ASTM(A255-02)钢的淬透性试验方法

钢淬透性的标准试验方法ASTM（A255-02）

1.范围

1.1本规范包括钢淬透性试验方法的描述。这两种试验方法包括端淬或Jominy试验或根据化学成分计算钢的淬透性。

1.2 由已知钢种选择决定淬透性的方法由供货方和客户共同决定。材料检测报告应注明所用的淬透性试验方法。

1.3这些试验方法中所采用的计算方法仅适用于具有以下化学成分范围的钢：

元素范围，%

碳0.10-0.70

锰0.50-1.65

硅0.15-0.60

铬最大1.35

镍最大1.50

钼最大0.55

1.4淬透性是测量钢在奥氏体转变点淬火深度的一种方法，见表1。它是一种定量的描述方法，测量试样具有标准尺寸和形状，用标准淬火方法进行淬火得到淬火的深度或宽度。在端淬试验中，淬火深度是从淬火端部到某硬度值的距离。

表1 正火和奥氏体转变温度A

钢种要求的最大碳含量（%）正火温度（℃）奥氏体温度（℃）1000，1300，1500 ≤0.25 925 925

3100，4000，4100 0.26-0.36 900 870

4300，4400，4500

4600，4700，5000

5100，6100B，8100

8600，8700，8800

9400，9700，9800

≥0.37 870 845

2300，2500，3300 ≤0.25 925 845

4800，9300

0.26-0.36 900 815

≥0.37 870 800

9200 ≥0.5 900 870

A 在此表格中温度变化在±6℃以内是允许的。

B 对于6100钢来说正火和奥氏体化温度要比此表中高30℃。

1.5淬透性值的单位应以英寸-磅为标准单位，国标单位仅供参考。

1.6本规范没有安全方面的条款，如果有，应根据应用条件而定。本规范的使用者应制定安全和健康条例并保证其适用性。

2.参考文献

2.1ASTM标准

E018 金属材料洛氏硬度和表面洛氏硬度试验标准

E112 平均晶粒尺寸的检验方法

端淬或JOMINY试验

3.说明

3.1本试验包括用端淬或Jominy试验方法来测定钢淬透性的试验程序。试验包括水淬圆柱形试样（直径25.4mm）的一端，测量淬火转变处到淬火端部的距离。

4.仪器设备

4.1试样支架-试样的支架应保证试样垂直，试样的末端至喷水口的距离为12.7mm，标准试样（直径为2

5.4mm）的合适的支架见图1。

注1-其它尺寸和形状的合适的支架见图X1.1。

4.2水淬设备-垂直水柱的高度控制在63.5mm，喷水口直径为12.7mm。水温应符合6.3的要求，设备应具有小的抽水机和控制阀，应有快速开关阀来控制供水量。

5.试样

5.1锻件-端淬试样应为轧制或锻造坯料，应能代表整个产品的横截面。如果供货方和客户协商同意，端淬试样应在锻造、轧制产品或铸造坯料给定的位置取样。试样直径为25.4mm，长度为101.6mm，在端淬时垂直悬挂。优先选择的样品和可供选择样品的尺寸见图2和图3。试样应从按照

6.1进行正火的棒料机加工得到，试样尺寸应去除机加工余量后，其尺寸进行四舍五入为25.4mm。试样要进行水淬的端面要光滑，最好经过磨制。如果双方同意，可以不用正火。试样以前的热历史要进行记录。

5.2铸造试样-铸造端淬试样可用来进行不含硼钢的试验，不可以用来进行含硼钢的试验，这样会导致错误的结果。可以用石墨或金属模具来制造直径为25.4mm，长度大于101.6mm的样品，然后加工成标准试样尺寸。模具也可以是直径为31.8mm，然后加工成最终尺寸。铸造试样不需要正火。

6.试验程序

6.1正火-锻件应进行正火以保证适当的淬火特性。试样应在表1规定的温度下保温1h，进行空冷。正火试样进行回火以提高机加工性能是允许的。

6.2加热-把试样放进炉子里按照指定的奥氏体化温度（见表1）加热，保温30min。在产品测试中，如果轻微超时，达到35min不会影响结果。在气氛中加热试样是非常重要的，这样不会产生氧化皮，脱碳量最低。可以把试样垂直放在铺有生铁屑的容器内，试样的底端面接触到铁屑。

6.2.1其它的方法包括把试样放进石墨块的孔（具有一定尺寸）里或把试样放进垂直的管子里放在平坦的地方。耐热金属应有一块突出的位置便于夹持。在管子底部放一块石墨或碳，或一层含碳的材料，如木炭以防止氧化。

6.2.2对于特殊的夹具和炉子，可以在样品的顶部沿轴向砖一个洞来测定加热试样达到奥氏体转变温度的时间。对于每个固定的夹具和炉子，定期进行这个操作，比如一月进行一次。

6.3淬火-在放入试样前，调整水淬设备以使水柱可以达到63.5mm，喷水口直径为12.7mm。试样的支架在每次试验前应烘干。把加热后的试样放在支架上，试样底部距喷水口12.7mm，打开快速开关阀进行喷水。试样自炉内取出至水淬开始的时间不得超过5s。水流的温度在5-30℃，水淬的时间应大于10min。水淬时试样应处在静止的空气中，如果试样从夹具上移开时还没有冷却，应直接淬水。

6.4硬度测量-淬火后将试样圆柱表面相对180o的两边各磨去0.38mm的深度，沿着试棒长度方向测硬度，磨的深度会影响重现性结果，同时结果还跟试棒的冷速有关。

6.4.1圆柱两平面必须细心制备，两面互相平行，在磨制过程中没有淬火组织的转变。建议切割时用力要轻，在粗糙的、软的砂轮机上磨制来避免加热试样。为了鉴别磨面是否已被回火，应采用以下的腐蚀溶液进行腐蚀：

注3 -No1 5%（浓的）的硝酸（体积）和95%的水（体积）的溶液

注4 -No2 50%（浓的）的盐酸（体积）和50%的水（体积）的溶液

在热水中清洗试样，在1号溶液中腐蚀直到发黑，在2号溶液中腐蚀3秒，在热水中清洗，在空气中吹干。

6.4.1.1亮的和黑的区域表明在磨的过程中硬度和组织发生了变化。如果由于磨制

而产生的变化很明显，试样就需要重新磨制。

6.4.2在进行硬度测试的时候，试验试样的一个平面放在硬度计工作台上。在加载时不允许有垂直方向的移动。工作台须保证试样每次移动1.6mm。在V形工作台上放置试样是不允许的。

6.4.2.1洛氏硬度计应根据标准检测样块定期进行检验。建议把试块放在试样和压头之间，同时对压头和试样进行检查。关于试块的使用和表面状态，分别参考检测方法E18中的4.7和5.2。

6.4.3练习在试样的淬火端部进行压头的定位和确定压痕之间的准确的距离。低功率测量显微镜可以用来测量从淬火端部到第一个压痕中心的距离，并能检测两个压痕中心的距离。如果细心操作并且有合适的夹具，可以在距淬火端部1.6±0.10mm处确定第一个压痕中心的位置。距离的变化可以更小。相对于测量高淬透性钢来说，测量低淬透性钢时对压头进行精确定位更加重要。压头的定位应频繁进行检查以保证满足测量精度要求。如果缺少重现性或由于实验室不同，压头距离应立即测量。

6.4.4在第一个25.4mm之内，每隔1.6mm测量一次硬度，以后测量18/16，20/16，22/16，24/16，28/16，32/16处的硬度，硬度值低于20HRC的不作记录因为它是不准确的。当以测试过硬度的磨制面作为测量硬度的支撑面时，其测试的压痕应磨平。

