馬氏體不銹鋼的高頻感應加熱工藝要點如下:
1. 加熱溫度
馬氏體不銹鋼因含有較多的合金元素,在奧氏體轉變和均勻化時需要更高的加熱溫度,原則上比爐中整體加熱提高30~80℃,加熱速度越快,溫度提高幅度越大。所以,馬氏體不銹鋼感應加熱溫度應在1080~1150℃之間。
2. 加熱速度和加熱時間
在感應加熱時,加熱速度是一個重要的參數,它直接影響淬火加熱深度和淬火質量。通常所說的感應加熱速度是指鋼加熱失磁后的加熱速度。
在感應淬火加熱時,更直觀的是控制加熱時間。
同時加熱時,工件表面從受熱到工件離開感應器時為加熱時間。
連續加熱時,工件加熱表面上任一點的加熱時間相當于該點進入感應圈到離開感應圈的時間,即通過感應圈高度的時間。在加熱比功率不變的條件下,工件移動速度減慢,則加熱時間增長,通過熱傳導的加熱層深度增加。在移動速度不變的條件下,感應圈高增加時,加熱時間增長,加熱深度增加。
可見,感應淬火的加熱時間要考慮比功率、工件與感應圈的相對移動速度、感應圈尺寸以及電參數等多項因素。
馬氏體不銹鋼感應淬火加熱時間應比一般碳素鋼、低合金鋼的加熱時間略長,以保證鋼中合金元素的充分溶解。
3. 馬氏體不銹鋼感應淬火的冷卻
馬氏體不銹鋼感應淬火的冷卻介質與碳鋼、低合金鋼感應淬火的冷卻介質沒有多大區別。同時加熱時的工件冷卻可視工件及操作方便,采用壓縮空氣、油、合成淬火劑、鹽水或自來水。連加熱時的工件冷卻,一般采用噴射方式,可采用壓縮空氣,合成淬火劑或自來水。
這里著重說明關于采用水冷卻的問題,根據多年的生產實踐,馬氏體不銹鋼高頻感應加熱淬火采用水冷是可行的。同時加熱整體冷卻時,采用水冷可能產生軟點,可在水中加入10%NaCl。連續加熱噴射冷卻時采用水冷,可能最令人擔心的問題是能否產生淬火裂紋的問題。我們多年來,采用水冷,很少有因冷卻原因產生的淬火裂紋。
馬氏體不銹鋼高頻感應加熱淬火采用水等冷卻速度較強的介質冷卻,不產生裂紋的原因可能是:
a. 高頻加熱表面淬火后,表面存在壓應力,最大的拉應力存在于超過脆性硬化層而具有較好強度和韌性的過渡層或原始組織層。見圖7-9,這是以45鋼為例說明高頻感應加熱淬火殘余應力的分布狀態。
b. 高頻加熱淬火殘余應力的大小與鋼的含碳量有關,含碳量低,殘余應力小,見圖7-10.而馬氏體不銹鋼一般含碳量都較低,所以,高頻淬火后的殘余應力較小。
c. 馬氏體不銹鋼高頻加熱淬火前的預先熱處理是采用調質處理,高頻淬火后的最大拉應力層正處于調質層,該處調質后的強度較高,抵抗高頻淬火產生拉應力破壞的能力強。
當然,馬氏體不銹鋼高頻加熱淬火后,應及時回火。
4. 馬氏體不銹鋼高頻加熱淬火后的回火
馬氏體不銹鋼高頻加熱表面淬火后,應根據技術要求的硬度及時回火。一般回火保溫時間為90~120min。
常見馬氏體不銹鋼(含馬氏體沉淀硬化不銹鋼)高頻加熱表面淬火加熱溫度及回火溫度見表7-12。
5. 馬氏體不銹鋼高頻感應淬火常見缺陷及預防措施
馬氏體不銹鋼高頻表面加熱淬火后,可能產生的缺陷及預防措施見表7-13。