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    熱處理常見問題與解答
    發布時間:2016-08-05     閱讀:1210

    熱處理常見問題與解答

     

       

     

    (1)

    淬火常見問題與解決技巧

      

     

     

    Ms

    點隨

    C%

    的增加而降低

     

     

     

    淬火時,過冷沃斯田體開始變態為麻田散體的溫度稱之為

    Ms

    點,變態完成之溫度稱之

    Mf

    點。

    %C

    含量愈高,

    Ms

    點溫度愈降低。

    0.4%C

    碳鋼的

    Ms

    溫度約為

    350

    ℃左右,而

    0.8%C

    碳鋼就降低至約

    200

    ℃左右。

     

     

     

    ※淬火液可添加適當的添加劑

     

     

     

    (1)

    水中加入食鹽可使冷卻速率加倍:鹽水淬火之冷卻速率快,且不會有淬裂及淬火不

    均勻之現象,可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比

    10%

    為宜。

     

     

     

    (2)

    水中有雜質比純水更適合當淬火液:水中加入固體微粒,有助于工件表面之洗凈作

    用,破壞蒸氣膜作用,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點的發生。因此淬火處理,不用純

    水而用混合水之淬火技術是很重要的觀念。

     

     

     

    (3)

    聚合物可與水調配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調配出由水到油之

    冷卻速率之淬火液,甚為方便,且又無火災、污染及其它公害之虞,頗具前瞻性。

     

     

     

    (4)

    干冰加乙醇可用于深冷處理容液

    將干冰加入乙醇中可產生

    -76

    ℃之均勻溫度,

    是很

    實用的低溫冷卻液。

     

     

     

    ※硬度與淬火速度之關聯性

     

     

     

    只要改變鋼材淬火冷卻速率

    ,

    就會獲得不同的硬度值,

    主要原因是鋼材內部生成的組織

    不同。當冷卻速度較慢時而經過鋼材的

    Ps

    曲線,此時沃斯田體變態溫度較高,沃斯田體會

    生成波來體,變態開始點為

    Ps

    點,變態終結點為

    Pf

    點,波來體的硬度較小。若冷卻速度加

    快,冷卻曲線不會切過

    Ps

    曲線時,則沃斯田體會變態成硬度較高的麻田散體。麻田散體的

    硬度與固溶的碳含量有關

    ,

    因此麻田散體的硬度會隨著

    %C

    含量之增加而變大

    ,

    但超過

    0.77%C

    后,麻田散體內的碳固溶量已無明顯增加,其硬度變化亦趨于緩和。

     

     

     

    ※淬火與回火冷卻方法之區別

     

     

     

    淬火常見的冷卻方式有三種,分別是:

    (1)

    連續冷卻;

    (2)

    恒溫冷卻及

    (3)

    階段冷卻。為

    求淬火過程降低淬裂的發生,臨界區域溫度以上,可使用高于臨界冷卻速率的急速冷卻為

    宜;進入危險區域時,使用緩慢冷卻是極為重要的關鍵技術。因此,此類冷卻方式施行時

    ,

    使用階段冷卻或恒溫冷卻

    (

    麻回火

    )

    是最適宜的。

     

     

     

    回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法

    ,

    其中合金鋼一般使用急冷;

    具鋼則以徐冷方式為宜

    。

    工具鋼自回火溫度急冷時,

    因殘留沃斯田體變態的緣故而易產生裂

    痕,稱之為回火裂痕;相同的,合金鋼若采用徐冷的冷卻方式,易導致回火脆性。

     

     

     

    ※淬火后,殘留奧氏體的所扮演的角色

     

     

     

    淬火后的工件內常存在麻田散體與殘留沃斯田體

    ,

    在常溫放置一段長久時間易引起裂痕

    的發生,此乃因殘留沃斯田體產生變態、引起膨脹所導致,此現象尤其再冬天寒冷的氣候下

    最容易產生。此外,殘留沃斯田體另一個大缺點為硬度太低,使得工具的切削性劣化??墒?/p>

    用深冷處理促使麻田散體變態生成

    ,

    讓殘留沃斯田體即使進一步冷卻也無法再產生變態;

    以外力加工的方式

    ,

    使不安定的殘留沃斯田體變態成麻田散體,

    降低殘留沃斯田體對鋼材特

    性之影響。

     

     

     

    ※淬火處理后硬度不足的原因

     

     

     

    淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度,若硬度值不理想,則可能是下列因素所造

    成:

    (1)

    淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠;

    (2)

    可能是冷卻速率不足所致;

    (3)

    工件表面若熱

    處理前就發生脫碳現象,則工件表面硬化的效果就會大打折扣;

    (4)

    工件表面有銹皮或黑皮

    時,該處的硬度就會明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除干凈后,再施以淬火處

    理。

     

     

     

    ※淬裂發生的原因

     

     

     

    會影響淬裂的主要原因包括:工件的大小與形狀、碳含量高低、冷卻方式及前處理方法

    等。鋼鐵熱處理會產生淬裂,導因于淬火過程會產生變態應力,而這個變態應力與麻田散體

    變態的過程有關

    ,

    通常鋼材并非一開始產生麻田散體變態即發生破裂,

    而是在麻田散體變態

    進行約

    50%

    (

    此時溫度約

    150

    ℃左右

    )

    ,亦即淬火即將結束前發生。因此淬火過程,在高溫

    時要急速冷卻,而低溫時要緩慢冷卻,若能掌握『先快后緩』的關鍵,可將淬火裂痕的情況

    降至最低。

     

    ※過熱容易產生淬火裂痕

     

     

     

    加熱超過是當的淬火溫度

    100

    ℃以上,稱之為過熱。過熱時,沃斯田體之結晶顆粒變得

    粗大化,導致淬火后生成粗大的麻田散體而脆化,易使針狀麻田散體之主干出現橫裂痕

    (

    稱為麻田散體裂痕

    )

    ,此裂痕極易發展成淬火裂痕。因此,當您的工件在沃斯田體化溫度時

    產生過熱現象時,后續的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產生,故有人把『過熱』稱為發生淬

    火裂痕的元兇。

     

     

     

    ※淬火前的組織會影響淬火裂痕?

     

     

     

    淬火前的組織當然會影響淬火的成敗。最正常的前組織應該是正?;M織或退火組織

    (

    波來體結構

    )

    ,若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結果。過熱組織易產生

    淬火裂痕,球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎,因此工具鋼或高碳鋼在淬火前,

    可施行球狀化處理已是淬火重要技術之一

    。

    此時可施以球狀化退火或調質球狀化處理以獲得

    球狀碳化物。碳化物若以網狀組織存在,則容易由該處發生淬火裂痕。

     

     

     

    ※淬火零件因常溫放置引起之瑕疵

     

     

     

    淬火后的零件,若長時間放置在室溫,可能發生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂

    痕又稱為時效裂痕

    ,

    尤其在冬天寒冷的夜晚,

    隨溫度之下降導致殘留沃斯田體變態為麻田散

    體,使裂痕因此而產生,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時效變形,乃淬火工件放置

    于室溫引起尺寸形狀變化之現象,大多導因于回火處理不完全所致。為防止擱置變形,需讓

    鋼材組織安定化,因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體

    (

    實施深冷處理

    )

    。接著實施

    200

    ~250

    ℃的回火處理使麻田散體安定化。

     

     

     

    (2)

    回火常見問題與解決技巧

     

     

     

    100

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