6.4.4.1硬度读数应分别在成180o的两平面上获得。在两平面上进行测量能帮助发现在样品制备和硬度测量上的错误。如果在任意位置两相反面硬度相差4HRC，应在与原来成90o的平面进行检测，如果重新测试后两面硬度差也超过4HRC，则要在新的试样上重新试验。

7.画出试验结果

7.1试验结果应画在标准的专用淬透性图表中。纵坐标代表HRC值，横坐标代表硬度压痕至淬火端面的距离（mm）。按两个或多个平面上测得的硬度平均值和其对应的距淬火末端的距离绘制淬透性曲线。标准ASTM淬透性曲线图和典型的淬透性曲线见图4。

8.淬透性指标

8.1钢的淬透性指标可以用指定的Jominy（“J”）距离时的HRC值或其范围来表

示。J4/16in.（6.4mm）=47HRCmin，J7/16in.（11.1mm）=50HRCmax，J5/16in.（7.9mm）=38-49HRC。

9.报告

9.1以下信息可以记录在ASTM淬透性图表中。

9.1.1试样以前的热历史，包括正火和奥氏体化温度。

9.1.2化学成分

9.1.3ASTM晶粒尺寸由试验方法E112测定，除非另有规定。

9.1.4如果采用附录X1中的试样，应在标准淬透性图表中注明。

淬透性的计算

10.说明

10.1淬透性计算方法是在MAGrossman最初工作和碳元素以及硼元素同碳、合金含量的关系进行优化，并提高精确度的这些基础上的一个关于钢的化学成分的临界淬火直径。这些精确数字是通过含硼和无硼的1500、4100、5000、8600系列的热处理无数次分析得出的成分含量范围和临界直径的数据见表2—5。（译者按：1500含锰稍高的碳结构钢）。实验方法和技巧应用的正确性促进了实验资料的汇总。本计算方法同其它方法比较，或钢的成分不同于上述的类别时，用户应参照其它有关计算淬透性的文章。

10.2表2—18用于化学成分的临界直径来确定淬透性，类别见10.1淬透性结果写出报告，报告第一个16mm之内，前10个每隔1.6mm测量的硬度，然后是12/16，14/16，16/16，18/16，20/16，22/16，24/16，28/16，32/16处的硬度。

注解5——淬透性使用计算方法的测试报告不同于6.4.4所说的程序。

10.3无硼钢临界淬火直径的计算——计算依靠材料每个合金元素的淬透性系数，

得出一个直径。（直径的递增系数的使用单位为英寸——磅，换算公制毫米请查表）硫磷两元素的作用不考虑，因为它们有相互抵消的倾向。自从大多数钢材所具有的淬透性是用电弧熔炼到细晶粒状态证明可以满足此晶粒尺寸，（实际证明电弧熔炼钢热处理后细晶粒百分比高）奥氏体晶粒度采用7号。例如SAE4118改良钢，根据以下化学成分来计算临界淬火直径。

那么：D1=0.119×3.667×1.126×1.036×1.929×1.75×1.04=1.79英寸=45.5mm 10.4含硼钢的临界直径计算——确定钢的有效生产工艺，硼系数（表示硼元素增加淬透性所起的作用）与碳和合金元素含量的关系是反比关系，碳和合金元素含量越高，硼系数越低。

10.4.1实际硼系数用以下关系式来表示：

B.F.（硼系数）=测量DI（Joming数据和碳含量）/计算DI（除去硼以外的成分）

10.4.2例如实际一个SAE15B30改良钢硼系数的确定：

成分% C Mn Si Ni Cr Mo B 计算DI（除去硼）

0.29 1.25 0.20 0.13 0.07 0.03 0.0015 1.24英寸

顶端淬火实验结果英寸

“J”成分（1/8英寸）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 硬度HRC 50 50 49 48 47 45 41 38 33 28 25 22 20 10.4.3使用表7，由顶端淬火实际碳浓度产生50%马氏体之处为标准。例如：含C0.29，HRC37位于顶端淬火1/2英寸处。（附加要求）

10.4.4按表8（英寸），“J”距离1/2英寸，等同于2.97英寸的测量DI

硼系数=2.97英寸/1.24英寸=2.4硼系数（2）

10.4.5含硼的DI（临界直径）的计算（DI B）。

10.4.5.1无硼DI的计算，例如在10.4.4中，DI是1.24英寸。

10.4.5.2合金系数的计算（所有递增系数见表6，除碳以外），例如在10.4.4：

合金系数=计算DI（无硼）/碳递增系数=1.24英寸/0.157英寸=8 （3）10.4.5.3碳的递增系数查表10。例如：0.29%碳，合金系数为8，硼的递增系数2.36（附加要求）。

10.4.6碳的DI计算如下：

DI B=DI（无硼）×碳系数

DI B=1.24英寸×2.36

DI B=2.93英寸

10.5由成分决定的淬透性曲线——预算DI（DI B为硼钢）通过以下程序能够估计出，顶端淬火淬透性曲线

10.5.1最初硬度（IH）J=1/16英寸位置是含碳量的作用，在淬透性上的作用是独立的选于表7。例如：无硼SAE4118改良钢，含碳0.22%，最初硬度为45HRC。

10.5.2沿顶端淬火试样的其他位置的硬度（定义为距离硬度）在表2（英寸）中根据最初硬度决定合适的系数，或者无硼钢根据表3（mm）或碳钢根据表4（英寸）或表5（mm）

10.6例如：无硼钢淬火后初始硬度45HRC，计算DI为1.79英寸。个别顶端淬火硬度位置能在表2（英寸）中无硼钢按45硬度确定合适的系数。DI应在0.1英寸处环绕一周。

10.7表2—6等式——等式表示表2—6的最小范围的多节数据列于表7—18。由于多项式特点，使用等式绘制曲线会导致随机产生转折点，无论如何这些等式是次要的，应忽略。

11.关键词

11.1顶端淬火淬透性；淬透性

钢材交货状态分类

钢：含碳量在0.04%-2.3%之间（也有资料称0.03%-1.2%）的铁碳合金称为钢。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。 1）硫：硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe 形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。 2）磷：磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢： P＜0.025%；优质钢： P＜0.04%；普通钢：P＜0.085%。 3）锰：锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。锰具有很好的脱氧能力，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。因此，锰在钢中是一种有益元素。一般认为，钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%～1.2%。 4）硅：硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去，因此硅是一种有益的元素。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。镇静钢中的含硅量通常在0.1%～0.37%，沸腾钢中只含有0.03%～0.07%。由于钢中硅含量一般不超过0.5%，对钢性能影响不大。 1）冷轧薄钢板：碳：碳含量增加会使拉延能力变坏，因此绝大部分钢板都采用低碳钢。锰：锰的影响和碳相似，但适当的含量可以减轻硫的不良作用。磷、硅：磷和硅溶于铁素体引起强化并略影响塑性，降低拉延性能。 2）热轧钢板：选用冲压用热轧钢板时，既要考虑强度要求，也要考虑冲压性能。 碳：碳是对热轧钢板冲压性能影响最大的元素。对于冲压用的热轧钢板，一般不宜以增加碳的办法来提高强度，应采用添加合金元素来提高钢的强度。 硫：硫在钢中形成硫化物夹杂，在轧制中拉长，分割金属基体降低塑性，影响冲压性能。

