T8A钢油－水－油淬火性能的研究

武汉理工大学能源与动力工程学院(湖北 430063)徐 国

武汉理工大学机械工程训练中心(湖北 430063）郑卫刚

淬火工艺是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后快速冷却以获得高硬度的马氏体的热处理工艺。选择淬火冷却方法的原则是在大于临界冷却速度、保证淬硬的前提下，冷却速度尽可能小，以防止开裂和变形。目前，水淬、油淬和水-油淬是淬火工艺里常用的方法，通常根据工件性能要求的不同而选择。油淬保证韧性，水淬保证硬度，水-油淬则在保证硬度的同时提高韧性。高碳钢淬火开裂倾向严重，在生产实际中常常对其采用水-油淬火的方法，但由于零件的实际冷却速度与其实际形状和尺寸密切相关，对于截面变化较大的零件，水-油淬火仍易使零件变形和开裂，表现为径向圆跳动。如果淬火后冷却，能在保证硬度的同时进一步提高韧性，将极易解决高碳钢现存问题。

1.性能试验

（1）T8A钢水-油淬火处理 选取T8A钢φ18mm测试棒3根，编号1#、2#、3#，分别进行水-油淬火处理。按照T8A钢淬火工艺，将测试棒放入加热箱中加热至800℃，保温8min。然后出炉，在水中冷却4～5s，再转入油中冷却。留有一定温度空冷，以保证部分回火，减小热应力。用洛氏硬度计测试硬度，用径向圆跳动测量仪测量径向圆跳动。测试结果平均值见表1。

（2）T8A油-水-油淬火处理 选取T8A钢φ18mm测试棒3根，编号4#、5#、6#，分别进行油-水-油淬火处理。将测试棒放入加热箱中加热至800℃，保温8min。然后出炉，在油中预冷2～3s，再转入水中冷却2～3s，最后转入油中冷却。留有一定温度空冷，以保证部分回火，减小热应力。用洛氏硬度计测试硬度，用径向圆跳动测量仪测量径向圆跳动。测试结果平均值见表2。

试验结果表明，与水-油淬火相比，油-水-油淬火使工件硬度稍有降低，但韧性提高，可有效防止裂纹与变形。

2.性能分析

工件在油-水-油淬火冷却过程中各阶段所发生的变化如下：

表1 水-油淬火处理结果

表2 油-水-油淬火处理结果

（1）油冷 加热至800℃的工件在油中缓慢冷却至600℃左右，外缘生成细小马氏体。同时由于工件各部分的温差降低，热应力减小。

（2）水冷 工件快速冷却，躲过冷却曲线的鼻尖，抑制非扩散性相变以生成马氏体。

（3）油冷 工件缓慢冷却，组织应力减小，淬火变形降低。

因此，油-水-油淬火能使工件在保证硬度的同时具有良好的韧性，可有效防止裂纹与变形。

3.结语

采用水淬油冷的方法对高碳钢进行淬火处理，对于截面变化较大的零件来说，易出现变形和开裂的问题。采用油-水-油淬火工艺，既可保证零件的硬度，又能使其韧性进一步增加，变形和开裂减少。T8A钢在生产生活中应用广泛，将此淬火工艺应用到实际中，必将改善零件性能，提高生产效率。