5.高频感应淬火工艺
(1) 预备热处理 表面淬火前必须进行预备热处理，其目的是：①提供均匀的原始组 织，为表面淬火做好组织准备；②赋予心部良好的综合力学性能。 (2) 淬火加热温度及方式的选择 (3) 电流频率及单位表面功率的选择 根据工件尺寸及硬化层深度要求，合理选择电 流频率和单位表面功率，确定合适的加热时间。 (4) 高频感应淬火的冷却 高频感应淬火时多数情况下都采用喷射冷却，淬火介质从 零件周围喷射器的小孔中喷向零件，使之快速冷却。 (5) 高频感应淬火后的回火 高频感应淬火后应进行适当的回火，以减小内应力，达 到所要求的力学性能。
1.感应加热的基本原理及特点
图10-1 感应淬火装置示意图
2.高频感应加热时钢的相变特点
(1) 奥氏体转变的临界温度升高 高频感应加热时加热速度很快，使奥氏体转变的临 界温度Ac1、Ac3、Accm升高。 (2) 奥氏体晶粒较细 感应加热时速度很快，奥氏体的晶粒变细。 (3) 奥氏体成分不均匀 加热速度升高时，奥氏体相变温度升高。
图10-6 T10钢加热温度、加热速度 和所得组织的关系图
(3) 电流频率及单位表面功率的选择
根据工件尺寸及硬化层深度要求，合理选择 电流频率和单位表面功率，确定合适的加热时 间。
(4) 高频感应淬火的冷却
高频感应淬火时多数情况下都采用喷射冷却， 淬火介质从零件周围喷射器的小孔中喷向零件， 使之快速冷却。
第10章 表面热处理及热处理新工艺
10.1 表面热处理 10.1.1 高频感应淬火 10.1.2 激光表面处理 10.1.3 火焰表面处理 10.2 形变热处理 10.2.1 高温形变热处理 10.2.2 低温形变热处理 10.2.3 控轧控冷 10.3 其它热处理 10.3.1 真空热处理 10.3.2 淬火-分配(Q-P)工艺［10］
2.高频感应加热时钢的相变特点
表10-1 感应加热的分类及应用
电流频率 高频 200～300kHz 超音频 30～60kHz
中频 2～8kHz 工频ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ50Hz
淬硬层深度/mm 0．5～2．0 2．5～3．5
2～10 10～15
应用
中小模数齿轮及中小尺寸 轴类零件
用于齿轮（m=3～6）、花 键轴表面轮廓淬火，以及凸 轮轴、曲轴等表面淬火
第10章 表面热处理及热处理新工艺
5.6.1已经述及，将中碳高硅钢先经淬火至Ms～Mf之间一定的温度，形成 一定数量的马氏体和残留奥氏体，再在Ms～Mf间或在Ms以上一定的温度 等温，由于钢中含Si、Al(甚至P)元素，能阻碍Fe3C的析出，使碳由马氏 体向奥氏体中分配，形成富碳残留奥氏体，这种工艺称为马氏体型钢热 处理的新工艺——淬火-分配工艺 (Quenching and Partitioning Process， “Q-P”工艺)。该工艺是由美国科罗拉多州矿业学院的Speer等人研究提 出的。与淬火-回火的传统工艺不同，Q-P新工艺为了稳定残留奥氏体， 利用钢中Si、Al(甚至P)等能阻碍Fe3C析出的元素，使碳自马氏体分配到 奥氏体中，奥氏体因为富碳，在再次冷却时不会转变为马氏体，为高强 度钢兼具韧性提供了新的途径。 10.3.3 亚共析钢的亚温淬火［12-14］ 10.3.4 超细化热处理(循环热处理）［12⁃15］
(1) 预备热处理
表面淬火前必须进行预备热处理，其目的是： ①提供均匀的原始组织，为表面淬火做好组织 准备；②赋予心部良好的综合力学性能。
(2) 淬火加热温度及方式的选择
1) 加热温度的确定。 2) 加热方式的选择。
图10-5 40钢加热温度、加热速度与表面 硬度之间的关系(原始组织为调质状态) Ⅰ、Ⅲ—允许规范 Ⅱ—最佳规范
(1) 表面硬度及耐磨性 。
图10-4 不同碳含量的钢经普通淬火与高频 感应淬火后表面硬度的差别
(2) 疲劳强度
高频感应淬火可有效地提高零件的弯曲及扭转 疲劳强度，通常小型零件可提高2～3倍，而大 型零件可提高20%～30%。
(3) 冲击韧性和强度
高频感应加热细化了组织，可显著提高零件的 冲击吸收能量，这主要是通过降低材料的脆性 转变温度而达到目的的。
加热速度升高时，奥氏体相变温度升高。
3.高频感应淬火后的组织
图10-3 45 (x为淬硬层深度)
4.高频感应淬火后工件的力学性能
(1) 表面硬度及耐磨性 高频感应淬火后工件的表面硬度要比普通淬火后高2～5HRC， 耐磨性比普通淬火也要高。 (2) 疲劳强度 高频感应淬火可有效地提高零件的弯曲及扭转疲劳强度，通常小型零 件可提高2～3倍，而大型零件可提高20%～30%。 (3) 冲击韧性和强度 高频感应加热细化了组织，可显著提高零件的冲击吸收能量， 这主要是通过降低材料的脆性转变温度而达到目的的。
较大尺寸轴和大中模数的 齿轮等的表面淬火
较大直径零件的穿透加热 及大直径零件（如轧辊、火 车车轮等）的表面淬火
(1) 奥氏体转变的临界温度升高
高频感应加热时加热速度很快，使奥氏体转 变的临界温度Ac1、Ac3、Accm升高。
(2) 奥氏体晶粒较细
图10-2 不同加热速度对奥氏体晶粒大小的影响
(3) 奥氏体成分不均匀
10.1 表面热处理
零件表面很容易受到各种类型的损伤，许多破 坏往往是从表面开始的。例如，表面疲劳裂纹 的扩展会导致整个零件破坏；不均匀磨损或腐 蚀造成的表面沟痕会引起应力集中，成为断裂 的起源。
10.1.1 高频感应淬火
1.感应加热的基本原理及特点 2.高频感应加热时钢的相变特点 3.高频感应淬火后的组织 4.高频感应淬火后工件的力学性能 5.高频感应淬火工艺 6.表面淬火适用材料
(5) 高频感应淬火后的回火
高频感应淬火后应进行适当的回火，以减小 内应力，达到所要求的力学性能。
6.表面淬火适用材料
表面淬火的零件常要求表面具有较高的硬度和 耐磨性，心部具有良好的塑性和韧性。因此， 一般常选用碳的质量分数为0.4%～0.5%的中碳 钢和球墨铸铁。
10.1.2 激光表面处理
1. 激光热处理特点［2］ 2. 激光热处理的硬化机理［3］ 3.激光热处理工艺简介 4.激光热处理后的组织与硬度 5.激光热处理的优点