结构钢的淬透性曲线测定

结构钢的淬透性曲线测定（3学时） 一、实验目的 1、学会用末端淬火法测定钢的淬透性曲线。 2、学会确定钢的“临界淬透直径”的方法。 二、实验内容： 1、概述： 钢的淬透性是指钢在淬火时所能得到的淬硬层深度大小的能力，淬硬层是指有钢的表面至半马氏体区的深度。它决定了钢淬火后，从表面到心部硬度的分布情况。它是钢的一种热处理工艺性能，它已成为机械设计时合理的选择钢材和生产上正确制定热处理工艺的主要依据之一。 半马氏体区的深度取决于钢的含碳量，图5—1为不同含碳量的碳钢的半马氏体的硬度。由图可知半马氏体区的深度随含碳量的增加而有规律性的提高。 按国家标准规定淬透性的测定方法有以下两种： 1）、碳素工具钢淬透性试验法（GB227—63）；按断口状态评定淬透性的一种方法 2）、结构钢末端淬透性试验法（GB225—63）。适用于碳素及一般合金结构钢。 本实验为结构钢末端淬透性试验。 图5—1 图5—2 图5—3 （1）、碳素工具钢淬透性试验法（GB227—63）；按断口状态评定淬透性的一种方法，（2）、结构钢末端淬透性试验法（GB225—63）。适用于碳素及一般合金结构钢。 本实验为结构钢末端淬透性试验。 2、末端淬透性实验法： 末端淬透性试验通常用于测定碳素结构钢及一般合金结构钢的淬透性供实验用的试样，在标准中已作了规定，其尺寸与加工精度如 图5—2所示： 试样放在控温准确的电炉中加热，淬火加热温度应与该钢种标准技术条件中规定的淬火温度为准，保温时间为30分钟。加热试样自炉内取出至水淬开始时间不得超过5秒钟淬火时试样应放在特殊支架上冷却，如图5—3所示。试样支架必须保证在淬火过程水柱垂直向上喷射在试样末中心部位，试样顶端至喷水口距离为12.5毫米，喷水口直径为12.5毫米，在淬火过程中注意不能让水溅到试样侧面。为了保证冷却条件一致，必须事先调整好水柱的自由高度65±10毫米，支架上有水应事先擦干，淬火过程中水压要稳定，水淬时间不得少于10分钟。 淬火后的试样沿圆柱表面纵向相对的两边磨去0.3—0.5毫米的深度，以获得相互平行的两个面，便于测定硬度。在磨制过程中要进行冷却，以免试样回火影响硬度测量。进行硬

钢的淬透性曲线的测定

钢的淬透性曲线的测定 一、实验目的与要求 1．建立淬透性的概念，熟悉测定结构钢淬透性的方法。 2．了解淬透性及淬透性曲线在热处理工艺上的一些应用。 二、实验设备及材料 1. 设备：箱式电阻加热炉；端淬装置。 2. 材料：45钢和40Cr钢制成的标准端淬试样若干个。 三、实验原理 所谓钢的淬透性，是指钢在淬火时获得马氏体的能力。它是钢材本身固有的一个属性。 淬透性的大小是用淬透层深度来表示的。从理论上讲，淬透性应以全部马氏体（或含少量残余奥氏体)组织的深度来定。但实际土，要用测硬度的办法来确定这一深度很困难。因为当马氏体组织中含有少量非马氏体组织时，在硬度值上并无明显变化。只有当钢中含有50％马氏体组织时，硬度才会发生明显变化，且在宏观腐蚀时，此区域又是白亮层与未硬化区的分界，容易确认。因此，在实践中人为地把工件表面到半马氏体组织的深度作为淬透层深度。半马氏体组织的硬度主要取决于钢的含碳量。图1-3表明了含碳量与半马氏体组织硬度的关系。 钢的淬透性的大小对其热处理后的机械性能有很大的影响，对合理选材及正确制定热处理工艺都是十分重要的。 影响钢的淬透性的因素很多，如钢的化学成分、奥氏体化温度及钢的原始组织等。 应当指出，钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念。淬硬性是指钢淬火后获得马氏体的最大硬度值，与钢的含碳量有关，含磷量高，淬硬性相应就好。 四、实验内容及步骤 一）内容：45钢末端淬透性实验。 试样按GB225-63中规定了试样的形状和尺寸 （见图3-1）。

图3-1 端淬试验原理图 二）步骤： 1. 将试样按热处理工艺规范进行加热并保温后，迅速从炉中取出，放在顶端淬火器上（见图2-1）。同时打开喷水阀门进行喷水，喷水时间不应少于10分钟，水温应保持在10—30℃，自由水柱高度以65mm 为准 2. 淬火后将试样圆柱表面相对称的两侧各磨去0.4mm 的深度，以得到两个相互平行的平面。磨制过程中要进行冷却，以免试样产生回火而影响硬度的测量。 3. 用洛氏硬度计从试样末端起每隔1.5mm 测其硬度值。当硬度值下降趋于平稳时，可每隔3mm 测量一次。一般约测到40—50mm 处 4. 根据实验测得的数据，绘制硬度值（纵坐标）与水冷端距离（横坐标） 曲线，即钢的淬透性曲线，如图3-2所示。由于材料的化学成分有一定的波动，硬度值也在一定范围内变化，因此淬透性曲线通常为淬透性带。 至水冷端距离：mm 含碳量：％ 图3-2 淬透性曲线 图 3-3 含碳量与半马氏体硬度的关系 钢的淬透性以“d HRC J ”表示。其中J 表示末端淬透性试验，d 表示距试样末端的距离，HRC 是指在距离d 处所测得的硬度值（即指该钢的半马氏体硬度)。末端淬火实验测得的淬透性曲线并不能直接用来确定钢的临界直径。而临界直径又是衡量钢的淬透性的重要标准。为此，还需借助其它图表进行换算。 5. 根据实验测得的d 值，再利用图3-4，查出钢的实际淬火临界直径D 临。 图3-4是圆棒700oC 时，在水中和油中淬火时，其截面不同位置与端淬距离的关系图。

钢的淬透性测定

实验一：钢的淬透性测定 实验学时：3 实验类型：综合性实验 实验要求：必修 一、实验目的 （一）掌握钢的淬透性的实验方法，重点末端淬火法。 （二）了解化学成分、奥氏体化温度及晶粒度对钢的淬透性的影响。 二、实验内容、实验原理、方法和手段 （一）淬透性的概念及其影响因素 在实际生产中，零件一般通过淬火得到马氏体，以提高机械性能。钢的淬透性是指钢经奥氏体化后在一定冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力。常用淬透性曲线、淬硬层深度或临界淬透直径来表示。淬透性与淬硬性不同，它是淬硬层深度的尺度而不是获得的最大的硬度值。它决定淬火后从表面到心部硬度分布的情况。一般规定“由钢的表面至内部马氏体占50％（其余的50％为珠光体类型组织）的组织处的距离”为淬硬层深度。淬硬层越深，就表明该钢的淬透性越好。如果淬硬层尝试达到心部，则表明该钢全部淬透。 影响淬透性的因素很多，最主要的是钢的化学成分，其次为奥氏体化温度、晶粒度等等。钢的淬透性与过冷奥氏体稳定性有密切的关系。当奥氏体向珠光体转变的速度越慢，也就是等温转变开始曲线越向右移，钢的淬透性越大，反之就越小，可见影响淬透性的因素与影响奥氏体等温转变的因素是相同的。 溶入奥氏体的大多数合金元素除Co以外，都增加过冷奥氏体的稳定性，使曲线右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性。 钢中含碳量对临界冷却速度的影响为：亚共析钢随含碳量的增加，临界冷却速度降低，淬透性增加；过共析钢随含碳量的增加，临界冷却速度增高，淬透性下降。含碳量超过1.2％～1.3％时，淬透性明显降低。 （二）淬透性的测定方法 淬透性的测定可以大致分为计算法和实验法两类。目前使用的方法还是实验法，它主要是通过测定标准试样来评价钢的淬透性。具体的试验方法有多种，现将其中通常采用的四种方法概述如下。

