槽鋼的硬度變化規律主要取決于其化學成分(特別是碳含量)和所采用的熱處理工藝。不同成分的槽鋼在不同工藝下,其硬度呈現出不同的變化趨勢。
成分與整體熱處理的影響
槽鋼的碳含量及其他合金元素是決定其能達到多高硬度的基礎。
碳含量?:碳是影響鋼硬度的最關鍵元素?。碳含量增加,淬火后形成的馬氏體增多,從而顯著提高硬度?。例如,?中碳鋼(如C60鋼)? 通過淬火處理可以獲得很高的硬度?。
合金元素?:加入鉻(Cr)、鉬(Mo)、錳(Mn)等元素能提高鋼的淬透性,使零件在淬火后整體硬度更高、更均勻?。鎳(Ni)則在提高強度的同時,有助于保持材料的韌性和塑性?。
淬火與回火(調質)?:淬火(快速冷卻)能大幅提高硬度,但后續必須配合回火來調整性能?。調質處理(淬火+高溫回火)?:能獲得回火索氏體組織,使材料具備良好的綜合機械性能,即較高的強度與良好的韌性、塑性相配合?。例如,16Mn鋼調質后硬度可達HB220-250?。
回火溫度?:隨著回火溫度升高,鋼的硬度總體呈下降趨勢。但在100℃左右回火時,高碳鋼的硬度可能因碳化物彌散析出而略有升高。
正火?:正火是加熱后空冷的過程,得到的組織主要是珠光體和鐵素體?。其目的是細化晶粒,硬度提升相對有限,通常低于調質處理?。例如,16Mn鋼正火后硬度通常在HB160-200之間?。
表面熱處理的影響
對于槽鋼,有時會通過表面處理來改變其表層性能。
表面淬火?:例如激光淬火,能顯著提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持較好的韌性?。
化學熱處理(如滲碳、滲氮)?:這些方法能改變工件表層的化學成分和組織。
滲碳淬火?:可使低碳鋼制作的槽鋼表面獲得高硬度(例如18CrNiMo7-6鋼表面硬度可達700 HV以上)?。
滲氮(氮化)?:通常在較低溫度(如500-580℃)下進行,滲氮后表面硬度很高。需要注意的是,滲氮溫度越低,通常獲得的表面硬度越高,但滲層深度會較淺。
規律總結
綜上所述,槽鋼的硬度變化主要有以下規律:
成分是基礎?:碳和合金元素含量決定了硬度的潛力。
淬火大幅提硬度?:但通常伴隨脆性,需回火調整。
調質優化綜合性能?:獲得高強度和良好韌性的組合。
正火適度增硬?:主要用于改善組織和切削性能。
表面處理強化表層?:可根據需要單獨或結合整體熱處理,賦予槽鋼表面特殊的高硬度、高耐磨或高耐腐蝕性能。





