3-7 质量效应与合金元素的关系

由于上次介绍的淬透性是钢材本身的特性，所以试件的尺寸、形状和淬火加热温度由JIS规定，淬火冷却是从试件一端喷射冷却。被认为是无限的。另一方面，质量效应是指硬化层深度因截面尺寸大小而不同的程度，不仅影响钢材的特性，而且影响加工过程中的加热和冷却条件。淬火。

对于淬透性较差的钢种，不仅内部硬度而且表面硬度随着横截面尺寸的增加而降低。这样，淬火硬化程度因加工材料的大小而不同是由于冷却速度的不同，而程度因钢种而异。

向内淬火硬化的程度一般以临界直径来估计。临界直径是直到中心可以获得50%或更多的马氏体的更大直径。如表1所示，影响临界直径的因素包括与材料有关的因素和与淬火条件有关的因素。

表 1 影响临界直径的因素及其影响

图1显示了直径为25毫米、长度为55毫米的各种机械结构钢在850°C淬火时在中心部分横截面的硬度分布。S45C的硬度从表面到中心急剧下降，呈明显的U形。但是，很明显，SCM435和SNC631的硬度向中心方向略有下降，但程度非常小。这样，即使直径约为 25 mm，也可以观察到钢种之间的明显差异，合金元素在质量效应中的重要作用显而易见。

图1 850℃淬火后各种机械结构钢的横截面硬度分布

淬火操作中使用的冷却剂是水、油或盐（盐浴），其中水的冷却能力更高。此外，搅拌越强，冷却能力越大，因此在急冷时搅拌冷却液是正常的。

图 1 显示了碳钢 S45C 对三种冷却液的硬度分布。从图中可以看出，水冷的整体硬度高于油冷或盐冷的，证明水的冷却能力更大。在合金钢的情况下，只显示油冷曲线，因为其他冷却剂可以获得几乎相同的硬度转变曲线。

机械结构钢的标准淬火温度比A3转变点高50℃左右，但在大型加工产品的情况下，可以通过在更高温度下加热来提高淬火温度，这在质量效应方面是有利的. 例如，图 2 显示了 S45C 在 800 至 900 ℃水淬后的横截面硬度分布。无论淬火温度如何，表面硬度都获得相同的值，但可以看出，淬火温度越高，内部硬度越高。

图2 淬火温度对S45C截面硬度分布的影响