中国(GB)金属材料牌号表示方法

中国（GB）金属材料牌号表示方法简介 1 中国（GB）钢铁牌号表示方法简介 1.1 国际（GB）钢铁产品牌号表示方法概述 钢铁产品牌号表示方法，我国现有两个推荐性国家标准，即GB/T221—2000《钢铁产品牌号表示方法》和GB/T17616—1998《钢铁及合金统一数字代号体系》。前者仍采用汉语拼音、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的原则命名钢铁牌号，后者要求凡列入国家标准和行业标准的钢铁产品，应同时列入产品牌号和统一数字代号，相互对照并列使用。 1)标准中常用化学元素符号见表1-1。 表1-1 常用化学元素符号 元素名称化学元素符号元素名称化学元素符号 铁Fe 铋Bi 锰Mn 铯Cs 铬Cr 钡Ba 镍Ni 镧La 钴Co 铈Ce 铜Cu 钐Sm 钨W 锕Ac 钼Mo 硼 B 钒V 碳 C 钛Ti 硅Si 铝Al 硒Se 铌Nb 碲Te 钽Ta 砷As 锂Li 硫S 铍Be 磷P 镁Mg 氮N 钙Ca 氧O 锆Zr 氢H 锡Sn 混合稀土RE 铅Pb 2）非合金钢、低合金钢和合金钢元素规定含量界限值（摘自GB/G/T13304-1991）见表1-2。 表1-2 合金元素规定含量界限值 合金元素规定含量界限值（质量分数）（％） 序号合金元素 非合金钢＜低合金钢合金钢≥ 1 Al 0.10 －0.10 2 B 0.0005 －0.0005 3 Bi 0.10 －0.10 4 Cr 0.30 0.30～＜0.50 0.50 5 Co 0.10 －0.10 6 Cu 0.10 0.10～＜0.50 0.50 7 Mn 1.00 1.00～＜1.40 1.40

8 Mo 0.05 0.05～＜0.10 0.10 9 Ni 0．30 0．30~＜0.50 0.50 10 Nb 0．02 0.02~＜0.06 0.60 11 Pb 0.04 - 0.40 12 Se 0.10 - 0.10 13 Si 0.50 0.50~＜0.90 0.90 14 Te 0.10 - 0.10 15 Ti 0.05 0.05~＜0.13 0.13 16 W 0.10 - 0.10 17 V 0.04 0.04~＜0.12 0.12 18 Zr 0.02 0.05~＜0.12 0.12 19 La系（每种元素）0.02 .05~＜0.12 0.05 20 其他规定元素（P、S、C、N）0.05 - 0.05 注：https://www.wendangku.net/doc/f9780823.html,系元素含量，也可为混合稀土含量总量。 2.当Cr、Cu、Mo、Ni（Nb、Ti、V、Zr）四种元素，其中有两种、三种或四种元素同时被定在钢中时，对于低 合金钢，应同时考虑这些元素中每种元素的规定含量，所有这些元素的规定含量总和，应不大于规定两种、三种或四 种元素周期律中每种最高界限值总和的70%。如果这些元素的规定含量总和大于规定元素中每种元素最高界限值总和 的70%，即使这些元素每种元素规定量低于规定的最高界限值，也应划入合金钢。牌号采用的汉字及汉语拼音符号 见表1-3 表1-3 牌号采用的汉字及汉语拼音符号 采用的汉字及汉语拼音 采用符号字体位置 名称 汉字汉语拼音 碳素结构钢屈QU Q 大写牌号头 低合金高强度钢屈QU Q 大写牌号头 铆螺钢铆螺MAOLUO ML 大写牌号头 保证淬透性钢- - H 大写牌号尾 易切削钢易YI Y 大写牌号头 耐候钢耐NAI HOU NH 大写牌号尾 焊接用钢焊HAN H 大写牌号头 碳素工具钢碳TAN T 大写牌号头 (滚珠)轴承钢滚GUN G 大写牌号头 - -- -A 大写牌号尾 - - B 大写牌号尾 质量等级① - - C 大写牌号尾 - - D 大写牌号尾 - - E 大写牌号尾 铸钢铸钢ZHU GANG ZG 大写牌号头 灰铸钢灰铁HUI TIN HT 大写牌号头 球墨铁球铁QTU TIN QT 大写牌号头 可锻铸铁可铁KE TIN KT 大写牌号头 耐热铸铁热铁RE TIN RT 大写牌号头 耐磨铸铁磨铁MO TIN MT 大写牌号头

钢的淬透性影响因素

钢材的淬透性是指钢在一定条件下淬火时获得淬透层（马氏体层）深度的能力，主要与钢的过冷奥氏体稳定性和钢的临界冷却速度有关。 钢淬透性的影响因素 1.化学成分的组成：首先从元素来看，提高淬透性的元素有C、MN、P、SI、NI、CR、MO、B、CU、SN、AS、SB、BE、N；而降低淬透性的元素有S、V、TI、CO、NB、TA、W、TE、ER、S E；对淬透性影响不大的元素有（AI）。而这其中，尤以C元素影响最大，它有一个临界点，当碳含量大于百分之1.2的时候，钢材的冷却速度就升高，C曲线左移，淬透性也就发生下降。当碳含量小鱼百分之1.2的时候，随着钢中碳浓度的升高，其冷却速度也显著降低，那么C曲线也就发生右移，钢的淬透性也就增大了。 2.热处理过程中冷却介质的冷却特性和冷却速度：在热处理过程中，冷却速度的快与慢大大影响着钢的淬透性能的高低。简单来说，冷却速度快的，淬透性就提高，冷却速度慢的，淬透性就降低。我们常用的45钢就是一个很好的例子，在水中冷却时，可淬透11一20毫米，在油中冷却时，可淬透3．5―9．5毫米，这其中就是因为介质的不同导致其冷却速度的差异。 3.零件的加工尺寸大小：钢材产品尺寸的大小也在一定程度上影响着钢的淬透性的高低。 钢淬透性对变形量的淬裂性影响的大小 钢的淬透性对对变形的影响比较小而对于淬裂则影响非常大。 淬透性与淬硬性的区别 首先我们先来看下两个名词的定义。淬透性上面已经提到过了，而淬硬性又叫可硬性，是指钢在正常淬火条件下，以超过临界淬火速度冷却所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度。它主要与钢的含碳量有关。更确切地说，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。其中，淬透性取决于其本身的内在因素（如化学成分、纯净度、晶粒度、组织均匀性等），而与外部因素无关；而钢的淬硬层厚度除取决于淬透性外，还与所采用的淬冷介质，工件尺寸、形貌、质量效应等外部因素有关。 影响钢的淬硬性的主要因素是; 1.钢的含碳量; 2.钢中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.

