徐国1，郑卫刚2
（1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063；2.武汉理工大学 机械工程训练中心，湖北 武
汉 430063）
摘要：在实际生产中，对于截面变化较大的T8A钢制零件，水-油淬火后易出现变形和开裂的问题。通过对T8A钢进行油-水-油淬火试验，发现与水-油淬火相比，油-水-油淬火在保证T8A钢硬度的同时，能提高其韧性，减小变形和开裂。这对实际生产具有重要的指导意义。
关键词：T8A钢；油-水-油淬火；变形；硬度
Research on Performance of Oil-Water-Oil Quenching for T8A Steel
XU Guo1，ZHENG Weigang2
(1. Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; 2. Engineering Training Center, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China)
Abstract: In practice, for the quenching of T8A steel workpieces with great variant cross section, water-oil cooling usually cause deformation and cracks. By tests of oil-water-oil quenching for T8A steel, we found that compared with water-oil quenching, oil-water-oil quenching can effectively avoid cracks and reduce the deformation as well as meet the requirement of quenching hardness. This is of great importance for the production.
Key words: T8A steel; oil-water-oil quenching; deformation; hardness
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[1]。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，表现为径向跳动[2]。如果淬火后冷却，能在保证硬度的同时进一步提高韧性，将极大解决高碳钢现存问题。
1. 性能试验
1.1 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[3]。用洛氏硬度计测试硬度，用径向跳动测量仪测量径向跳动。测试结果平均值见表1。
表1 水-油淬火处理结果
Tab.1 water-oil quenching processing results
|
编号 |
硬度 |
径向跳动 |
|
1# |
64.1 |
1.2 |
|
2# |
61.7 |
1.6 |
|
3# |
63.5 |
1.1 |
|
平均值 |
63.1 |
1.3 |
1.2 T8A油-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2~3秒，再转入水中冷却2~3秒，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，用径向跳动测量仪测量径向跳动。测试结果平均值见表2。
表2 油-水-油淬火处理结果
Tab.2 oil-water-oil quenching processing results
|
编号 |
硬度 |
径向跳动 |
|
1# |
59.1 |
0.7 |
|
2# |
59.2 |
0.9 |
|
3# |
56.3 |
0.5 |
|
平均值 |
58.2 |
0.7 |
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[4]：
（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.结论
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，容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。
参考文献
[1]刘宗昌.钢件淬火开列机理.金属热处理,1990(8):3-9.
[2]李葆文.几种碳素钢零件的典型淬火开裂及分析.机械工人热加工技术资料,1978(4): 44-46.
[3]郑卫刚,吴 萍,唐绍洪,飞雕环保节能淬火术[J],热处理技术与装备,2010(6):60-62.
[4]陈春怀,盛伟成,褚媛平,油-水-油淬火冷却工艺方法在生产中的应用[J].传动技术,1995(1):
29-31.
