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淬火

是金属材料热处理中的其中一项。

一般来说,金属材料的普通热处理分为以下几种:

退火、正火、淬火、回火、调质等几种分类。

淬火是什么意思?

淬火是通过高温加热,使得金属内部组织在加温过程中逐步达到临界值3(简单用温度表示就是910度以上的温度)后,使得材料全部奥氏体化或者大部分奥氏体化(奥氏体化通俗解释就是软化),再通过冷却介质强行快速冷却。

在冷却到值(温度表示就是大约550度以下温度)时,产生高硬度的马氏体(马氏体化就是硬化)。大量的奥氏体转化为马氏体后,原来的金属材料的硬度和内部金相组织就完全发生了变化。硬度提高了,柔韧性就降低了。

这就是淬火的基本解释。

为什么大明朝的高级锻工们淬火不敢把温度提高到材料表面将将要发白的程度呢?(钢材加温到表面将将要发白的温度,基本上就是过了910度这个临界值。)

这里就涉及到了一个淬火后会发生剧烈的应力变形的问题了。

大明锻工们把这些中碳钢加热到700度左右的温度的时候,金属内部的奥氏体化其实已经开始均匀分布了,只是达不到大部分或者全部奥氏体化而已。

在奥氏体化软化不足的情况下,通过水冷的方式急速降温就使得马氏体化硬化的单位数量也不足。软化的数量不足导致了硬化数量的不足,也就必然的使得在硬化过程中剧烈收缩产生的应力也不多。材料本身就有足够的韧性去承受这种剧烈收缩所产生的应力,所以就不会开裂了。但是,同时也就使得淬火后的硬度达不到最佳值。

而大明锻工们不敢加热到3临界值910度的温度去淬火,主要的原因就是:因为,当金属材料全部或者大部分奥氏体软化后,急速冷却产生的剧烈应力会因为金属材料都去参与硬化了,没有足够数量的组织来承受这种硬化过程中所产生的应力撕扯。自然就“嘎嘣”一下,阿米豆腐了。

这就好比上战场,个个都去砍人头拿功劳,捡财宝装荷包了,没人去警戒探路。然后敌人杀个回马枪,不死才怪。

既然古代锻工们都没办法去解决这个应力过大导致开裂或者太脆的问题,陈刚又是如何做到的呢?

科学就是力量啊!

既然知道了3临界值910度可以全部或大部奥氏体软化,那么,要想达到理想的材料硬度,就必须要升温到这个值。

在急速降温过程中,马氏体全部转化成功的临界温度值550度以后,内部组织已经定型了。此时,最要命的就是硬化过程中产生的应力无法释放!这种应力会在继续冷却过程中发挥巨大的破坏作用!严重的时候会生生撕裂材料!

怎么办?

放心,不用凉拌的。陈少爷有办法!

既然知道硬化的临界值是550度,那么就在这个临界值上面做文章。

陈刚在把刀身浸入水中以后,并不是一下冷却到位的。而是仔细盯着刀身颜色的变化,直到刀身的暗红色将将要熄灭之时迅速离开水面。这个时候的温度就是值,大约550度往下一点!

达到这个值的时候,事实上,材料的硬化过程已经基本完成!

接下来的工作就是消除应力。

迅速离开水面,让刀身内部的余热和应力得以在常温下扩散、释放!

此时,刀身会有一个瞬间的颜色变化。表面发白的地方会很神奇的冒出黄色的油渍!这黄色的油渍就代表着马氏体在余热的作用下软化了少许。

正是这少许的软化,抵扣了巨大的应力变形,使得材料能不被应力撕裂。

在黄色的油渍开始出现后,陈刚迅速的把刀身浸入另一个水池的油里去。这是为了防止材料内部的余热过渡扩散,导致零件软化过度。

为什么放油里冷却,而不放回水里去呢?

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