钢的淬透性的测定

端淬试验机测定钢淬透性的方法 一、试验要求 1.了解测定淬透性的一般方法； 2.熟悉并利用端淬试验法测定钢的淬透性； 3.建立淬透性的概念及对热处理工艺的作用。 二、试验原理 钢的淬透性是表示钢获得马氏体的能力，是钢本身所固有的属性。 淬透性与淬硬性是两个概念，淬硬性是钢的表面由于马氏体转变所能得到最大硬度，它与钢的含碳量有关。 在生产实践中人们通常把工件表面到半马氏体组织区域的深度作为淬透层深度。钢的淬透性与淬火临界冷却速度有着密切的关系，而淬火临界冷却速度的大小又取决于钢的过冷奥氏体的稳定性，因此，凡是影响过冷奥氏体稳定性的诸因素，都会影响钢的淬透性。 淬透性的大小对钢材热处理的机械性能有很大的影响。如果工件被淬透了，则表里的组织和性能均匀一致，能充分发挥钢的机械性能的潜力，如工件未淬透，则表面的组织和性能存在差异，经回火后的屈服强度和冲击韧性较低。造成这种差别的重要原因在于：在淬火时，中心未淬透部分形成了非马氏体组织，回火后仍保持其片状组织特性；而在表面获得马氏体的部分，经回火后为粒状碳化物分布在铁素体基体上的混合组织，综合性能较好。 由上所述，淬透性的大小对钢材的合理选用及热处理工艺的正确制定都是十分重要的。 目前，测定钢的淬透性方法很多，常用的方法有两种： 三、淬透性的测定

1.断口法： 从淬透层和未淬透层的宏观断口观察，可以较明显的分成两部分，淬透层呈暗黑色。从硬度分布来看，因为碳钢的半马氏体区的硬度与碳含量有关（合金钢的半马氏体硬度一般比碳钢略高一些）见表1 不同含碳量半马氏体区硬度 表一 含碳量％ 半马氏体区硬度HRC 含碳量％ 半马氏体区硬度HRC 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 — 32 35 39 44 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 47 51 53 54 — 在同样尺寸同样冷却条件下，通过硬度测定，可以测出不同钢由表层至至中心的硬度分 布情况，比较它们截面上硬度分布曲线，就可以知道它们淬透层的深度及淬透性的好坏，图1为φ50毫米的40Cr 钢与40＃钢水淬后的截面硬度分布曲线。

钢材常见的交货状态

常见的钢材交货状态有热轧、控轧、正火、回火、退火、淬火、调质等 淬火：加热到相变点温度以上后，急剧冷却的工艺。提高材料的硬度，但降低韧性。 正火：加热到相变温度以上后，正常冷却（空气中）。 退火：加热到相变点温度以上后，缓慢冷却。消除淬火影响，消除应力，均匀成分。 回火：淬火后，再加热到某一温度（低于淬火温度），保温，然后冷却。均匀成分，稍降低硬度，大幅度提高韧性。 一般来说：先要退火、正火；消除原热处理影响。然后淬火，然后回火。 具体而言： 控轧即控制轧制。 也就是在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度，轧制温度，变形制度等工艺参数，控制奥氏体组织的变化规律和相变产物的组织形态，达到细化组织，提高强度和韧性的目的。 控轧式正火就是控制轧制，控制轧制温度，压下量，冷却速度，以及终轧温度等措施，使钢板的性能达到良好的强韧性配比 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。 正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。 退火annealing 将工件加热到预定温度，保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的在于：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。②软化工件以便进行切削加工。③细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能。④为最终热处理（淬火、回火）作好组织准备。常用的退火工艺有：①完全退火。用以细化中、低

淬透性测定方法(精)

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程 淬透性的测定方法 主讲教师：雷伟斌 西安航空职业技术学院

淬透性的测定方法 一、末端淬火法 简称端淬试验，是目前国内外应用最广泛的淬透性评定方法，其主要特点是方法简便、应用范围广，可用于测定碳素钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢等的淬透性。端淬试验所用试样为 25×100 mm 的圆柱形试样，将试样加热奥氏体化后放到端淬试验台上对其下端喷水冷却（图1a ）。喷水柱自由高度为65 mm ，喷水管口距试样末端为12.5 mm ，水温为10-30 C 。待试样全部冷透后，将试样沿轴线方向在相对180的 两边各磨去0.2~0.5 mm 的深度，获得两个互相平行的平面，然后从距水冷端1.5 mm 处沿轴线测定洛氏硬度值，当硬度下降缓慢时可以每隔3 mm 测一次硬度。将测定结果绘成硬度分布曲线，即钢的淬透性曲线（图1b ）。钢的淬透性以J d HRC 来表示，d 为至水冷端的距离，HRC 为在该处测定的硬度值。如J 640，表示距水冷端6 mm 处试样的硬度值为40 HRC 。由于钢中成分波动，所以每一种钢的淬透性曲线上都有一个波动范围，称为淬透性带。 钢的顶端淬火淬透性曲线并不能直接表示出可以淬透的工件直径，还 图1 端淬试验与淬透性曲线 a)试样与装置 b)淬透性曲线

需借助其他图表进行换算。 二、临界直径法 如果试样中心硬度高于（等于）半马氏体区硬度，就可以认为试样被淬透。则用上述U 曲线法评定时，总可以找到在一定的淬火介质中冷却时能够淬透（达到半马氏体区硬度）的临界直径。小于此直径时全部可以淬透，而大于此直径时就不能淬透。这个临界直径用D 0表示。相同淬火介质中的D 0值，就可以表示不同钢种的淬透性。 显然，钢种及淬火介质不同，D 0也不同。为了排除冷却条件的影响，根据传热方程的解，建立了理想临界直径D 0的概念。假设淬火介质的淬冷烈度H 为无穷大，即试样淬入冷却介质时其表面温度可立即冷却到淬火介质的温度，此时所能淬透（形成50％马氏体）的最大直径称为理想临界直径D i 。D i 取决于钢的成分，而与试样尺寸及冷却介质无关，它是反映钢淬透性的基本判据。该数值在工程应用时作为基本换算量，从而使各种淬透性评定方法之间，以及不同淬火介质中淬火后的临界直径之间建立起一定的关系。图2是理想临界直径D i 与一定淬火介质中淬火时的临界直径D 0之间的换算图表。例如，已知某种钢的理想临界直径D i 为50mm ，如换算成在油淬（淬冷烈度H ＝0.4）时的临界直径D 0，可从H ＝0.4时所对应的坐标上查出D 0为20 mm 。 1.6 2.0 i n m 4 5 0.40 0.80 H 值 10.0 5.0 2.0 1.0

金属材料交货状态术语

金属材料交货状态术语 一、热轧状态 钢材在热轧或锻造后不再对其进行专门热处理，冷却后直接交货，称为热轧或热锻状态。 热轧（锻）的中止温度一般为800-900℃，之后一般在空气中自然冷却，因而热轧（锻）状态相当于正火处理。所不同的是因为热轧（锻）中止温度有高有低，不像正火加热温度控制严格，因而钢材组织与性能的波动比正火大。采用控制轧制，由于终轧温度控制很严格，并在终轧后采取强制冷却措施，因而钢的晶粒细化，交货钢材有教高的综合力学性能。无扭控冷热轧盘条比普通热轧盘条性能优越就是这个道理。 热轧（锻）状态交货的钢材，由于表面覆盖有一层氧化铁皮，因而具有一定的耐蚀性。 二、冷拉（轧）状态 经冷拉、冷轧等冷加工成型的钢材，不经任何热处理而直接交货的状态，称为冷拉或冷轧状态。与热轧（锻）状态相比，冷拉（轧）状态的钢材尺寸精度高，表面质量好、表面粗糙度低、并有较高的力学性能。 由于冷拉（轧）状态交货的钢材表面没有氧化皮覆盖，并且存在很大的内应力，极易遭受腐蚀或生锈，因而冷拉（轧）状态的钢

