(1)快速加熱臨界點升高
感應加熱的升溫速度從每秒幾十度到幾百度,脈沖淬火更達到每秒數千度(2000~3000℃/s),由于加熱速度快,持續時間短,因此淬火溫度比一般鹽浴淬火溫度要高,才能使組織轉變為奧氏體并均勻化,表1為T10鋼與GCr15鋼快速加熱時Ac1點隨加熱速度的加快而升高的有關數據。
表1 感應加熱速度與臨界點Ac1的關系
鋼號 |
加熱速度/(℃/s) | ||||||
原始狀態 |
10 |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 | |
T10 |
退火 |
745 |
760 |
765 |
760 |
765 |
765 |
淬火 |
735 |
745 |
755 |
755 |
760 |
765 | |
GCr15 |
退火 |
770 |
810 |
825 |
830 |
835 |
830 |
淬火 |
740 |
750 |
785 |
800 |
815 |
810 |
從實踐中我們了解到,感應加熱的淬火溫度比常規淬火提高80~150℃,表2為常用鋼高頻淬火推薦的加熱溫度。
表2 常用鋼高頻淬火加熱溫度
鋼號 |
加熱溫度/℃ |
鋼號 |
加熱溫度/℃ | |
45 |
860~920 |
T10、T10A |
850~960 | |
50 |
860~900 |
GCr15 |
920~1020 | |
40Cr |
940~980 |
GCr9 |
900~1000 | |
T7、T7A |
880~960 |
CrWMn |
850~960 | |
T8、T8A |
860~960 |
9SiCr |
880~1000 |
感應加熱的比功率遠比爐內加熱大,因此加熱速度快,從而促使珠光體向奧氏體轉變開始和完成的溫度升高所需的時間短。
鋼的原始組織對快速加熱時奧氏體的形核、長大及均勻化過程都有很大影響,因而也顯著影響感應淬火的溫度及淬火的組織與性能。圖1為各種原始組織的T8鋼臨界點與加熱速度的關系[1]。片狀珠光體較球狀珠光體易于完成加熱時的組織轉變過程,因此同一鋼號不同原始組織感應淬火溫度t淬必然是:t淬(退火態)>t淬(正火態)>t淬[調質(退火+高溫回火)]。圖中αo的物理意義:對珠光體,它表示相鄰兩個滲碳體間距離的一半;對自由鐵素體,它表示位錯網節點距離的一半。
(2)快速加熱能使鋼獲得細的晶粒或超細晶粒
在加熱速度較低的范圍內,隨著加熱速度的增大,剛完成奧氏體化所形成的奧氏體起始晶粒顯著減小,但在加熱速度很高時,奧氏體起始晶粒幾乎不再隨加熱速度的增加而減小。實踐證明,在感應加熱的實際條件下,加熱速度極高,所得的起始晶粒極為細小,并且與加熱速度無關。但是,已形成的奧氏體晶粒的長大卻與加熱速度有關。當繼續加熱到某一溫度時,加熱速度越小,所形成的實際奧氏體晶粒越大,如圖3所示[2],所以只要加熱溫度與加熱時間控制得當,感應加熱是不會產生過熱的。
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