热处理常用计算公式.docx
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热处理常用计算公式
热处理常用计算公式
高斯误差函数〔根据菲克第一、第二定律及边界条件导出〕
注：
C在时刻t离外表距离为x处的浓度；Co——原始的
均一浓度；Cs恒定值的外表浓度
气体渗碳层深、温度、时间、碳势之相关经验公式
1.F.E哈里斯（）
〔H为渗碳层深〕
〔D为全渗碳层深〕
⑴H二bboe"287/T\t
（2）D=31.6&/lO（67O0T）
〔「’F•4bo,金兰绝对温度〕
⑶D=800Jt/lO〔3700t〕〔t为开尔文绝对温度〕
2.公式简化
（1）H二0.457讥（t=870C）
⑵H二0.533\t（t=900c）
⑶H二0.635t（t=825c）
〔T为渗碳时间〕
H二0.46970.243t
4.真空渗碳经验公式
lx802.^/t
/八dt=
（1）（6700、
10
11.5T+492丿
C[co
注：
dt为总渗碳深度〔mm〕；tc为渗碳期时间〔h〕；t为渗碳总时间〔h〕；g为技术要求的外表碳浓度；T为工艺〔渗碳〕温度〔匸〕；Co为工件原始碳浓度。
扩散期时间为
td=t
5.渗碳深度数学模型［热加工工艺，1991〔4〕］［金属热处理，1997
〔4〕］
〔1〕20CrMnMo:
S二-0.61490.577310.5747C
〔2〕20CrMnTiS0.52480.557610.4218C?
s：
渗碳层深度〔mm〕t:
渗碳时间〔h〕s:
渗碳碳势〔%〕
6.几种渗碳钢渗层深度与渗碳时间对照表
〔1〕20Cr.20CrMnTi渗层深度与渗碳时间对照表
渗碳层深度6〔mm〕
强渗时间〔h〕
扩渗时间〔h〕
0.6~1.0（0.8）
2.0
1.0
0.8~1.2（1.0）
2.5
1.5
1.0~1.4（1.2）
3.0
2.0
1.2~1.6（1.4）
3.8
2.5
〔2〕15#、20#钢渗层深度与渗碳时间对照表
渗碳层深度6〔mm〕
强渗时间〔h〕
扩渗时间〔h〕
0.6~0.9（0.8）
3.0
0.5~1.0
0.8~1.2（1.0）
4.0
1.0
1.0~1.4（1.2）
5.0
1.0
1.2~1.6（1.4）
6.0
1.5
7.典型滴注式〔控制渗剂滴量〕气体渗碳工艺
930±109
C
o
880乜
T
I
排号
均温.
强渗
扩散
降温
\
甲醇
甲醇
煤油
甲醇
甲醇
〔A〕
〔B〕
〔C〕
〔D〕
（E）
*t/h
注：
A——180~200D/min翻开排气孔
B——160~180D/min关小排气孔
C——105~115D/min调节排气孔
D——120~130D/min
E——120~130D/min
三、反映淬透性的碳当量（Cep）计算
Cep=C〔6Mn115Ni^Cr^Mo'P
四、因态金属熔点的估算
七熔=1535-65[C]-30[P]-25[S]-20[Ti]-8[Si]-5[Mn]-4[N\]-2[V]-2[Mo]-8qB]-1.5[Gr]-1[W]-1300[H]-90[N]-8qO]C
五、金属再结晶温度与熔点的关系
（1）t再二0.4t熔-164C
（2）T再0.35~0.40T熔
六、几种强度（硬度）指标的简易换算
1.HB与二b的近似换算：
（1）轧制反锻钢件：
-b=3.4~3.6HB
（2）铸钢件：
匚b=3~4HB
（3）铬钼硅钢：
二b=3.5HB
⑷铬钼钢：
二b=3.3HB
（5）硬铝合金：
二b=3.7HB
（6）黄铜（合金）：
二b=5.3HB
（7）纯铜（紫铜）：
匚b=4.8HB
（8）灰口铸铁：
二b
2.HRC与二b（MPa）的换算：
二b=-801.24+50.8HRC
3.HRC与HV的换算：
“233HRC14500
HV=
100—HRC
七、4s#力学性能与回火温度的函数关系式
1.-b=2263.8-2.65t（MPa）（t为回火温度：
200~700C）
2.5=-11.39+0.066t（%）（t为回火温度：
200~700C）
3.HRC=75.46-0.09bt（t为回火温度：
200~700C）
4.HRC=（819-t）/10
八、钢的成分、回火温度与硬度三元回火方程式
HRC=75.5-0.094tC6.66W（C）
注：
HRC为洛氏硬度值；tC为回火温度；W（C）为钢的碳含量
或碳当量，对于合金钢，碳当量以下式计算：
Cep二C16Mn打CrMoVJNiCu
九、钢的临界点计算
1.下临界点的近似计算:
（1）
Ac,=72325[Si]15[Cr]30[W]40[Mo]50[V]-7[Mn]
-15[Ni]C
（2）Ac,=591301-25[Mn]40[Si]-26[Ni]42[6]C
