淬火
關注創建者：劉玉 創建時間：2017-05-07
淬火的視頻教程
SYSWELD 磁-熱-相多物理場耦合（高頻淬火）
掌握coupling標準模塊的使用和安裝. 細化詳解coupling耦合的使用方法，分模塊解析電磁，磁熱，熱相之間的作用關系， 從實例出發，步步深入. 超詳細教程，從模型到仿真，參數選擇，結果查看.
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ABAQUS-鋼球淬火熱傳模擬
本案例基于ABAQUS/Explicit模擬了鋼球在850℃保溫180s后放入40℃油液中淬火180s，采用C3D8T單元，定義材料密度，彈性參數，比熱容，導熱系數，采用temperature-displacement分析步，輸出溫度場，節點溫度變化曲線。
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淬火的實例教程
淬火的定義與目的
將鋼加熱到臨界點Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界淬火速度的速度冷卻，使過冷奧氏體轉變為馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。
淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或下貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。
鋼件在有物態變化的淬火介質中冷卻時，其冷卻過出一般分為以下三個階段：?蒸汽膜階段、沸騰階段、對流階段。
鋼的淬透性
淬硬性和淬透性是表征鋼材接受淬火能力大小的兩項性能指標，它們也是選材、用材的重要依據。
1.淬硬性與淬透性的概念
淬硬性是鋼在理想條件下進行淬火硬化所能達到的最高硬度的能力。決定鋼淬硬性高低的主要因索是鋼的含碳量，更確切地說是淬火加熱時固溶在奧氏體中的含碳量，含碳量越離，鋼的淬硬性也就越高。而鋼中合金元素對淬硬性的影響不大，但對鋼的淬透性卻有重大影響。
淬透性是指在規定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。即鋼淬火時得到淬硬層深度大小的能力，它是鋼材固有的一種屬性。淬透性實際上反映了鋼在淬火時，奧氏體轉變為馬氏體的容易程度。它主要和鋼的過冷奧氏體的穩定性有關，或者說與鋼的臨界淬火冷卻速度有關。
還應指出：必須把鋼的淬透性和鋼件在具體淬火條件下的有效淬硬深度區分開來。
展開 十種常用淬火方法匯總
熱處理工藝中淬火的常用方法有十種，分別是單介質（水、油、空氣）淬火；雙介質淬火；馬氏體分級淬火；低于Ms點的馬氏體分級淬火法；貝氏體等溫淬火法；復合淬火法；預冷等溫淬火法；延遲冷卻淬火法；淬火自回火法；噴射淬火法等。
一、單介質（水、油、空氣）淬火
單介質（水、油、空氣）淬火：把已加熱到淬火溫度的工件淬人一種淬火介質，使其完全冷卻。這種是最簡單的淬火方法，常用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件。淬火介質根據零件傳熱系數大小、淬透性、尺寸、形狀等進行選擇。
二、雙介質淬火
雙介質淬火：把加熱到淬火溫度的工件，先在冷卻能力強的淬火介質中冷卻至接近Ms點，然后轉入慢冷的淬火介質中冷卻至室溫，以達到不同淬火冷卻溫度區間，并有比較理想的淬火冷卻速度。用于形狀復雜件或高碳鋼、合金鋼制作的大型工件，碳素工具鋼也多采用此法。常用冷卻介質有水-油、水-硝鹽、水-空氣、油-空氣，一般用水作快冷淬火介質，用油或空氣作慢冷淬火介質，較少采用空氣。
三、馬氏體分級淬火
馬氏體分級淬火：鋼材奧氏體化，隨之浸入溫度稍高或稍低于鋼的上馬氏點的液態介質(鹽浴或堿浴)中，保持適當時間，待鋼件的內、外層都達到介質溫度后取出空冷，過冷奧氏體緩慢轉變成馬氏體的淬火工藝。一般用于形狀復雜和變形要求嚴的小型工件，高速鋼和高合金鋼工模具也常用此法淬火。
四、低于Ms點的馬氏體分級淬火法
低于Ms點的馬氏體分級淬火法：浴槽溫度低于工件用鋼的Ms而高于Mf時，工件在該浴槽中冷卻較快，尺寸較大時仍可獲得和分級淬火相同的結果。常用于尺寸較大的低淬透性鋼工件。
展開 圖11 冷卻速度與淬裂的關系
（1）預冷淬火：把工件自奧氏體化溫度取出，先行在空氣中預冷一段時間，使各部分溫差減小，或在技術條件允許的情況下，令其最薄的截面處或棱角處產生部分非馬氏體組織，然后再進行全部淬火。