材，其包装、储运均有较严格的要求。 三、正火状态 钢材出厂前经正火热处理，这种交货状态称正火状态。由于正火加热温度（亚共析钢为：AC3 + 30~50℃,过共析钢为：ACcm + 30~50℃）比热轧终止温度控制严格，因而钢材的组织、性能均匀。与退火状态的钢材相比，由于正火冷却速度较快，钢的组织中珠光体数量增多，珠光体层片及钢的晶粒细化，因而有较高的综合力学性能，并有利于改善低碳钢的魏氏组织和过共析钢的渗碳体网状，可为成品的进一步热处理做好组织准备。碳结钢、合结钢钢材常采用正火状态交货。某些低合金高强度钢14MnMoVBE、14CrMnMoVB钢为了获得贝氏体组织，也要求正火状态交货。四、退火状态 钢材出厂前经退火热处理，这种交货状态称为退火状态。退火的目的主要是为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，并为后道工序做好组织和性能上的准备。合金结构钢、保证淬透性结构钢、冷镦钢、轴承钢、工具钢、汽轮机叶片用钢、铁素体型不锈耐热钢的钢材常用退火状态交货。 五、高温回火状态 钢材出厂前经高温回火热处理，这种交货状态称为高温回火状态。高温回火的回火温度高，有利于彻底消除内应力，提高塑性和韧性。碳结构、合金钢、保证淬透性结构钢钢材均可采用高温回火状态交货。某些马氏体型高强度不锈钢、高速工具钢和高强度合金

钢的淬透性测定

实验钢的淬透性测定 一:定义： 钢的淬透性——指钢材被淬透的能力，或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。应该注意，钢的淬透性与可硬性两个概念的区别。 淬透性系指淬火时获得马氏体难易程度。它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关，或者说与钢的临界淬火冷却速度有关，可硬性指淬成马氏体可能得到的硬度，因此它主要和钢中含碳量有关。 二：淬透性影响因素 1：钢的化学成分： a）：当加热温度低于Acm点时，含C量低于1％以下，随含碳量增加，临界冷却速度下降，淬透性提高，含C量高于1％时，则相反，当加热温度高于Ac3或Acm时，则随含碳量增加，临界冷却速度下降。 b）：合金元素除Ti，Zr，和Co外所有元素提高淬透性。 2：奥氏体晶粒度： 奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。 3：奥氏体化温度： 提高奥氏体化温度，不仅使奥氏体晶粒粗大，促使碳化物及其它非金属夹杂物流入，并使奥氏体成分均匀化，提高过冷奥氏体稳定性，从而提高淬透性。 4：第二相及其分布: 奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。

三：淬透性的实验测定方法 有两种方法，一种是临界直径法，另一种是端淬法。 1．临界直径法 一组由被测钢制成的不同直径的圆形棒按 规定淬火条件(加热温度，冷却介质)进行淬火， 然后在中间部位垂直于轴线截断，经磨光，制成 粗晶试样后，沿着直径方向瞄定自表面至心部的 硬度分布曲线。发现随着试样直径增加，心的出 现暗色易腐蚀区，表面为亮圈，且随着直径的继 续增大，暗区愈来愈大，亮圈愈来凶小。若与硬 度分布曲线对应地观察，则该二区的分界线正好 是硬度变化最大部位；若观察金相组织，则正好 是50％马氏体和非马氏体的混合组织区，愈向外 靠近表面，马氏体愈多，向里则马氏体急剧减少。 分界线上的硬度代表马氏体区的硬度，格罗斯曼 (Gmssmann)将此硬度称为临界硬度或半马氏体 硬度。 亮区就是淬硬层，暗区就是未淬硬层，把未出现暗区的最大试样直径称为淬火临界直径，则其含义为该种钢在该种淬火介质中能够完全淬透的最大直径。显然，在给定淬火条件下，淬火，临界直径愈大，即能完全淬透的试棒的直径愈大，因而钢的淬透性愈好。因此，可用淬透直径的大小来比较钢的淬透性的高低。临界直径Dx增大，淬透性增高。 但是上述临界直径Dx是在一定淬火条件(其中包括淬火介质的冷却能力)下测得的。因此，要用临界直径法来表示钢的淬遘性，必须标明淬火介质的冷却能力或淬火烈度。为了除去临界直径值中所包含的淬火烈度的因素，用单一的数值来表征钢的淬透性，引入了理想临界直径的概念。所谓理想临界直径就是在淬火

常用材料标记示例

引用材料标准： GB/T 342 冷拉圆钢丝、方钢丝、六角钢丝尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 343 一般用途低碳钢丝 GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 700 碳素结构钢 GB/T 701 低碳钢热轧圆盘条 GB/T 702 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 704 热轧扁钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 705 热轧六角钢和八角钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 706 热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 707 热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 708 冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 709 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 710 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带 GB/T 711 优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带 GB/T 715 标准件用碳素钢热轧圆钢 GB/T 716 碳素结构钢冷轧钢带 GB/T 905 冷拉圆钢 GB/T 912 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带 GB/T 1173 铸造铝合金 GB/T 1174 铸造轴承合金 GB/T 1175 铸造锌合金 GB/T 1176 铸造铜合金 GB/T 1177 铸造镁合金 GB/T 1220 不锈钢棒 GB/T 1221 耐热钢棒 GB/T 1222 热轧弹簧钢技术条件 GB/T 1298 碳素工具钢技术条件 GB/T 1299 合金工具钢技术条件 GB/T 1301 凿岩钎杆用中空钢 GB/T 1348 球墨铸铁件 GB/T 1527 铜及铜合金拉制管 GB/T 1528 铜及铜合金挤制管 GB/T 1591 低合金高强度结构钢 GB/T 1594 低合金高强度结构钢(没有) GB/T 2040 铜及铜合金板材 GB/T 2044 镉青铜板 GB/T 2045 铬青铜板 GB/T 2046 锰青铜板 GB/T 2047 硅青铜板 GB/T 2049 青铜板 GB/T 2059 铜及铜合金带材 GB/T 3070 压铸镁合金 GB/T 3077 合金结构钢 GB/T 3078 优质结构钢冷拉钢材技术条件

典型齿轮材料与常用齿轮钢材的化学成份

齿轮概述 齿轮用钢的冶金质量要求 齿轮材料的重要热处理特性 齿轮材料的选择原则 齿轮传动概述 齿轮材料 常用齿轮钢材的化学成份 典型齿轮材料 低速重载及高速齿轮用渗碳 钢 拖拉机齿轮常用钢及热处理 技术要求 机床齿轮常用钢及热处理工艺 蜗杆蜗轮副材料的选用

汽车齿轮常用钢及热处理技 术要求 国外常用的齿轮材料 渗碳钢 渗碳用硼钢 渗氮钢 调质和表面淬火用钢齿轮用钢的冶金质量要求 齿轮传动概述 齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动型式，历史悠久，应用非常广泛。齿轮传动的优点主要是： 1. 传动的适用功率和传动速度范围广，从极小到10万kW，从极低到40m/s以上。 2. 传动平稳，传动比恒定。 3. 传动效率高，可达99%。 4. 结构紧凑，传动方式多样。 就齿轮传动装置的密封形式来说，分为开式、半开式及闭式三种；就使用情况来说，有低速、高速及轻载、中载、重载之别；就齿轮热处理的不同，齿轮又分为硬齿面齿轮（如经整体或渗碳淬火、表面淬火或氮化处理，齿面硬度HRC>55）、中硬齿面（齿

