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精密管低溫回火脆性 合金鋼淬火得到馬氏體組織后,在250~400℃溫度范圍回火使鋼脆化,其韌性一脆性轉化溫度明顯升高。已脆化的精密管不能再用低溫回火加熱的方法,故又稱為%26ldquo;不可逆回火脆性%26rdquo;。它主要發生在合金結構鋼和低合金超高強度精密管等鋼種。已脆化精密管的斷口是沿晶斷口或是沿晶和準解理混合斷口。產生低溫回火脆性的原因,普遍認為:(1)與滲碳體在低溫回火時以薄片狀在原奧氏體晶界析出,造成晶界脆化密切相關。(2)雜質元素磷等在原奧氏體晶界偏聚也是造成低溫回火脆性原因之一。含磷低于0.005%的高純精密管并不產生低溫回火脆性。磷在火加熱時發生奧氏體晶界偏聚,淬火后保留下來。磷在原奧氏體晶界偏聚和滲碳體回火時在原奧氏體晶界析出,這兩個因素造成沿晶脆斷,促成了低溫回火脆性的發生。精密管中合金元素對低溫回火脆性產生較大的影響。鉻和錳促進雜質元素磷等在奧氏體晶界偏聚,從而促進低溫回火脆性,鎢和釩基本上沒有影響,鉬降低低溫回火精密管的韌性一脆性轉化溫度,但尚不足以抑制低溫回火脆性。硅能推遲回火時滲碳體析出,提高其生成溫度,故可提高精密管低溫回火脆性發生的溫度。
真空油淬爐都是雙室的,后室置電加熱元件,前室的下方置油槽。工件完成加熱、保溫后移入前室,關閉中門后向前室充入惰性氣至大約2.66%26times;lO ~1.01%26times;10 Pa(200~760mm汞柱),入油。油淬易引起工件表面變質。由于表面活性大,在短暫的高溫油膜作用下即可發生顯著薄層滲碳,此外,碳黑和油在表面的粘附對簡化熱處理流程很不利。真空淬火技術的發展主要在于研制性能優良、工位單一的氣冷淬火爐。前述雙室式爐亦可用于氣淬(在前室噴氣冷卻),但雙工位式的操作使大批量裝爐的生產發生困難,也易在高溫移動中引起工件變形或改變工件方位增加淬火變形。單一工位的氣冷淬火爐是在加熱保溫完成后在加熱室內噴氣冷卻。氣冷的冷速不如油冷快,也低于傳統淬火法中的熔鹽等溫、分級淬火。因而,不斷提高噴冷室壓力,增大流量,以及采用摩爾質量比氮和氬小的惰性氣體氦和氫,是當今真空淬火技術發展的主流。70年代后期將氮氣噴冷的壓力從(1~2)%26times;10Pa提高到(5~6)%26times;10Pa,使冷卻能力接近于常壓下的油冷。80年代中期出現超高壓氣淬,用(10~20)%26times;10Pa的氦,冷卻能力等于或略高于油淬,已進入工業實用。90年代初采用40%26times;10Pa的氫氣,接近水淬的冷卻能力,尚處于起步階段。工業發達已進展到以高壓(5~6)%26times;10。Pa氣淬為主體,而中國產氣淬一些金屬的蒸氣壓(理論值)與溫度的關系則尚處于一般加壓氣淬(2%26times;10Pa)型階段。
結果真空滲碳為真空滲碳一淬火工藝曲線。在真空中加熱到滲碳溫度并保溫使表面凈化、活化之后,通入稀薄滲碳富化氣(見控制氣氛熱處理),在大約1330Pa(10T0rr)負壓下進行滲入,然后停氣(降壓)進行擴散。滲碳后的精密鋼管淬火采用一次淬火法,即先停電,通氮冷卻工件至臨界點A,、以下,使內部發生相變,再停氣、開泵,升溫到Ac1,~Accm之間。淬冷方法可采用氣冷或油冷。后者為奧氏體化后移入前室,充氮至常壓,入油。真空滲碳的溫度一般高于普通氣體滲碳,常采用920~1040℃滲入和擴散可按所示分兩階段,也可用脈沖式通氣、停氣,多段式的滲一擴相間,效果更好。由于溫度高,尤其表面潔凈、有活性,真空滲碳層形成速度比普通氣體、液體和固體滲碳快,如要求滲層為1mm時,在927℃只需5h,而1033℃僅需1h。
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