20钢、45钢和T8钢是工厂生产中绝大部分零件的辅助用钢。在零件的制造过程中,零件的力学性能检验主要采用硬度检测。碳钢的淬火工艺是提高其力学性能的有效方法之一,实践证明零件经热处理后得到的硬度直接受含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度这四个因素的影响。本文通过对碳钢进行淬火试验,确定这些因素对碳钢硬度的影响。
实验用材料分别采用Φ10mm~Φ20mm的20钢、45钢和T8钢,以含碳量分别为0.20%、0.45%和0.80%讨论。热处理在SX2箱式电阻炉中进行;用HR-150A型洛氏硬度计测量硬度;用SG138-B4XB型金相显微镜观察组织。
随含碳量的增加,碳钢的硬度值也在增加。这是因为亚共析钢的组织是由不同数量的铁素体与珠光体组成的。随含碳量的增加,组织中珠光体数量相应增加,钢的硬度直线上升。
随淬火温度的升高,硬度先升高后下降。随冷却速度的加快,硬度迅速增加。
T8钢的含碳量最大,淬火后硬度最大。45钢的淬火温度过低或过高都会使硬度下降,淬火温度一般取850~860℃。冷却速度越大,碳钢的硬度越大,且变化较大。碳钢低温回火会得到更高的硬度。