9XC钢工具的等温淬火(无变形淬火)

0I:10.13374/i.i88m100103x.1957.00.005 -34— 9XC鋼工具的等温淬火（無變形淬火） 徐祖耀 周濟源 《金相及热底理教研短) 摘 要 以金相法测定9XC翔的M点及下石氏体（具芮体）轉变的开始曲觑。以磁性方 法调定9XC翔在不同情况下奥氏体的稳定化作用。调定了殘余奥氏体含景和9XC絲维 的变形最之問的关系。以中24X2毫米统牙絲雏进行工厂实际武殿的結果证明，先淬火 至160°停留1一3分筑，然斤升至240°等温停留10分镣的新工艺方案，利和在170等温停 榴45分编的工艺方案相比較，能箱短等温时周至1/4，共淬火后工件节徑的变形量从 0.11%减至0.06%（不均i)。 一、辅营 9XC阙常用以制造絲锥和板牙等工具，而这些工具在淬火后的变形（如編锥的节徑 淡火)是受到严格的限满的。工件的变形是个复杂的間避，还缺乏群知的、系就的棕合 研究。从战少门件淬火变形附所产生的粗藏戍力有温度应力着手，以改善热处现工艺过 程为途何一如分毅济火和等温淬火来减少工件的变形已有广泛的应用。 C,C.山TeH6epr〔1〕分提淬火工件在馬氏体区域内的緩慢冷却，以增加殘余奥 氏体景来减少工件淬火时的内应力和变形。A,口.vneB和A,门，Beoa等〔2)以及 A.厂，PaxuTanT和B.M.山axHH等3)骨分别研究过y一12和XT以皮9XC钢的等祖 淬火。前者的箭果使工件的长度变化减少，厅者的钻果使工件谊徑的变化减少。武样在 适当时尚内的等湿淬火时，解内奥氏体一般並不发生明显的博变，而仅使氏体稳定 化：因此淬火后在架内的殘余奥氏体量州加。这种的淬火方式，「y心日称之为无变形 淬火。 O,A.Tennep〔4们〔5对9XC骗的无变形等温淬火进行过此較祥細的肝究。其粘果 指出，9XC淬火至M点附近等温停留30一60分箭所，工件的尺寸变化景几近于荐，同 时改薄了工件的力学性臂，尤共是范性，州加了2一3倍。日前工厂中9XC铩雏及板 牙（直得<6毫米）就利用这种方案来处即。实际概歌証明，其变形量較經淬油和分殺 淬火的为小，们还存在着州当大的变形量。表-一中我示樱三种不同工艺处理后工件变形 量的統汁数据。而且，由于其等祖时閒很長，使生产率降低，同时也裕流水棕的生产粗 搬带来了困难

姻 工 具 的 等 温 淬 火 典 燮 形 牟 火 徐祖 耀 周 涛 源 金相 及热皮 理教研组 摘 要 以金相 方法测 定 铜 的 点 及下石氏 体 只茵体 斡变 的 开始 曲腺 。 以磁性 方 法测 定 剔 在不 同情 况下奥氏 体 的稳定化 作 用 。 测 定 了残余奥氏 体含量和 林推 的变形量 之 周 的 关 系 。 以 中 毫米鱿牙 林推进 行 工 一 ‘ 实际献肺的精 果敲 ， 先 淬火 至 “ 停留 一 分舞 ， 然后升至 “ 等温停留 分敛的新 工艺 方案 ， 和在 等温停 留 分 搬的 工 艺 方案相 此救 ， 能 精短等温时 周至 ， 其淬 火 后 工件 节 视 的变 形量 从 夕云减至 平均位 。 一 、 储 言 纲 常 用以 制造 粽维 和板 牙等 工具 ， 而 这些 工具在淬 火 后 的变 形 如粽维 的节视 淡 大 是受 到严 格 的 限 制 的 。 工件 的变形 是 个 复杂 的 阴题 ， 江缺乏群韧 的 、 系粉 的粽合 研究 。 从诚 少 ’ 件淬 火变 形 时所 产 生 的粗辙 应 力 和温 度应 力着 手 ， 以 改善热 处理 工艺过 程 为途彼— 如 分翘淬 火 和等温淬 火来诚 少 工件 的变 形 已 有 广泛 的 应 用 。 山 。 众 〔月 臂提出淬 火 工件在 喝氏 体 区 域 内 的援慢 冷却 ， 以琳 加 姿余奥 氏 体景 来诚 少 工什淬 火 时 的 内应 力 和变 形 。 日 ” 二 和 。 。 等 〔 〕 以 及 二，盯 和 山 等 〕 传 分别研究过 一 和 以 及 铜 的等温 淬 火 。 前者的桔 粱使 一 〔 件 的畏 度变 化诚 少 ， 后者 的 精 果使 工件 渣视 的变化喊 少 。 藏样在 适 当 时 周 内的等温 淬 火 时 ， 翎 内奥氏 体一般益 不 发 生 明 显 的棘变 ， 而 仅使 奥 氏 体 稳 定 化 因此淬 火 后 在铜 内的残余奥氏 体量琳 加 。 这种 的淬火 方式 ， 行朋 。 称 之 为无 变形 淬火 。 心 介朋 〔 〕 〔 〕 对 细 的 无 变 形等温淬 火进 行过此鞍群抽 的研先 。 其拮 果 指 出 ， 细淬火至 点 附近等温停留 一 分碳后 ， 工件 的 尺 寸变化量 几近于零 ， 同 时改善 了工件 的 力学 ‘胜 臂 ， 尤共 是 范性 ， 晰 加 了 一 倍 。 目前工 厂 中 粽 雄 及 板 牙 改裸 毫米 就 利 用挂 种 方案 来处理 。 实际 辉肠征明 ， 其变 形量较趣淬油 和分极 淬 火 的 为小 ， 但还存 在着 相 当 大 的变 形量 。 丧 一 中表示换 三 种 不 同 工艺 处理后 工件变形 量 的枕 补数据 。 而且 ， 由于其等温 时 简很 畏 ， 使 牛 产率 降低 ， 同 时也拾流水 腺 的生产粗 撇染来 了 困难 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1957．00．005

