调质零件对力学性能与淬透性的要求

一般调质零件均要求具有好的综合力学性能，即要求强度和韧度有良好的配合。既要有足够高的抗拉强度、屈服点、疲劳强度，同时还应具有足够的冲击韧度，以保证其安全可靠地工作。

调质钢要获得良好的力学性能,前提是整体淬火时心部要保证得到马氏体或下贝氏体组织。因此，调质效果与其淬透性有着密切的关系。

调质钢在完全淬透的情况下，经高温回火到相同的硬度时，它们的力学性能，如强度、塑性和韧度等都差不多。如果45钢和40Cr钢都完全淬透并回火至同一硬度的话，它们的强度、塑性和韧度等都大致相同。但是，如果不完全淬透，即使回火后的硬度与完全淬透后回火的相同，其强度、塑性和韧度等力学性能都要低些，其降低程度随淬透程度的减少而增大。因此，从理论上讲，调质件淬火时希望能淬透，即整个截面都得到马氏体组织和高的硬度。但是实际生产中，由于工件尺寸和热处理工艺条件的影响，往往不可能淬透，应区别不同情况，提出不同的要求。

(1)调质件根据所承受的应力不同，对淬透层深度的要求也不同。工作时整个截面均匀承受载荷的重要零件，要求心部至少有50%的马氏体;承受较大拉应力作用的零件及特别重要的零件，淬火时应完全淬透。例如发动机的连杆螺栓，由于是单向均匀受拉、压或剪切应力，要求心部在淬火后有95%以上的马氏体。

(2）某些主要承受扭转和弯曲应力作用的零件，工作时内应力集中在表层，表层承受弯曲、扭转等复合应力的作用，应力在这类零件的截面上分布是不均匀的，应力只发生在轴的外缘，而其中心受力很小，因此，没有必要使零件心部淬透，其淬透层深度可为零件半径的1/2~1/4。

(3)尺寸较大的重要零件往往选用高淬透性钢。对于尺寸较大的碳素钢和低合金钢调质件，由于尺寸超过该材料可淬透的范围，故这类工件在淬火和高温回火后，不仅不可能在整个截面上得到回火索氏体组织，甚至淬火后表层也得不到马氏体，硬度也不高。但是在水中或油中冷却时，沿工件截面上各点的冷却速度毕竟较空气中冷却（正火）或炉中冷却（退火）时来得快。从钢的奥氏体连续冷却转变曲线看出，大型工件调质处理所得的组织较正火或退火的要细致，力学性能相对来说也比较好。因此，许多大型工件的热处理往往选用调质处理或者是正火＋高温回火。一般在保证得到零件所要求的力学性能的条件下，采用正火＋高温回火，因为这种方法所产生的内应力较调质处理小，而且工艺简单。但当零件力学性能要求较高、零件尺寸又太大时，为了避免或减少游离铁素体的析出，采用调质工艺较为合适。处理时为了防止淬裂，工艺上应采取相应的措施，如采用油淬或水淬空冷相间冷却的方法等。

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