建立時間: 2007-07-05 16:57:29

淬火油的選用與管理(四)
黃立燈

曾經長期任職中油公司的黃立燈先生，浸研潤滑油知識多年，具有豐富的學養與實務經驗。此次經本社情商，將陸續在月刊中批露大作，敬請期待！

(二) 等溫狀態與S曲線

1.沃斯回火

2.麻回火
在Ar"點以下即為Ms—Mf之間的熱浴淬火（hot bath quenching）至沃斯田鐵完成變態，保持一定時間後空冷的方法。由於麻田散鐵的自行回火（在淬火的途中把工件拉起，俟出現適當顏色時再放進水中急冷，此稱為自行回火。），由於應力的去除，殘留沃斯田鐵之“下變軔鐵化”，而得不燒裂、硬又軔性高的組織，是回火麻田散鐵與下變軔鐵的混合組織。

3.麻田淬火
把鋼件以Ms點以上的熱浴淬火，把沃斯田鐵過冷，俟鋼件內外的溫度與熱浴溫度相同時，放置於空氣中冷卻，使變態慢慢進行的方法。通常此後繼續進行回火。由於慢慢均勻的麻田散鐵化，所以，不會發生裂痕也少有淬火應變。

(三) 質量效果與淬火性能

圖13是含碳量約0.4％之碳鋼（S40C）與Cr—Mo鋼（SCM4），直徑13mm及25mm的圓棒，用水或用油淬火時的斷面硬度的分布情形。例如S40C的水淬火，圓棒的直徑自13mm增加至25mm時，淬火硬度全面下降，同時表面與中心部的硬度差異明顯。如此，依被處理材的質量而產生熱處理效果差異的現象，亦即不能使全截面皆得完全的淬火效果。這現象一般稱為質量效果（mass effect）。從圖13可知道S40C的質量效果大，SCM4的質量效果小。為什麼會產生如圖13的淬火硬度差異呢？支配淬火硬度的有三個要素：1.鋼本身的淬火性，2.淬火的冷卻方法，3.鋼棒的直徑。

其中，淬火冷卻方法與直徑的大小之兩個因素，是由離鋼棒中心有一定距離的圓周部的冷卻速度來代表，所以鋼本身的淬火效果與冷卻速度的兩個要因，決定了鋼的淬火性能（hardenability）。僅以鋼本身的淬火效果來考慮時，這淬火效果稱為鋼的淬火性能。以上述為例，S40C的淬火性能小，SCM4的淬火性能大。

淬火性能大的鋼，對直徑大的鋼棒，中心部也容易淬火，而淬火硬度也少有降低，換言之，即為質量效果小。與此相反，淬火性能小的鋼是質量效果大，淬火效果難達鋼中心部。



圖13 含碳量相同的碳鋼與Cr-Mo鋼棒的淬火後之斷面硬度的分布情形。

註：S40C；C 0.39％，Mn0.71％ SCM4；C 0.41％，Cr1.01％ Mo0.24％

一、淬火油的使用與管理

淬火液是影響淬火效果的重要因素。在熱處理上，加熱後的冷卻是與加熱一樣，是最為基本的操作。一般來說，鋼的熱處理是用加熱冷卻相互配合操作來完成，冷卻速度也同加熱速度一樣，應依熱處理的目的作適宜的決定。目前礦油是最為代表性的淬火液。由於環保問題，礦油與水將很快的被合成淬火液，如Polyglycol、Polyacrylate等取代。

(一) 淬火油的選擇

如果淬火油的選用不正確，會導致工作之淬火硬度不均勻、變形、裂痕、淬火成品表面光輝不佳等情形。