过热敏感性

更新时间:2024-02-26 13:41

过热敏感性是指钢淬火加热时,奥氏体晶粒急剧长大的敏感性。过热敏感性高,对钢件不利,应该设法降低钢的过热敏感性。

表现

钢的过热敏感性表现在两个方面:1、轻易产生晶粒粗大;2、轻易过烧

原理

钢加热超过临界点时,获得奥氏体组织,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒会逐渐长大,不同的钢种、钢的冶炼方法不同,奥氏体晶粒长大的倾向也不同。粗大的晶粒会提高钢的淬透性但剧烈降低钢热处理后的冲击韧度,这是人们不希望的。特别是渗碳零件,渗碳温度比较高,渗碳钢的晶粒长大倾向,必须控制在一定范围内。

在任何一种具体的加热条件下所获得的实际晶粒大小(按标准进行评级)称为奥氏体的实际晶粒度。钢材加热得到的奥氏体晶粒,初始时细小,随着温度的升高和保温时间的延长,晶粒逐渐长大,这种长大的起始温度的高低和长大的速度,称为晶粒长大倾向。过热敏感实际上也就是奥氏体晶粒长大的倾向性。把这种敏感性或晶粒长大倾向性分为两类,第一类晶粒长大倾向小,称为本质细晶粒钢;第二类晶粒长大倾向大,称为本质粗晶粒钢。本质粗晶粒钢热处理工艺性差。

钢中含Mn、C、P等元素促使奥氏体晶粒长大;W、Mo、Cr等元素以及m、Ti、V、zr、Nb等微量元素降低奥氏体晶粒长大倾向,尤其是后者。不同的钢具有不同的过热敏感性。含Mn的钢过热敏感性较大。灿作为脱氧剂加入钢中,它以微小颗粒存在于奥氏体晶粒边界阻碍奥氏体晶粒长大。V、Ti、Nb等加入钢中(只要微量)它们形成的碳化物或氮化物也有同样的作用而阻碍奥氏体晶粒长大,所以高温加热热处理的钢种如渗碳钢,一般都适量加入这一类元素,如我国的常用渗碳钢20CrMnTi规定含Ti量(质量分数)为0.04%~0.1%,德国常用渗碳钢(DIN)16MnCi5、20MnCr5等都规定含m量(质量分数)为0.02%-0.055%。在氧化性气氛中加热超过1100℃,组织进一步恶化,形成魏氏体组织等反常组织。加热高于1200℃除组织剧烈粗化后晶界出现氧化物,进一步引起晶界溶化,称为过烧,是热处理不可挽救的废品。

存在形式

(1)含锰钢过热敏感性较大,如40Mn2、50Mn2、35SiMn、65Mn等。主要由于Mn降低A1,强化C的促进晶粒长大作用,从而增加过热的可能性。

(2)过热敏感性即是指钢淬火加热时奥氏体晶料发生长大的敏感性,奥氏体晶料长大往往使钢材的机械性能降低,特别是冲击韧性变坏,淬火加热时也容易形成裂纹。本质粗晶粒钢的过热敏感性大,本质细晶粒钢的过热敏感性只有热到930~950℃以上晶粒才显著长大。

减轻途径

采用含有V的钢可以有效降低过热敏感度,细化晶粒。同时V还增加热强性红硬性和耐磨性。

工件退火后也可以降低最终热处理的过热敏感性。

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