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感應(yīng)熱處理為什么能提高零件的強度與壽命？
感應(yīng)熱處理加熱速度快，能獲得細化或超細化的奧氏體晶粒。許多研究資料表明，在鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變時，提高加熱速度使成核率提高，從而使奧氏體的起始晶粒尺寸明顯減小，例如電阻爐中加熱速度為0.03℃/s,825℃時奧氏體晶粒的平均面積為60μm2。鹽爐中加熱速度為2℃/s時，奧氏體晶粒的平均面積為40μm2。采用感應(yīng)加熱，升溫速度為6 ℃/s 時，奧氏體晶粒的平均面積為30μm2（相當(dāng)于12 級），當(dāng)然感應(yīng)加熱的零件升溫速度可以達到200℃/s ，甚至更高，因此其奧氏體晶粒更為細小。淬火后得到細致的馬氏體組織，再經(jīng)回火得到高度彌散的回火組織，由于晶界的強化作用，使零件的強度與韌性得到提高。表2是NiCrMo鋼（C 0.24%、Mn 0.8%、Si 0.26%、Ni 5.94%、Cr 0.74%、Mo 0.26 % ）采用爐中加熱淬火及感應(yīng)加熱淬火的機械性能比較。
表2 兩種熱處理的機械性能比較
機械性能 熱處理方法 | σ0.2/MPa | σb/MPa | δ/% | ψ/%
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爐中加熱750 ℃ 淬火，540℃回火lh ，水冷 | 1 372 | 1 577.8 | 18 | 63.1 |
感應(yīng)加熱，升溫速度11℃/s, 5 次循環(huán)加熱至760℃ 淬火，540 ℃ 回火1h ，水冷 | 1 734.6 | 1 822.8 | l8 | 61.3 |
感應(yīng)加熱表面淬火的零件，由于淬火層中馬氏體比容增大，能形成相當(dāng)大的殘余壓應(yīng)力，其最大值可達539-784 MPa ，實踐證明零件的疲勞強度與其表面壓應(yīng)力值有明顯的對應(yīng)關(guān)系，即壓應(yīng)力大，疲勞強度和疲勞壽命提高?，F(xiàn)以解放牌汽車半軸為例，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的半軸表面殘余壓應(yīng)力是245-343 MPa ，中頻感應(yīng)淬火的半軸表面殘余壓應(yīng)力是343-539 MPa ，在扭矩7 811 kN·m作用下，前者的疲勞扭轉(zhuǎn)壽命為（18.96- 42.5)×10次，后者為（112-300）×10次，提高了6-7倍。前者的疲勞強度為162.68 MPa，后者為311.64 MPa，疲勞強度提高了92%。