（2）雙液淬火：雙液淬火從單純防止淬火裂紋的觀點出發，關鍵是第二級淬火介質的緩冷作用。先強冷后弱冷，如水-油、水-空、油-空氣等。
（3）分級淬火：分級淬火是將工件從淬火溫度直接快速冷卻到Ms點以上某一溫度，經適當時間保溫后空冷。如截面大、易變形開裂的高碳鋼，應采用兩到三次的分級淬火。
（4）等溫淬火：將工件由淬火溫度以大于臨界淬火速度的冷速冷到Ms點稍上某一溫度，保溫較長時間，使過冷奧氏體發生貝氏體轉變。一般用油淬。
除此之外，還有薄殼淬火、間隙淬火、局部淬火、調節水溫等方法。
另外在淬火前各工序的合理性、加熱參數的確定、和回火等方面也具有一定效果的防止鋼件淬火開裂的方法。
4
小結
引起零件淬火開裂與畸變的原因很多，一旦產生上述缺陷，應當從以下幾個方面進行分析。
（1）零件的選材及結構設計是否合理。
（2）有無原材料或毛坯缺陷。
展開 折疊局部淬火
僅對工件需要硬化的局部進行的淬火。
折疊氣冷淬火
專指在真空中加熱和在高速循環的負壓、常壓或高壓的中性和惰性氣體中進行的淬火冷卻。
表面淬火 僅對工件表層進行的淬火，其中包括感應淬火、接觸電阻加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。
折疊風冷淬火
以強迫流動的空氣或壓縮空氣作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊鹽水淬火
以鹽類的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊有機溶液淬火
以有機高分子聚合物的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊噴液淬火
用噴射液流作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊噴霧冷卻
工件在水和空氣混合噴射的霧中進行的淬火冷卻。
折疊熱浴冷卻
工件在熔鹽、熔堿、熔融金屬或高溫油等熱浴中進行的淬火冷卻，如鹽浴淬火、鉛浴淬火、堿浴淬火等。
折疊雙液淬火
工件加熱奧氏體化后先浸入冷卻能力強的介質，在組織即將發生馬氏體轉變時立即轉入冷卻能力弱的介質中冷卻。
折疊加壓淬火
工件加熱奧氏體化后再特定夾具夾持下進行的淬火冷卻，其目的在于減少淬火冷卻畸變。
折疊透淬
工件從表面至心部全部硬化的淬火。
折疊等溫淬火
工件加熱奧氏體化后快冷卻到貝氏體轉變溫度區間等溫保持，使奧氏體變成貝氏體的淬火。
折疊分級淬火
工件加熱奧氏體化后浸入溫度稍高或稍低于M1點的堿浴或鹽浴中保持適當時間、在工件整體達到介質溫度后取出空冷以獲得馬氏體的淬火。
折疊亞溫淬火
亞共析鋼制工件在Ac1-Ac3溫度區間奧氏體化后淬火冷卻，獲得馬氏體及鐵素體組織的淬火。
折疊直接淬火
工件滲入碳后直接淬火冷卻的工藝。
展開 模具鋼淬火十種裂紋分析與措施1
模具鋼淬火十種裂紋分析與措施模具鋼熱處理中，淬火是常見工序。然而，因種種原因，有時難免會產生淬火裂紋，致使前功盡棄。分析裂紋產生原因，進而采取相應預防措施，具有顯著的技術經濟效益。常見淬火裂紋有以下10類型。
1、縱向裂紋
裂紋呈軸向，形狀細而長。當模具完全淬透即無心淬火時，心部轉變為比容最大的淬火馬氏體,產生切向拉應力，模具鋼的含碳量愈高，產生的切向拉應力愈大，當拉應力大于該鋼強度極限時導致縱向裂紋形成。以下因素又加劇了縱向裂紋的產生： (1)鋼中含有較多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質，鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分布，易產生應力集中形成縱向淬火裂紋，或原材料軋制后快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產品中導致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋； (2)模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(碳工具鋼淬裂危險尺寸為8-15mm，中低合金鋼危險尺寸為25-40mm)或選擇的淬火冷卻介質大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。