-85一 表1 水 銑牙絲 热 处 理 艺 淬火节徑汲大景 维尺寸 m.m. 序 m.m. 孜 热 加热分般 等温 最后冷却 刃部刀部厂刀部 前端「中部后端 p24X2620°c,12870°c,6' 20°c錠子油0.080 0.084 170°c.3 0.050 0.060 3 170°c,45 0.0370.0600.054 本文的目的在：于：肝究9XC钢在不同情况下奥氏体稳定化的作：用，从面对变形调 超最尖銳的工件一絲维，拟訂一合适的工艺方案一等温时尚收短，能符合硬度的条 件下使殘余奥氏体量最大，也即变形量最小的方案。这种方案不仅能应别子9XC絲 锥，也可以在共他工具中加以推广。 二、实驗工作及结果 (一)M点歧下石氏体（贝茵体）特变曲粮的调定。 所用武样材料的化学分析見表2。钢材笮都过退火，得到部分球化的片状珠光体 織。武样谊徑为I5老米，以4毫米，在中間發打2毫米的小孔。以A.B.Greninger 及A.R.Troiano的金州方法撕定M点〔8〕。样品在加热前光糨打光。热处理用躑城加 热，所用暖的成分为50%的BaC1:及50%的NaC1,以腿缈（或CaSi枚TiO2)脱 氧。加热温度为870士2°加热2.5分缝，粒不同温度淬火后在350士5°的疆池內火非 分鐵。淬火及回火介蟹为45g的NaN0,放55%的KN0g,回火斤在17°水内治却。热 处理后的样品䎱磨0.3毫米，以1%附酸消精液使触。經测得的M点为200°，膜差为 ±5°。 表2 成 份 Si Cr Mn % 0.87 1.48 1.17 0.50 翘测得有明显的下石氏体樽变的开始曲都（豹为59%的下石氏体裤变）如图1所 示。显然，这和文微〔6)〔7们上所截的（如图2及3所示）不同。这可能出于材料的化 学成分不同和所应用的加热温度不同所致。 (二)磁性涧定 所用武样的化学成分与前实驗稍行蒸異，但在规定范刷以丙，如农3所示。原粗 城为球化珠光体。武样直福为3毫米，长度为30毫米，尺寸的碳差为士0.005毫米。鄒 870士5°的璧娥加热1.5分鐵，辍不问热处现斤在室温测最磁隐利价。应用2200奥氏特 磁秤（根据A.S,T.M.Standard,Vo1.1.1949.),以内阻15此姆，灵铱度为