轮经过整体淬火或表面淬火，齿面硬度大约载55>HRC>38，HB>350）和软齿面齿轮（如经调质、常化的齿轮，齿面硬度HB<350）。 齿轮传动的失效形式主要为齿面的疲劳点蚀、胶合、磨损、轮齿的疲劳断裂和塑性变形等，常见的是点蚀和断齿，开式齿轮主要是磨损和断齿。在设计齿轮传动时，齿轮材料及其热处理的选择是首要问题。原则上，承受较大载荷的齿轮的材料质量和热处理的齿面硬度要求也高，原则是齿面要硬、齿芯要韧。对高速或传动精度要求高的齿轮，多采用硬齿面和磨齿方案。对不重要的齿轮或载荷较小的齿轮，多从经济性考虑，材料要求不高，如优质或普通碳素钢调质或正火处理。 齿轮材料的重要热处理特性 淬透性 含义: 指钢接受淬火而获得马氏体的能力，不同钢种接受淬火的能力不同。 淬透性不同的钢，淬火后得到的淬透层深度不同，从而沿截面分布的金相组织以及机械性能也不同。淬透层深度是指由淬火表面马氏体到50%马氏体层的深度。全部淬透的工件通常表面残留着拉力，容易产生变形和开裂，同时对工作的疲劳性能也不利。 设计时考虑要点： 1. 零件尺寸越大，内部热容量越大，淬火时零件的冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。所以，不能根据小尺寸的性能数据用于大尺寸零件的强度计算，而必须考虑钢材的淬透性。 2. 大截面或结构复杂的齿轮采用多元合金钢，保证足够而适当的淬透性，保证沿整个截面有良好的综合机械性能，同时，减少变形，防止开裂。 3. 对碳钢齿轮，由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸时，正火和调质效果相似，而正火可降低成本，不必要求调质。 4. 大模数高质齿轮由于受到钢材淬透性的限制，应当开齿后调质。 淬硬性 含义：指钢在正常淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成马氏体组织能够达到最高硬度。 设计时考虑要点：淬硬性与淬透性不同，它主要取决于钢中的含碳量。钢中含碳量越高，淬火后硬度越高，而与合金元素关系不大。所以，淬火硬度高的钢不一定就淬透性高，而硬度低的钢，也可能具有高的淬透性。

钢铁材料的交货状态

名称 说 明 冷拉 (轧） 状态 经冷拉、冷轧等冷加工成型的钢材，不经任何热处理而直接交货的状态。 由于钢 材尺寸精度髙、表面质量好、表面粗糙度低,并有较髙的力学性能，且 表面没有氧化皮，存在很大的内应力，极易逍受腐蚀或生锈，故一般均需在库 房内保管，并应注意控制库房内的温湿度 正火 状态 钢材出厂前经正火热处理。由于钢材的组织、性能均匀，因而有较髙的综 合力学性能，并有利于改善低碳钢的魏氏组织和过共析钢的渗碳体网状，可 为成品的进一步热处理做好组织准备。碳素结构钢、合金结构钢钢材常采用 正火状态交货。某些低合金髙强度钢如14MnM 〇VBRE 、14CrM n M 〇VB 钢为 了获得贝氏体组织，也要求正火状态交货 退火 状态 钢材出厂前经退火热处理。消除和改善了前道工序遗留的组织缺陷和内 应力，并为后道工序作好组织和性能上的准备。合金结构钢、保证淬透性结 构钢、冷镦钢、轴 承钢、工具钢、汽轮机叶片用钢、铁素体型不锈耐热钢的钢材 常用退火状态交货 髙温 回火 状态 出厂前经髙温回火热处理的状态。内应力消除较彻底，塑性和韧性好。碳 素结构 钢、合金结构钢、保证淬透性结构钢钢材均可采用高温回火状态交货。 某些马氏体型髙强度不锈钢、高速工具钢和髙强度合金钢，由于有很髙的淬 透性以及合金元素的强化作用，常在淬火（或正火）后进行一次髙温回火，使 钢中碳化物适当聚集,得到碳 化物颗粒较粗大的回火索氏体组织（与球化退 火组织相似），因而有很好的切削加工性能 固溶 处理 状态 出厂前经固溶处理的状态，主要适用于奥氏体型不锈钢材。通过固溶处 理，得到单相奥氏体组织，以提髙钢的韧性和塑性，为进一步冷加工（冷乳或 冷拉)创造条件，也可为进一步沉淀硬化做好组织准备 表1.3有色金属及其合金压延材的交货状态

20CrMnTi与20CrMnTiH的区别之欧阳歌谷创编

20CrMnTi与20CrMnTiH的区别主要是： 1、对夹杂物、晶粒度等指标 20CrMnTi材料在交货时标准没有强制规定，而20CrMnTiH材料在交货时必须符合标准要求，即内在质量要求加严。 2、为了提高钢的淬透性，钢厂一般会提高Cr、Mn的含量，即成本增加。 另外为了不同的用户便于选材，淬透性钢按淬透性带作了一些分类：GB/T5216-2004《保证淬透性合金结构钢技术条件》中将20CrMnTi分为20CrMnTiHH、20CrMnTiH、

20CrMnTiHL三类。 CGMA001-2004《车辆齿轮用钢技术条件》将20CrMnTi分得更细：即20CrMnTiH1、20CrMnTiH2、20CrMnTiH3、20CrMnTiH4、 20CrMnTiH5、20CrMnTiH6 欧阳歌谷（2021.02.01） 该两种材料是在检验中是无法分辨出来的，因为20CrMnTi基本包含着20CrMnTiH的全部标准内容，只有成分上线有一点区别。如果厂家把材料给你发错了会对产品有一定影响，特别是小模数的齿轮20CrMnTiH的变形要比20CrMnTi严重，用同样的工艺可能产出不合格的产品。 20CrMnTi与20CrMnTiH的区别主要是：20CrMnTiH是保证淬透性的钢，而20CrMnTi是不保证淬透性的钢。 两者之间没有本质的区别；20CrMnTiH是保证淬透性结构钢，他的淬透性有一定限制，批次之间变动较小，适合于大批量生产，变形规律比较稳定；而20CrMnTi则只要保证化学成分即可，他批次之间离散性较大，变形规律不稳定。 20CrMnTiH其H是代表淬透性(hardenability)保证钢。其保证淬火

用于高淬透性中碳钢的油冷设备的制作技术

本技术新型公开了一种用于高淬透性中碳钢的油冷装置，属于机械加工领域，包括淬火室和降温室，淬火室和降温室内分别设有多个第一液下泵和多个第二液下泵，通过第一液下泵和第二液下泵对降温室和淬火室内的淬火介质进行快速的交换，对淬火介质进行快速降温处理，从而使工件快速冷却，获得均匀一致的金相组织和力学性能，解决了传统热处理设备对中碳钢淬火冷却能力的不足。 技术要求 1.一种用于高淬透性中碳钢的油冷装置，包括淬火室(1)，其特征在于，所述淬火室(1)包 括室体和室盖，所述室盖上形成有入淬通道(2)，所述入淬通道(2)位于所述室盖中心，垂直穿过所述室盖并向上延伸；所述室盖的四个角形成有收放链装置(3)，四个所述收放链 装置(3)连接有链条，所述链条垂直穿过所述室盖并向下延伸至所述室体内部；位于所述 室体内部的多根所述链条末端连接有淬火收件网(4)；所述室体的底部设置有多个第一液 下泵(5)，所述第一液下泵(5)包括进液口和第一出液口(11)，所述第一液下泵(5)的进液口 靠近与所述室体的任一一侧壁，所述第一出液口(11)背向与所述第一液下泵(5)的进液口，且垂直穿过所述室体的侧壁；所述第一出液口(11)穿过所述室体的侧壁后沿水平方向延伸，所述第一出液口(11)末端连接有降温室(6)，所述降温室(6)底部设置有多个第二液下泵(7)，所述第二液下泵(7)包括进液口和第二出液口(12)，所述第二出液口(12)垂直穿过所述降温室(6)面向所述淬火室(1)的侧壁，并延伸至所述淬火室(1)的室体内部，所述第二液下泵(7)的进液口靠近背向所述第二出液口(12)的侧壁。 2.根据权利要求1所述的用于高淬透性中碳钢的油冷装置，其特征在于，所述淬火室(1)的室体内设置有电磁搅拌装置。