A=723-18[Ni]-14[Cu]-12[Mn]8[W]16[Mo]20[Cr]
26[Si]55[V]C
（4）Ag=722—14[Mn]—14[Ni]22[Si]23[Cr]C
（5）A®=723-11[Mn]-17[Ni]29[Si]17[Cr]6[W]290[A]C
（6）Ae〔=755-33[C]-23[Si]-18[Mn]17[Cr]5[Mo]16[V]C
2.上临界点〔AC3〕的近似计算:
〔1〕Ac3=855-180[C]-14[Mn]-18[Ni]-2[CJ45[Si]C
Ac厂900-206[C]-15[Ni]-30[Mn]-11[Cr]-20[Cu]
45[Si]104[V]32[Mo]13[W]700[P]C
Ac3二930-395[C]-14[Mn]55[Si]6[Cr]25[Mo]
83[V]C
Ac厂910-320[C]-14[Ni]-12[Cu]-10[Mn]5[Cr]
7[W]14[Mo]18[Si]5[V]C
〔本经验公式适用于含碳量w0.40%的钢种〕
Ac3=782-150[C-0.40]-14[Ni]-12[Cu]-10[Mn]5[Cr]
7[W]14[Mo]18[Si]5[V]C
〔适用于含碳量〉0.40%的钢种〕
〔6〕Ac=854-180[C]44[Si]-14[Mn]-1.7[Cr]-18[Ni]C
〔7〕AC3=591538—323[C]—25[Mn]80[Si]-32[Ni]-3[C门C
〔仅适用于0.30~0.60%C,W2%Mn1%Si,w3.5%Ni,w
1.5%Cr,w1.5%Md的钢种〕
3.上临界点〔Acm〕的近似计算：
Acm=723340[x-0.80]-30[Ni]-18[Cu]-15[Mn]11[W]22[Mo]
30[Si]60[Cr]80[V]
〔式中X为钢的含碳量〕
4.贝氏体转变临界点〔Bs~Bf〕
〔1〕Bs=830-270[C]-90[Mn]-37[Ni]-70[C门-83[Mo]C
〔该公式仅适用于0.10~0.55%C,0.20~1.70%Mn,w5.0%Ni,
w3.5%Cr,w1.0%Mn的钢种〕
Bs=630-45[Mn]-35[Si]-40[V]-30[6]-24[Mo]-20[Ni]
-12[W]C
（3）Bs=830-270[C]-90[Mn]-37[Ni]-70[C门_83[Mu]C
B50二Bs=60C
Bf二Bs-120C
注：
当钢的成分为0.10~0.55%C,0.10~3.5%Cr,
0.20~1.70%Mn,0.10~5.0%Ni时，计算误差在士20~25C
5.马氏体转变临界点（Ms~Mf）
（1）Ms=520-320[C]-50[Mn]-30[Cr]-20[Ni]-S[Si]C
Ms=538_317[C]_33[Mu]-28[C门_17[Ni]_11[Si]_11[Mo]-11[W]C
（适用于合金结构钢的Ms点计算）
Ms二517-317[C]-33[Mn]-26[C门一16[Ni]-10[Si]-10[Mo]-10[W]C
（4）Ms=517—300[C]—33[Mn]-26[Cr]-16[Ni]-10[Si]-10[Mo]C
（5）Ms=520-50[Mn]-30[Cr]-20[NiMo]-S[CuSi]-320C
〔适用于0.20~0.80%C的工业用钢〕
（6）
（8）
（9）
Ms=5141-0.62C1-0.092Mn1-0.07Cr1-0.033Si
1-0.045Ni1-0.029Mo1-0.013WC
Ms=4951-0.62C1-0.07Cr1-0.092Mz1-0.029Mo
1-0.033Si1-0.013W1-0.045Ni1-0.012CoC
Ms=795-5500[C]-45[Mn]一35[V]-30[Cr]-20[Ni]-16[Mo]
—8[W]—5[Si]6[Co]15[Al]C
Ms=525-350[C-0.05]-45[Mn]-35[V]-30[Cr]-20[Ni]
-16[Mo]-8[W]-5[Si]6[Co]15[Al]C
（10）Mx二K-474[C]-33[Mn]-17[Ni]-17[C门-21[Mo]
Ms,K-561；M10,K=55仁3；M50,K=514一9；
M90,K=561；Mf,K=346一15；
（11）FeMs合金马氏体转变终3点：
Mf=650-560C-273C
6.马氏体形成量与形式温度的关系（工业用钢）
（1）“100=Ms-215=15C
（2）M90=Ms-103-10C
（3）M50=Ms-47-9C
（4）M1厂Ms-10-3C
十、常用钢的热处理回火方程式（50种）（黄春峰，热加工工艺，1993,
NO.3）
使用说明：
（1）钢村原材料化学成分及力学性能应符合国家技术标准要求