一 一 … 一 、 … ” 表 热 处 理 淬火后节 视腿大量 热 … 力， 热 分 。 ， ‘ ， ‘ 二 艺 】 。 刊州一一 卫 等 温 最后 冷却 刃 们训 刃 翻 前端 中闭 刃 部 后端 一卜巨 “ 锭 子 油 ， ， ‘ ， ， ‘ 。 。 。 本文 的 目的在 研究 剔在不 同情 况下奥氏 体稳 定化 的作 用 ， 从 而 对变形 越最尖锐 的工件— 林 罐 ， 拟 舒一合适 的工艺 方案— 等温 时 阴址短 ， 能符合硬 度的条 件 下使珑余奥氏 体 量址 大 ， 也 即变形最址 小 的 方案 。 这 种 方案 不 仅 能应 用 一」二 粽 维 ， 也 可以 在共他 工具 中加以推厂 一 。 二 、 实 旅工作及桔果 一 点 及 一 『石氏 体 具茵体 ‘博变 曲糠 的测 定 。 所 用就样材料 的化学 分析兑表 。 剑材曹趣过退 火 ， 得到 部分球化 的片状珠光 体粗 撇 。 藏样遭视为 毫米 ， 厚 毫 米 ， 在 中周攒有 毫米 的小 孔 。 以 反 ， 的金相 方法测 定 点 〔 〕 。 样 品在 加热 前先翘 打光 。 热 处理 用维燃 加 热 ， 所 用翌 的成分为 的 及 的 ， 以 硼砂 或 及 别 ， 脱 氧 。 加热温 度 为 士 “ 加热 分撞 ， 趣 不 同温 度淬火后 在 士 “ 的鳍池 内 火 了 分撞 。 淬火 及 回 火 介 性为 的 反 的 ， 回 火 后在 “ 水 内冷却 。 热 处理 后 的样品握磨 去 毫米 ， 以 砒酸酒精液侵触 。 题侧得 的 点 为 。 ， 淡差 为 士 表 成 份 一一 。 一 一 一 一…一一一一一一 一 一 一 理测 得有 明显 的下石氏 体搏变 的 开始 曲徐 豹 为 的 一 犷 石 氏 体 棘变 如 图 所 示 。 显然 ， 这 和文 献 〔 〕 〔 〕 上所载 的 如 图 及 所 示 不 同 。 这 可 能 由于材料 的化 学 成分不 同 和所 应 用 的加 热温 度不 同所致 。 二 磁性测 定 所用就样 的化学 成 分与 前一实殷稍 仃差黑 ， 但在规 定范阴以 内 ， 如 表 吕 所 示 。 原 粗 锻 为 球化珠光 体 。 藏样渣 摊为 毫米 ， 发 度为 毫米 ， 尺 寸 的淡差 为 士 毫米 。 趣 士 。 的唤媲 加热 分拨 ， 趣 不 同热 处理 后 在室温 量磁 鲍 和位 。 应 用 奥氏 特 磁秤 根据 ， ， 以 内 阻 欧姆 ， 灵 敏 度 为

=36— 300 0 Q 03 白9 物外 副19XC钢下石氏体的开始博变曲線 油维 700 600 5加 900 6 300 201 0% 行色 摘饰方 100 佩3 9XC转的又-一C 出綠〔7) 分 o 物学) 9XC锅的C曲〔6) 4×10安培、量程为200老米的冲击电流計或最程为100港米的磁通計测共指卧鹣 值

一 一 一 一 ，‘ 一 … 一 一 一卜 口 目 ，‘ 日 币 、 、 、 … … 、 、 日以 、 走入 切 … 佑， 恤峋 ‘州 圆 剔 一 「石氏 体的 开始 搏变 曲腺 飞碌 飞 叨口 ‘ ‘ 二 、 与打 、 、 贬寻芯 从陈 ， ， · ’ 之 丫芝 ’ 月阿 夕一一一触‘ 初万 汤 产 一矛 反 火…、 、 州广 【一 、 口产 晌溯 剑 的又一 曲祝 〔 〕 娜饰 冲勿 圆 生考 铜的 腺 〔 〕 、 一 安 结 、 量程 为 毫米 的 冲 击 电流 补或员程 为 功。 毫来 的 磁通 豁侧 其指 斜偏斡 值

一37 表8 成份 C Si Cr Mn 9% 0.92 1.38 1.08 0.52 为了北救系轨绝了解9XC渊在不同情况下奥氏体的稳定化作用，进行下列测定： 1）在M点以上的不同温度(200-320°)ˉ下，筝温停留-定时間(10分箭)斤对( 接冷却（淬车水中）东室温时的殘余奥氏体的 影响； 2)光淬火至M点以下的不同温度(200一 140°)，以获得不简的馬氏体含量，再升高至 一定温度下(240°)等温停留-一定时間(10分 敛)后，对道楼冷却至室温时殘余奥氏体量的 影响； 3)先淬火至M点以下的-一定温度(160°， 25秒)，使具行一定量的断氏体，再升高至不 同温度进行筝温停留一定时間(10分鐵)后对 空冷至室温时殘余奥氏体量的影响： 4)在180°皮220°等温停留；以及光淬 每 火至M点以下的-一定温度(160°；25秒靠)， 使具有一定最的馮氏体，再升高至上速温度等 远出物20询3地地动w 温停留时奥氏体稳定化的动力学曲線；和！ 温度 百)隧余奥氏体量与工件变形量的关系 阔49XC潮在M点以上各温度保温 10'后水淬对室温殘余奥氏体 〔註〕（並测定其相应的硬度植）。 量的影响 星四 30 20 30 ITo 190 缎 闻59XC朔具有不同禺氏体条（不回冷却温度）对常温碰众块氏 作的影响，870°加热。 注：秀了切合實繁情况，以中24X2毫米洗牙解鲜（有效厚度，10毫米）經不同热威群 工蓝，獲得不同的前裡涨大量；再以磁性就模（中X10毫米）分别测得相康的磁通计指 针的偏傅数，作成间8。由於戏模和工件周直程不同，其冷却速度不同，但调8能定性 地表示出雨者两的朗徐