預防措施： (1)嚴格原材料入庫檢查，對有害雜質含量超標鋼材不投產； (2)盡量選用真空冶煉，爐外精煉或電渣重熔模具鋼材； (3)改進熱處理工藝，采用真空加熱、保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火； (4)變無心淬火為有心淬火即不完全淬透，獲得強韌性高的下貝氏體組織等措施，大幅度降低拉應力，能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。
2橫向裂紋
裂紋特征是垂直于軸向。未淬透模具，在淬硬區與未淬硬區過渡部分存在大的拉應力峰值，大型模具快速冷卻時易形成大的拉應力峰值，因形成的軸向應力大于切向應力，導致產生橫向裂紋。鍛造模塊中S、P．Sb，Bi，Pb，Sn，As等低熔點有害雜質的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋，淬火后經擴展形成橫向裂紋。
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禁止行為：
嚴禁在平臺上進行火焰切割或電弧氣刨，高溫會導致局部淬火變形甚至開裂。
嚴禁將平臺用作鐵砧，直接錘擊重物。
嚴禁長期堆放相當不均勻的重物，會導致平臺產生永和久性疲勞變形。
具體做法是：將損壞區域挖成一個規則的幾何形狀（如矩形或燕尾形），然后加工一個同樣形狀、由高強度材料（如淬火鋼或球墨鑄鐵）制成的鑲塊，采用過盈配合或螺栓加膠粘的方式嵌入，比較后再對鑲補區域進行銑削和刮研，使其與周圍軌道面齊平并達到精度要求。
檢測樣本：1500件
改善效果：
硬度超差/波動偏大比例：由3.6%降至1.2%
淬火變形超差比例：由3.2%降至0.9%
組織異常或局部淬硬不足比例：由2.3%降至0.8%
綜合來看，連桿熱處理后相關異常比例下降約6.7%，基本解決了長期困擾客戶的硬度離散、局部組織不穩和淬火變形偏大等問題。
好T型槽地軌的槽口會經過高頻淬火處理，硬度達到HRC45以上，增強耐磨性與抗沖擊性，避免槽口因長期受力出現磨損變形；槽壁粗糙度控制在Ra≤3.2μm，無尖銳棱角，減少應力集中，確保螺栓與槽體緊密貼合，提升固定穩定性與承重能力。
1.三維電磁感應加熱（附帶完整計算命令流及注釋說明）2.鋼球的淬火（附帶完整計算命令流及注釋說明）3.二維靜態磁場分析（附帶完整計算命令流及注釋說明）。
局部鑲補：將嚴重損壞的一段地軌挖去，重新嵌入一個由淬火鋼或高強度鑄鐵制作的新鑲塊并加工平整。
報廢更換：如果變形過大、損壞嚴重或修復不經濟，比較直接徹和底的方法就是聯系制造商更換新的地軌。
第三步：修復后如何防止再次變形？
修復完成后，科學的預防能大大延長地軌壽命：
地基是關鍵：確保基礎采用C30以上混凝土，厚度≥200mm并配鋼筋網，養護不少于14天。
好鑄鐵裝配平臺的平面度、平行度精度保持性≥95%，使用10年后，平面度衰減≤5%，無需反復校準；T型槽經高頻淬火處理，淬火硬度45-50，槽壁耐磨性能優異，長期使用后槽寬、槽距公差仍可保持在標準范圍內，不會出現槽壁磨損、變形導致的夾具松動問題。
此外，平臺的適配性設計也體現了其技術實用性。
局部鑲補：將嚴重損壞的一段地軌挖去，重新嵌入一個由淬火鋼或高強度鑄鐵制作的新鑲塊并加工平整。
直接更換：如果變形過大、損壞嚴重或修復不經濟，比較直接徹和底的方法就是聯系制造商更換新的地軌。
特別提醒
修復前必和須檢測：無論選擇哪種方案，修復前都必和須對地軌進行全和面的精度檢測，繪制誤差曲線，才能“對癥下藥”。
鑄鐵焊接平臺也在不斷演進：
模塊化設計：采用標準化單模塊設計，通過高強度螺栓快速拼接，可根據工件尺寸靈活組合，設備投入成本降低40%-60%
高精度化：拼接處定位精度控制在±0.05mm以內，整體平面度誤差≤0.08mm/m，確保大型工件焊接基準精度
與自動化設備集成：現代焊接平臺越來越多地與工業機器人、自動化焊接設備配套使用，滿足智能制造需求
表面處理技術升級：采用等離子氮化、高頻淬火等處理工藝
在制造過程中，支架被退火和淬火成特定形狀。退火法是一種使支架在高溫下保持一定時間的熱處理，而淬火過程是將支架浸入淬火劑中，以一定的速度冷卻。支架的冷卻速度應加以控制，因為冷卻速度太慢對制造過程效率不高，而冷卻速度太快會增加支架的脆性，導致熱誘發應力和裂紋。
在本次模擬中，我們模擬了退火支架從 400°C 到室溫（20°C）的淬火過程。冷卻方式有兩種比較：水淬火和強制風冷。