（GB.YB等），最大外径（或有效厚度）接近或小于临界直径；
（2）在淬火温度、回火时间与定值的条件下，回火方程仅适用于常规淬火、回火工艺；不可用于亚温淬火、复合热处理、形变热处理工艺等；
（3）在热处理过程中，还应选择正确的淬火介质，使冷却能力满足工艺要求；钢材要按要求预备热处理；除高速钢外，一般仅进行一次回火；
（4）考虑到随机因素影响，钢材热处理后，回火实际硬度和温度与
计算所得数据允许误差为w5%;
（5）H^HRC,Hq-HB,H3_HV,H^HRA
1
30#
855°C/水
H1=42.5-（%0T
2
40#
835°C/水
H1=65-%5T
3
45#
840°C/水
h1=62%00t2
4
L,
50
825°C/水
已=70.5-%T
5
60#
815°C/水
已=74-〔％5『
6
65#
810°C冰
也=78.3-%2T
7
20Mn
900°C/水
H4=85-（％T
8
20Cr
890°C/油
已①-绘丁
9
12CrZNi4
865"C/油
H1=72.5-（%0T
（Tw4009）
865°C/油
也=67.5-（%°T
（T>400°C）
10
18CrZNi4W
850X/油
Hi=48-（%20000厂
11
18CrZNi4A
870°C/油
H1=48-%000°t2
12
20CrMnTiA
870°C/油
H1=48%6000T2
13
30CrMo
880°C/油
H1=625-%6T
14
30CrNi3
830°C/油
已=600-〔篦T
15
30CrMnSi
880°C/油
H1=62-（%5T
16
35SiMn
850°C/油
H2=540-（%T
17
35CrMoV
850七/油
H2=637.5-（%T
18
38CrA
850°C/油
已=50.9-。
鬆皿十2
19
38CrMoAIA
930°C/油
Hl64—（%0T
（T<5509）
930X/油
已=95-%/
（T>5509）
20
40Cr
850"C/油
也=75-（%声
21
40CrNi
850乜/油
H1=63-%T
22
40CrNiMo
850°C/油
已=62.5-（%°T
23
50Cr
835°C/油
H1=63.5-（%5T
24
50CrVA
850°C/油
H1=73-（%4T
25
55SiMoV
850°C/油
H1=6°-（%0T
26
55SiMnMoV
870°C/油
H1=61-%5T
27
60SiZMn
860°C/油
H1=68-%250T2
28
65Mn
820°C/油
H1=74-%t
29
T7
810°C/水
比=77.5-％T
30
T8
800°C/水
H1=78。
丫
31
T10
780°C/水
比=827-%竹
32
T12
780°C/水
H1=72.5-%6T
33
CrMn
840°C/油
H1=67-%0T
（100°C34
CrWMn
830七/油
H1=69-%5T
35
Cr12
980°C/油
已=64-（%0T
（T<5009）
980°C/油
已=107.5-（%0T
（T>500°C）
36
Cr12MoV
1000°C/油
H1=65%T
（T<5009）
37
Cr12Mo
970X/油
H3=850-開T
（T<5009）
970X/油
H3=1267-（%T
（T>500°C）
38
3CrZW8V
1150°C/油
H3=1750-2T
（T<6009）
39
8Cr3
870°C/油
H1=68-（%50T
（T<5209）
870°C/油
也=148—（%T
（T>520°C）
40
8CrV
950°C/油
H3=800-（%T
41
9Cr3Si
865"C/油
H1=69-%0T
42
5CrNiMo
855"C/油
出=72.5-%6『
43
5CrMnMo
8559/油
H1=69-%oT
44
W18Cr4V
1280°C/油
已=93-（%1250旷
45
GCr15
850°C/油
已=733-（%T
46
1Cr13
1040七/油
（T<4509）
1040°C/油
也=1150-（%0T
（450°C47
2Cr13
1020P/油
已=150-（^T
（T>5509）
48
3Cr13
1020°C/油
出=62-（%）10仃2
（T>3509）
49
4Cr13
1020°C/油
H1=68.5-（2%110‘T2
（T>4009）
50
1Cr17Ni2
1060°C/油
也=60-（%/
（T>4009）
51
9Cr18
1060°C/油
已=62-%/
（T<4509）
1060°C/油
已=83-%/
（T>450°C）
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