可控淬透性钢的整体加热表面淬火工艺

感应加热表面淬火具有高效、节能、便于实现自动化及在线生产等一系列优点，在汽车、拖拉机、机床制造、轴承等行业得到了广泛的应用，但一般的感应加热表面淬火也具有不足之处。其不足之处如下所述：

（1）仅零件较薄的表层得到强化，心部还保持原有状态，限制了零件的整体强度。

（2）对重载的、形状复杂的零件，如齿轮、十字轴、某些复杂形状的轴承圈等，在快速加热（80~500℃/s）时不易得到均匀的表面加热。因此，这些零件未能采用表面淬火。

（3）为防止表面淬火时产生裂纹，一般采用中碳钢，w（C）控制在0.4%—0.5％，使零件的耐磨性与接触疲劳强度的提高受到限制。

（4）为防止工件淬裂，常使用可溶性聚合物溶解水作淬火介质，增加了工艺成本，并使装置复杂化。

针对以上问题，前苏联感应热处理专家К.З.Ⅲепеляковский等人研究出一种新工艺，称为可控淬透性钢整体表面淬火法。

整体加热表面淬火

整体加热表面淬火亦称透热表面淬火、深层加热浅层淬火或薄壳淬火法。其实质是，将11—15级的超细精粒可控淬透性钢与低淬透性钢进行深层感应加热，使心部组织亦奥氏体化，随后，激烈均匀地用水冷淬火，此时：

（1） 深度为零件直径或厚度的10%—20％的表层得到细粒状高强度的马氏体组织，硬度56—63HRC，抗拉强度2200—2600MPa，截面收缩率15%—30％。

（2）零件心部为由贝氏体、托氏体及索氏体组成的组织，硬度25-40HRC，抗拉强度约1200 MPa，截面收缩率40%-50％，冲击值49-78.5 J/ cm2。

以上数据表明，整体加热表面淬火可使表面得到高强度，心部强度也达到原来组织的2倍。

（3）在表面淬硬的马氏体层产生残余压应力，其值达500-600 MPa，此压应力大大提高了零件的疲劳强度（疲劳极限提高1.8-2.0倍），工件服役极限提高8-10倍。

表面淬火与整体加热表面淬火的区别可用图10-1来说明，整体加热表面淬火心部硬度比一般表面淬火为高，心部组织亦不相同。

图10-1  整体表面淬火与表面淬火的断面硬度分布

注：左图为表面淬火的情况，右图为整体加热表面淬火的情况。

整体加热表面淬火对零件是深层透热的，因此，马氏体淬硬层厚度取决于所选用钢材的淬透性，而淬硬总深度（马氏体＋贝氏体、托氏体、索氏体）取决于加热深度。

来源：《现代感应热处理技术》常州精密钢管博客网