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表面淬火是指被處理工件在表面有限深度範圍內加熱至相變點以上，然後迅速冷卻，在工件表面一定深度範圍內達到淬火目的的熱處理工藝。

對於鋼鐵材料而言，表面淬火是指用特殊的加熱方式將鋼表面快速加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上，隨後快速冷卻，使鋼鐵表層發生馬氏體相變，生成硬化層。淬火後的鋼鐵材料表面會有一定深度的M組織，心部仍保持淬火前的組織狀態。

一。 表面淬火型別

根據表面能量的形式不同，分為：

（1）

感應加熱表面淬火

以電磁感應原理在工件表面產生電流密度很高的渦流來加熱工件表面的淬火方法。

（2）

火焰淬火

用溫度極高的可燃氣體火焰直接加熱工件表面的表面淬火方法。

（3）

電接觸加熱表面淬火

當低電壓大電流的電極引入工件並與之接觸，以電極與工件表面的接觸電阻發熱來加熱工件表面的淬火方法。

（4）

電解液加熱表面淬火

工件作為一個電極（陰極）插入電解液中，利用陰極效應來加熱工件表面的淬火方法。

（5）

鐳射加熱表面淬火

利用聚焦後的鐳射束作為熱源照射在待處理工件表面，使其需要硬化部位溫度瞬間急劇上升而形成奧氏體，隨後經快速冷卻獲得晶粒細小的馬氏體或其他組織的淬硬層過程的熱處理加工技術。

（6）

電子束加熱表面淬火

電子束在很短時間內轟擊表面，表面溫度迅速升高，而基體仍保持冷態。當電子束停止轟擊時，熱量迅速向冷基體金屬傳導，從而使加熱表面並自行淬火。

（7）

等離子束加熱表面淬火

採用高能量密度的等離子束為熱源，形成超音速射流，掃描金屬表面，使其以極快的速度達到奧氏體化溫度，熱源隨即移開，熱量立即向工件深處和未加熱部分傳導，被加熱的工件區域性表層迅速冷卻，該區域的奧氏體便轉變成馬氏體並被強化，硬度大幅度提高。

二。

表面淬火原理

1。 鋼在非平衡加熱時的相變特點

（1）在一定的加熱速度範圍內，臨界點隨加熱速度的增加而提高。

（2）奧氏體成分不均勻性隨著加熱速度的增加而增大

快速加熱時，鋼種、原始組織對奧氏體成分的均勻性有很大影響。對熱傳導係數小，碳化物粗大且溶解困難的高合金鋼採用快速加熱是有困難的。

（3） 提高加熱速度可顯著細化奧氏體晶粒

①過熱度大→奧氏體晶核不僅在鐵素體/碳化物相介面上形成，而且也可能在鐵素體的亞晶界上形成，因此使奧氏體的成核率增大；

②加熱時間極短→奧氏體晶粒來不及長大；

（4）快速加熱對過冷奧氏體的轉變及馬氏體回火有明顯影響

快速加熱使奧氏體成分不均勻及晶粒細化，降低了過冷奧氏體的穩定性，使C曲線左移。對於亞共析鋼，相當於原F區出現低碳M，原P區出現高碳M。

2。 表面淬火的效能

（1）表面硬度

快速加熱，激冷淬火後的工件表面硬度比普通加熱淬火高。影響因素包括奧氏體成分不均勻性、奧氏體晶粒及亞結構細化。

（2）耐磨性

工件表面淬火後的耐磨性要比普通淬火的高。其影響因素為奧氏體晶粒細化、奧氏體成分的不均勻、表面硬度較高、表面壓應力狀態。

（3）疲勞強度

表面淬火可顯著地提高零件的抗疲勞效能，以及降低疲勞試驗時的缺口敏感性。

三. 應用

表面淬火一般用於處理中碳調質鋼和球墨鑄鐵。

常用表面淬火常用鋼及鑄鐵牌號

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