常用金属材料标准选用

常用金属材料标准选用 张启芳韩克筠合编.江苏省金工研究会 金工信息交流站一九九一年六月

前言 为了使我国产品质量和技术标准向国际标准看齐，在八十年代，国家标准总局组织力量制定和修订了许多材料的国家新标准。《金属工艺学》和《工程材料》课程中常用的几十种金属材料，也大量制订了新标准，从新标准施行之日起，旧标准作废。 新标准参照国际先迸标准，结合我国实际情况，将技术要求、质量等级和参数提高，数值、量纲均采用国际单位制。 新标准和旧标准比较，相差变动较大，主要表现在：1.增添了新品种，2.改变了部分牌号的表示方法，3.淘汰了一批旧牌号，4.成分、性能有提高，5.有较大的灵活性。 釆用新标准，是我国社会主义建设中的一项重要任务，作为金工教师，宣传、应用新标准是应尽的职责。考虑到常用金屑材料的新标准近年来更换很快，统计目前发行的几十种《金工》及《工程材料》教材，除个别已采用新标准外，绝大多数仍沿用旧标准。这可能是许多老师对新标准了解不够，到新华书店也很难买全所霈用的全部新标准。 我们在较短的时间内编印了这本《常用金屑材料标准选用》，共收集42个常用金属材料的牌号、代号、化学成分、力学性能和用途举例仅供各类院校教师及工程技术人员参照使用.不妥或错误之处，敬请指正。 本书由南京航务专科学校张启芳、东南大学曹习编辑并承陕西机械学院、清华大学、中央广播电视大学、高等教育出版社、南京市金属材料公司等提供资料；又承华东工学院印刷厂以最经济、最迅速的办法赶在江苏省金工研究会第六届年会召开之际印成，谨致谢意。江苏省高校金属工艺教学研究会 1991年5月

常用金属材料标准选用 目录 第一部分结构钢 碳素结构钢(GB700~88) (1) 优质碳素结构钢(GB699~88)低淬透性含钛优质碳素 结构钢(YB2009~81) (7) 低合金结构钢(GB1591~88)8 合金结构钢(GB3077~88) (12) 保证淬透性结构钢 (GB5216~85) (25) 高耐候性结构钢 (GB4171~84) (28) 易切削结构钢 (GB8731~88) (29) 弹簧钢(GB1222~84) (32) 铬轴承钢(YB9—68) (34) 渗碳轴承钢(GB3203~82) (35) 高碳高铬不锈轴承钢 (GB3086~82) (36) 造船用钢(GB712~88) (37) 锅炉用钢(GB713~86) (39) 一般工程用铸造碳钢件 (GB11352~89) (41) 第二部分工具钢 碳素工具钢(GB1298~86) (42) 合金工具钢(GB1299~85) (44) 高速工具钢(GB9943~88)50 第三部分特殊性能钢 不锈钢(GB1220~84) (52) 不锈钢铸件(GB2100—80) (59) 高锰钢铸件(GB5680~85) (63) 耐热钢(GB1221—84) (64) 第四部分铸铁灰铸铁件(GB9439~88)70 球墨铸铁件(GB1348~88) (74) 可锻铸铁件(GB9440~88) (77) 蠕墨铸铁件(JB4403~87) (79) 耐热铸铁件(GB9437—88) (80) 第五部分有色金属及其合金 加工铜(GB3531~85) (82) 加工黄铜(GB5232~85)84 加工青铜(GB5233~85) (89) 加工白铜(GB5234~85) (94) 铸造铜合金(GB1176~87) (97) 铝及铝合金加工产品 (GB3190~82) (107) 铸造铝合金(GB1173—86)112 加工镁及镁合金 (GB5153~85) (119) 铸造镁合金 (GB1177~74)r (120) 锌和锌合金加工产品 (GB1977~88等）..................121 铸造锌合金（GB1175—74)122 钦及钛合金 (GB2965~87等） (123) 铸造钛合金 (GB6614~86) (125) 铸造轴承合金 (GB1174~74) (126) 切削加工用硬质合金分类、 分组代号(GB2075~87) (127)

钢的淬透性实验

实验七钢的淬透性测定 一、实验目的 1．熟悉应用末端淬火法测定钢的淬透性的原理及操作； 2．绘制淬透性曲线，掌握它的应用。 二、实验原理 在实际生产中，零件一般通过淬火得到马氏体，以提高机械性能。钢的淬透性是指钢经奥氏体化后在一定冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力，它的大小可用规定条件下淬透层的深度表示。通常，将淬火件的表面至半马氏体区（50%M体+其余的50%为珠光体类型组织）间的距离称为淬透层深度。淬透层的深度大小受到钢的淬透性、淬火介质的冷却能力、工件的体积，工件的表面状态等所影响，所以测定钢的淬透性时，要将淬火介质、工件的尺寸等都规定下来，才能通过淬透层深度以确定钢的淬透性。 三、实验内容 末端淬火法(GB225-63)规定试样尺寸，长100mm，直径25mm，并带有“台阶”，直径30mm，台高3mm。淬火在特定的试验装置上进行如图1，在试验之前应进行调整，使水柱的自由喷出高度为65mm，水的温度为20-30℃，试样放入试验装置时，冷却端与喷嘴距离为12.5 mm。 图1 末端淬透性实验示意图 试验时，要将待测的一定钢号的试样，加热到奥氏体化温度，保温30分钟后由炉中取出，在5秒内迅速放入淬火的试验装置。这时，试样的淬火端被喷水冷却15分钟，冷却速度约为100℃/秒，而离开淬火端冷却速度逐渐降低，到另一端时约为3～4℃/秒。

试样冷却后，取出，在试样两侧各磨去0.2～0.5mm,得到互相平行的沿纵向的两个狭长的平行平面。在其中的一个平面上，从淬火端开始，每隔1.5mm 测一次硬度（HRC ），并做出淬透性曲线（HRC-X 关系曲线）。 再由半马氏体硬度曲线，根据钢的含碳量确定半马氏体硬度，并据此在淬透性曲线上找出半马氏体区至水冷却端的距离d ，即是末端淬火法确定的该钢淬透性，（图2）表 示为J d HRC ，如J 10 44即该钢半马氏体硬度为HRC44，半马氏体区距水冷端距离为10mm ，此即该钢的淬透性。 图2 端淬曲线 四、实验设备及材料 1. 设备：箱式电阻炉、末端淬火设备、洛氏硬度试验机、砂轮机、铁钳子、游标卡尺； 2. 材料：40Gr 钢试样。 五、注意事项 1. 按要求对淬火试验装置进行调整，必须严格、认真； 2. 要检查试样的表面质量，必须时，应进行处理； 3. 试样两侧磨出的平面应平行，并在测硬度前，应划线定好测硬度的位置，力求准确； 4. 取试样放入淬火装置时，动作要迅速，但要注意安全。 六、实验报告要求 1. 说明本次实验目的； 2. 简述末端淬火法的试验原理和方法； 3. 绘制淬透性曲线； 4. 说明影响钢的淬透性的因素与淬透性的实际意义。