包頭鋼材表面硬化

　　包頭鋼材表面硬化是對工件進行表面淬火。一種加熱工件表面，使之奧氏體化，冷卻以得到馬氏體組織，同時心臟仍保持原塑性和良好韌性的退火、正火或調質組織。在表面硬化后，要進行低溫回火，以減小淬火應力和脆性。通過表面淬火可以提高工件表面的硬度，達到外硬內韌的效果，引起表面層壓應力狀態，提高疲勞強度，延長工件使用期限。

　　感應加熱表面淬火。

　　顯示了感應加熱表面硬化法的原理。工件放入空心銅管繞組的感應線圈內。感應器通過交流電時，其感應頻率相同，感應電流方向相反，在工件中產生。感受器在工件內形成其自身的回路，所以稱為渦流。工件橫斷面渦流分布不均。表1-66(b)中顯示的表面電流密度大，心電密度接近于零。這一現象被稱為集皮效應。因為鋼材本身有電阻，所以集中在工件表面的旋渦里。在數秒內，工件表面的溫度可以上升到800~1000℃，同時心部的溫度仍然接近室溫。噴(合金鋼浸油)冷卻、表面硬化達到目的。

　　電感加熱時，工件截面積上感應電流密度的分布與通入感應線圈的電流頻率有關。高頻電流越大，感應電流集中的表層越薄，淬火層深度越小。由此，可通過調節進入感應線圈的電流頻率，得到不同淬硬層深度的工件。一般說來，淬火層深度大約是半徑的1/10。在10~20毫米范圍內的工件，其深度可以達到其深淬層半徑的1/5。對大截面工件，可以得到直徑小于1/10的淬硬層深度。

　　火焰加熱表面硬化。

　　采用一氧乙炔焰(高溫度為3200℃)或氣體一氧火焰(高溫度2000℃)，用一氧火焰(高溫度2000℃)快速加熱工件表面。通常硬化層深度是2~6毫米。適合單個小批量的生產及大零件的表面淬火(例如大軸、模數齒輪等)?；鹧婕訜岜砻娲慊鹁哂性O備簡單、成本低、使用靈活等優點。其缺點是難以控制加熱溫度，工件表面過熱，淬火質量不穩定。

　　淬火激光加熱表面。

　　激光表面淬火是利用高能量激光束對工件表面進行掃描，使工件表面快速加熱到臨界點以上，利用工件基體的導熱傳熱來實現冷淬、表面硬化。

　　由于激光加熱的表面淬火加熱速度極快(105~106℃/s)，因而具有較大的過熱度和相變驅動力，結果表明，隨著奧氏體核量的增加，擴散均勻化晚，奧氏體碳含量和合金濃度的不均勻性增加，結果表明：奧氏體顯微組織碳含量相似，在快速冷卻(104℃/s)不同微觀區域馬氏體形成溫度差別較大；形成良好的馬氏體組織。熱轉率高使珠光體組織以不擴散的方式轉變成奧氏體組織；由于冷卻速度快而不擴散成馬氏體組織，使殘余奧氏體積增大，碳擴散過遲，碳含量增加，馬氏體的碳含量和硬度也隨之提高。

　　在激光作用下進行表面硬化處理，在工件表面獲得了小的板條馬氏體和雙晶馬氏體的混合組織。與淬火+低溫回火相比，表面硬度提高了20%，即使是低碳鋼也可以增加一些硬度。

　　通常激光淬火硬化層深度是0.3~1mm，硬化層的硬度值是一致的。在進行正常相對接觸摩擦運動時，雖然表面磨損，但新相對運動接觸表面硬度值并未降低。所以，傳統表面淬火層的磨損不會因為接觸磨損而加劇。工件使用期限可達數倍甚至十倍。

　　調質組織是激光加熱表面淬火好的原始組織。工件硬化，變形小，表面質量好。尤其適合于角槽、盲孔、深孔、內壁等熱處理，其它表面淬火方法難以實現。

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