钢的淬透性
出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《热加工手册》第1052页（2932字）
15．1．6．1 钢的淬透性概念
淬透性是钢的一种热处理工艺性能．它表示钢在淬火时能得到淬硬层深度，即表示钢接受淬火的能力．或者换言之，钢的淬透性是指钢材被淬透的能力．在同样条件下淬火，淬硬层越深，淬透性越好；反之，淬硬层越保淬透性越差．
钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性，或者说取决于钢的临界冷却速度，即C曲线越向右移，钢的淬透性越好．
15．1．6．2 淬透性与淬硬性(可硬性)
这是两个不同的概念．淬硬性是淬火成马氏体后得到的最高硬度，主要取决于含碳量，与合金元素含量关系不大；淬透性是指淬成马氏体的深度，除含碳量外，还受合金元素和其他因素(如晶粒度)的影响．例如，淬透性好的钢，它的淬硬性不一定高．低碳合金钢的淬透性相当好，但它的淬硬性却不高；高碳钢的淬硬性高，但它的淬透性差．
此外，必须把钢的淬透性与具体淬火条件下具体工件的淬透层深度区别开来．在同样奥氏体化条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但不能说同一种钢水淬比油淬淬透性大．同一种钢材制的零件，如果尺寸、形状不同，可能具体零件的淬透层深度在油中的反而比在水中的更大．因此，谈具体淬透层深度时，必须考虑零件的形状、尺寸和冷却介质等的影响．
15．1．6．3 淬透性的评定
1．断口评定法
断口评定法是目前世界上应用最广泛的淬透性试验方法．它是将欲测淬透性的钢按规定尺寸制成标准试样．淬火后从中间横向打断，将断口与淬透性评级图(见图15-7)进行比较评级．我国的国家标准GB227—63规定，用这种方法测定碳素工具钢的淬透性．试样尺寸为20mm×20mm×100mm，一面有V形缺口；或者尺寸为Ф22mm×100mm，带环形缺口，缺口深度为3～5mm．淬透性共分0～V六级，0级淬透性最校V级淬透性最大．在断口上，淬透层呈细瓷状断口，未淬透的软心则为粗糙．的韧性断口．
图15-7 碳素工具钢淬透性评级图(GB227—63)
2．末端淬火法
将欲测淬透性的钢按规定尺寸制成标准的试样，其尺寸为Ф25mm×100mm，按规定的奥氏体化条件加热后，放在末端淬火试验机上由下端喷水冷却，如图15-8所示．这样下端冷得快，越往上冷得越慢，因此沿试样长度方向便形成各种冷速下的组织和性能．
图15-8 末端淬火法示意图
(a)淬火装置；(b)淬透性曲线
冷却之后，沿试样纵向两侧各磨去0．4mm，获得互相平行的两个平面，以便测量硬度．再从水冷端1．5mm处开始逐点测定硬度，给出硬度与水冷端距离的关系曲线，称为“端淬曲线”，如图15-9所示．
每种钢的成分有一定的波动范围，因此淬透性曲线也在一定范围内波动图15-10给出几种常用钢的端淬曲线．
在端淬曲线上有两个特殊点：一个是距端面1．5mm处，其硬度值最高，可代表钢的淬硬性；另一个是曲线拐点处，其硬度与半马氏体组织的临界硬度大致相同．
淬透性曲线愈平坦，表示钢的淬透性愈好．
图15-9 端淬曲线与连续冷却C曲线的关系
根据GB225—63规定，钢的淬透性用钢材淬透性值
表示．其中J表示末端淬透性，d表示距末端的距离，HRC表示该处的硬度值．例如：某钢材的淬透性值为
，这就表示距末端5mm处硬度平均为HRC60．此法是1938年Jominy最先提出的，故又称为Jominy法．
图15-10 几种常用钢的端淬曲线
3．临界淬透直径法
这种方法在生产中也常用．它是指用圆柱形试样在某种淬火介质中淬火时，其心部能淬透的最大直径(或心部刚好为半马氏体组织的最大圆柱形直径)，用D0表示．显然，在相同冷却条件下，D0越大，则钢的淬透性也越大．这种方法很直观．表15-9为常用钢临界淬透直径．
表15-9 常用钢临界淬透直径
15．1．6．4 影响淬透性及淬透层深度的因素影响淬透性的因素有：
(1)奥化体的化学成分．碳含量越接近共析成分，淬透性越大，其逆亦真．溶入奥氏体的合金元素，除钛、锆和钻外，都提高钢的淬透性．微量硼(质量分数为0．001%～0．003%)能显着提高钢的淬透性．
(2)奥氏体化条件．奥氏化温度越高、保温时间越长，由于奥氏体晶粒大、成分均匀、各种碳化物溶解彻底，使过冷奥氏体稳定，淬火临界速度校故钢的淬透性增大．值得注意的是，晶粒粗大并不适宜，因为它会导致韧性及塑性的降低，开裂倾向变大．
总之，钢的淬透性由钢的化学成分及奥氏体化条件决定．
影响具体工件淬透层深度的因素有：
(1)钢的淬透性越大，工件的淬透层深度也越大．
(2)淬火介质的冷却能力越大，工件的淬透层深度也越大．
(3)工件的体积越大，则淬透层深度越校此称为质量效应．
(4)工件的形状指数(V／S)．在工件体积相同的情况下，表面积越大，冷却越快，淬透层越深．
(5)工件表面清洁状况．工件表面若附有污物、锈班、塑料，会影响覆盖处的冷却速度，使该处淬硬层浅，甚至淬不硬，形成软点．