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大型弹簧钢片采用超音频感应淬火设备进行热处理的工艺分析

大型弹簧钢片的材料为厚度3mm的65mn热轧弹簧钢板，其化学成分以及金相组织符合设计要求，热处理后硬度在43-48hrc，平面度≤0.7mm，脱碳层≤0.3mm，表面无裂纹等外观缺陷。为满足上述要求，采用超音频感应淬火设备进行热处理，效果---。

根据65mn具有---淬透性的特点，花键轴淬火机型号，厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能。淬火采用超音频感应淬火设备进行，用4t的淬火压床喷油冷却，硬度---63hrc，再进行加热回火。但由于该钢片的φ466mm的外边缘与φ17mm孔之间、φ112mm圆周与φ13mm孔之间冷却先于其他部位，因此是淬火应力集中的部位，冷却后的畸变很大（呈s形），在350-380℃回火压紧过程中，上述部位出现裂纹。

分析裂纹产生的具体情况：首先为机械加工应力的影响，φ17mm、φ13mm孔均是在热处理以前已经冲出，在粗磨过程中磨削量过大，两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力，热处理前未及时消除。热应力的影响，该钢具有过热敏感性，淬火过程中产生较大的淬火应力，脆性增加，要消除淬火后产生的热应力与组织应力，必须及时回火以降低硬度和脆性，提高弹性---、塑性和韧性等，同时该钢具有第二类回火脆性，应在回火结束后快冷，对其进行400-450℃的回火，是为了满足显微组织和硬度的需要，而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱。

为了获得要求的硬度、组织、变形量，对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火，其目的是消除磨削时存在的加工应力；针对淬火应力和脆性大的具体情况，将淬火加热温度降低10℃左右，采用4t压床喷油冷却，减小淬火应力；提高回火温度，加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度；以及改进设计结构等。

经感应淬火设备淬火后的工件为什么要进行回火热处理？

工件淬硬后加热到ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理工艺称为回火。凡经感应淬火设备淬火的钢件一般必须立即进行回火。为什么要进行回火热处理呢？

淬火后的工件进行回火的目的如下：

1、降低脆性，消除内应力。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，而且马氏体中尚存大量晶体缺陷（如高密度位错，孪晶及空位等），以及淬火钢中较大的残留内应力等，它们都是不稳定因素，均有自发转变为平衡组织的倾向。如不及时回火，势必会引起工件进一步的变形甚至开裂。

2、获得所要求的力学性能。工件经感应淬火设备淬火后，虽然强度与硬度有---提高，但其塑性、韧性却明显下降，而实际工件往往要求强度与塑性要有适宜的配合。为获得对工件要求的性能，可以用回火温度来调整硬度，减小脆性，得到所要求的强度、塑性和韧性。

3、稳定工件尺寸。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，具有自发转变为稳定组织的趋势，因而将引起工件的性能、尺寸和形状的改变，通过回火可促使这些不稳定组织的转变，达到稳定组织与尺寸的目的。

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