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磁场辅助淬火是目前复合场效应淬火中发展得比较成熟的工艺。超声波辅助淬火技术为复合场效应淬火提供了一个新方向。一方面,当超声波被导入淬火介质中时能产生“空化”效应,从而可有效地增大淬火介质的冷却速度;另一方面,由于在超声波辅助成型工艺中,超声波振动产生的能量可以被材料内部的位错吸收,加剧位错的运动促进塑性变形的发生,并且该振动可使材料内部的微粒活跃振动加快。因此本文针对于45钢,分别从两方面进行研究:一是在感应加热淬火过程中,将不同功率的超声波直接导入工件进行淬火;二是在电阻炉整体加热淬火时,向冷却介质中导入不同功率超声波进行淬火。探讨超声波的导入对淬火效果的影响机制。针对将超声波直接导入工件的淬火工艺,在45钢圆棒感应加热直至冷却的淬火全过程中,通过超声波辅助装置将不同功率超声波直接导入45钢工件,并对淬火后的试样进行微观组织观察、残余应力测试及力学性能测试等。结果表明:在未加超声波时,淬火后的显微组织以孪晶为主,但向工件中导入超声波后,淬火后的微观组织以板条马氏体为主且有渗碳体颗粒析出;在晶粒大小方面,向工件中导入超声波淬火会使晶粒变小;加波后工件表面的残余压应力、抗拉强度都呈增大趋势,淬硬层的宽度和深度也略有增大。在向工件中导入相同功率(450W)的超声波时,随着感应加热功率的增大,淬火后马氏体的形貌变得粗大,且晶粒尺寸、残余压应力、淬硬层宽度和深度逐渐变大,而抗拉强度则先增大后减小。针对将超声波直接导入冷却介质的淬火工艺,首先对小尺寸(8mm×10mm×30mm)的45钢工件在不同温度下加热保温后进行水淬研究,确定最为合适的奥氏体化温度为840℃;然后将不同功率超声波导入冷却油中对小尺寸45钢工件进行油淬,结果表明:淬火后马氏体含量增多、屈氏体含量减少;硬度变大;抗拉强度变大;但断后延伸率变小。且随着被导入的超声波功率的增加,超声空化越显著,从而使得改善作用也更明显。对于(37)30mm×100mm大尺寸45钢试样而言,与常规水淬相比,当超声波导入冷却水时,使得淬火后试样表层的马氏体含量变高,且淬透层深度变大,可以有效改善水冷淬火的效果。被导入水中的超声波功率越大,淬火后改善作用越明显。