碳素钢。