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经高频加热炉感应淬火后的工件,其表面的疲劳性能与调质、正火、渗碳相比,哪种工艺的性能更好?

信息来源:感应加热炉厂家    2015-11-30 11:15:08      点击:

利用高频加热炉进行感应淬火,提高零件疲劳性能的原因,除因表层本身强度显著增高外,还因在表层形成很大的残留压应力,表面残留压应力越大,零件抗疲劳性能越高。当零件淬硬层过浅时,由于残留拉应力接近表面,疲劳强度因此降低。局部淬火时,如果使具有残留拉应力的过渡区处在零件工作长度的表面时,零件疲劳强度将急剧下降,甚至低于未经感应淬火者,这点是必须注意的。下表是感应淬火试样与调质、渗碳试样的疲劳性能对比。


式样形式
疲劳强度/MPa
12CrNi3渗碳试样
40CrNiMoA 调质试样
40CrNiMoA 感应淬火试样
光滑试样
520
441~470
618
缺口试样
294
137
588

下表是40Cr钢正火、调质及感应淬火试样的疲劳强度对比数据。


热处理方法 疲劳强度/MPa 热处理方法 疲劳强度/MPa
正火 196 感应淬火0.9mm 323
调质 235 感应淬火1.5mm 470
感应淬火0.5mm 284    

从以上两表可得出以下结论,即感应淬火试样的疲劳强度比渗碳、调质、正火试样高,对缺口试样更为突出,利用高频加热炉进行的感应表面淬火几乎可完全消除缺口对疲劳寿命的不利影响。下表是45钢具有切口试样用不同热处理规范进行疲劳试验的结果。


热处理规范
硬度 HRC
疲劳强度/MPa
正火
180~210HBW
95
调质
26~31
134
感应淬火未回火
63~64
647
感应淬火,自回火,200℃30s
60~62
637
感应淬火,自回火,270℃30s
51~58
686
感应淬火,自回火,450℃30s
45~48
279
感应淬火,150℃炉中回火1.5h
58~60
647
感应淬火,180℃炉中回火
56~58
686
感应淬火,250℃炉中回火
53~54
613
感应淬火,350℃炉中回火
45~47
289

从上表中可得出以下结论,即当其他条件(淬硬深度、加热及淬火规范)相同时,270℃自回火或180℃炉中回火至硬度56~58HRC的试样具有最大疲劳强度(686MPa)。增加硬度至60~64HRC或不回火使试样疲劳强度略为降低。硬度降至45 ~48HRC时,试样疲劳强度大大降低,但仍为调质试样的2倍,正火试样的3倍。