316不銹鋼管

　　表面淬火作為表面處理的一種重要處理手段，在316不銹鋼管上得到廣泛應用，通過表面淬火處理，能在機械零部件表層形成一定厚度的淬硬層，使表層有別于心部的力學性能和組織，達到“外強內韌”的效果。目前在工業上應用較多的表面淬火方法有火焰加熱表面淬火、感應加熱表面淬火、激光表面強化熱處理和等離子弧表面淬火等。火焰加熱由于溫度難控制，容易使工件表面過熱，冷卻后產生較大的殘余應力，所以逐漸被淘汰。感應加熱表面淬火是利用電磁感應在工件內產生渦流而將工件進行加熱，加熱速度快，熱應力小，但感應線圈要求與工件外形匹配，因此通用化程度不高。激光及等離子弧同屬于高密度熱源，利用這類技術進行表面淬火，加熱冷卻速度快，因此脫碳量少、熱變形小，應用前景較為廣闊。316不銹鋼管的原理不同于以上任何一種表面淬火方法，它是利用接觸電阻熱來加熱零件表面，而利用被淬火零件本身的熱傳導冷卻達到表面淬火的目的。該項技術在20世紀由蘇聯科學家提出后，于20世紀70~80年代在機床導軌的表面淬火領域應用廣泛。雖然很長一個階段發展緩慢，但由于該技術投入少，加熱效果好，淬火后不需磨削等優勢，仍舊有一些企業自制設備加以應用。

　　實驗設備系某高校自行研制。新設備變壓器最大功率達到200kW，空載輸出電流20kA以上，因而可處理一些直徑較大的軸類零件，淬火工藝也更為穩定。實驗用工件材料為316不銹鋼管，尺寸為Φ30mm×1000mm，供貨態為球化退火態，基體硬度為210～240HV0.2。對316不銹鋼管進行電接觸表面淬火，在功率40kW、線速度0.1m/min(工件轉速1r/min，Φ30mm)，壓力2000N的淬火參數下，工件出現明顯的淬硬區，平均硬度834HV0.2，由于316不銹鋼管含量不高，如此高的硬度說明形成了馬氏體組織，且馬氏體中碳含量較高，即以孿晶馬氏體為主。

　　新設計的單邊雙電極電接觸強化設備，能減小工件直徑對電流的影響，變壓器額定功率的擴大及通用于一般軸類零件的整體設計，擴大了電接觸表面淬火的應用范圍。316不銹鋼管經單邊雙電極電接觸表面淬火，淬硬層金相組織由球化退火組織轉變為細小的隱針馬氏體組織。通過研究工藝參數對單邊雙電極電接觸表面淬火效果的影響，發現其金相組織可以達到316不銹鋼管淬火熱處理的要求，淬硬層硬度及梯度也較為合適，證實了單邊雙電極電接觸表面淬火工藝完全可行。

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