一 一 表 ‘ 多 吧， 曰 曰 颐 成 份 吕 为 了此蛟 系粉 地 了解 朋 在 不 同情 况 下奥氏 体 的稳 定化 作 用 ， 进 行 一 了列测 定 在 从以 上 的不 同温 度 一 下 ， 等温停留 一 定 时 简 分碳 后 对 遭 鸳慧璐肥亥留志乍绮￡￡ 接 冶却 淬至水 中 至 室温 时的瑰余奥氏 体 的 影响 先淬火至 护傲以 下 的不 同温 度 于 “ ， 以 获得不 同 的玛氏 体含量 ， 再升高 至 一定温 度下 触 “ 等温停留一 定时 简 分 孩 后 ， 对遭接冶却至 室温 时夔余奥氏 体量 的 影响 先 淬火至 点以 一 卜的一定温 度 “ ， 秒 ， 使 具有 一 定量 的禺氏 体 ， 再升高 至不 同温 度进 行等温停留 一定 时 简 分撞 后 对 空冷至 室温 时建余奥氏 体量 的影响 在 俨 及 “ 等温停留 以 及先 淬 火至 点以 一「的一 定温 度 。 秒镜 ， 使具有 一 定量 的踢氏 体 ， 再升高至 上述温 度等 温停留时奥氏 体稳 定化 的动 力学 曲腺 和 残余奥氏 体量与 工件 变 形 量 的 关 系 〔社〕 龙测 定共相 应 的硬 度值 。 入 丫 、 ，、 记， 火 温度 圆 ‘ 铜在 点以 上各温度保温 后水淬对 室温 残余 奥厌体 量的影响 口 口尸声 ， 尸洲一 洲一 洲洲了 ’卜 一一 尸 · 、嘱脚︸醒春谬夕将奔夕 因 剔具有不 同 焉氏 体量 不 同 冷却温 度 对 室温 残余 奥氏 体的影 响 ， 。 加 热 。 让 宾 了 切合 窗 除情况 ， 以 。 毫米铣 牙 练 雄 有 效厚 度 凡 毫 米 规 不 同 熟皮 哥 工 彗 ， 搜得 不 同 的 箭径涨 大 量 再 以 徽 性认裸 中 毫 米 分 别 侧 得 相 履的磁 通针指 针 的 偏搏 数 ， 作 成 圈 。 由 资拭 橄 和 工 件 阴 直 径 不 同 ， 其 冷却 速 度 不 同 ， 但 固 能 定 性 地 表示 出 雨 者 的 阴 像

是 N 是 品 举应姆单至 2 e i 游病连起关盖

一 一 。 戴弄 。易 卜 恻明举禅区祷食恻密帐纵戳明亲盆长田洲 卜 介妈 。 鱿蟾侧仲霜长困咧冈衅燕出。 。迩明巷 卜 ‘ 、 、 、 、 、 叹 ‘ 、 一 口 尸 尸 卜 洲 洲 一 均 困 澎 泰 峰 誉 喇 聋 卜 族具 。臼 卜 鲜瞬密夺明喇溜盆咨田长 明剑洲禅禽李反玲 卜 蛇仲侧纂妈长出酬衅洲画卜 ︸︵令明题盆麟 尸 门 、 尸 ， 广一 门 目 ， 户氏 、 广 门 一 别尸 、 一闪 一扮 月 一一一 乙 之 火 又了 一 州 训日 了 区 ， 一 ， 一 川 不厂 ‘ ， 一 ， ‘ 产一 】 一十 誉 — 三 邑是三三 二 二 广 产 】 ， — ， 一 一 二洲二 广 耳 工 ， 汀训 尹 汀了 习 ， 」 岁二 川 ， 一 不 训 声 ， 夕厂 乃产 乡夕 尸 俨 套 言 李 髯 喇 夏