以“感应淬火的失效确诊及防备：常用的补救措施、形状不规矩零件和规划不妥的影响”为议题。研讨会的方式为90 分钟的口头报告，接着是 15-20 分钟的问答环节。

　　第二场研讨会于 2021 年 5 月 11 日举办。以“感应热处理技能：根底与逾越”。会议方式为70 分钟的口头报告，然后是 30 分钟的问答环节。

　　第三场研讨会于 2021 年 5 月 20 日举办。标题：“电动轿车 (EV) 感应热处理的最新进展及展望”。首先是90 分钟的口头报告，然后是 15-20 分钟的问答。

　　参会人员包含与轿车职业相关的感应加热和热处理技能从业者、工程师、冶金专家、司理、失效剖析师和科学家。

　　运用电磁感应进行热处理的技能正在加快开展，以应对瞬息万变的商业环境所面对的新应战（图 1）。热处理商传统上用来评价感应设备的要素包含技能才干、功能一致性、交货期、机器寿数和价格。依据新近的职业趋势，在决议购买热处理设备时还得考虑其他要素，包含杰出的设备灵活性、零件的可追溯性、可持续性和数字通信体系，一起仍然满足对更高质量的产品、动力功率以及环保的要求。在这几回研讨会上，推出几个新开发的立异感应热处理工艺和体系，以及新的理论发现，并具有实践运用；也评论了与质量保证、进程监控和体系稳健性以及下降整体本钱和完结工业 4.0 运营战略方面相关的主题。

　　钢、铸铁和粉末冶金（PM）资料的淬火是感应热处理最遍及的运用之一。外表淬火的首要意图之一是在工件的特定区域构成马氏体层，以添加其硬度、强度和耐磨性，一起又让零件的其余部分不受工艺影响；而构成所需的紧缩剩余应力则是外表淬火的另一个重要方面。

　　知道了一切电磁现象的重要性，趋肤效应则代表了感应加热 (IH) 的根本特性。不巧的是，在许多专门论说感应加热的出版物中，电流和功率密度（热源）沿工件厚度/半径方向的散布往往被简化并以为从外表到工件呈指数递减。可是，这种常见的假定仅适用于具有稳定电阻率的均质非磁性固体。因而，脚踏实地地讲，这种假定仅适用于一些共同的状况，因为关于包含外表淬火在内的绝大多数感应加热运用，加热工件内总是存在显着的热梯度。这些热梯度导致电阻率和相对磁导率的非稳定散布。因而，因为被加热工件的物理特性存在非线性，指数热源散布的首要假定与其根本假定不符。

　　实践上，在感应加热的不同阶段，沿工件半径/厚度的热源散布或许具有共同的波形，这与一般假定的指数散布有很大不同。作为示例，图 2 显现了外表奥氏体化进程中不同阶段外表淬火直径为24 毫米碳钢轴时功率密度的径向散布。

　　热源的非指数（波形）散布对工艺参数、加热计划、终究温度散布和硬度形式的挑选具有显着影响。这是因为，假如外表淬火的频率挑选正确，奥氏体化层（非磁性层）的厚度小于当时在奥氏体化钢中的电流透入深度，而且在感应外表淬火的大部分加热循环时刻会发生波浪形热源散布。

　　我们应该知道到，从冶金学视点讲，有许多要素将感应淬火与代替热处理工艺区别开来。两个最显着的要素是：

　　因为感应淬火不会改动钢的化学成分，钢种有必要具有满足的碳和合金含量，才干到达必定的外表硬度、淬硬层深度以及心部硬度。

　　与代替的化学热处理工艺比较，快速加热具有必定的冶金含义，它极大地影响了奥氏体构成的动力学。

　　感应加热最吸引人的特色之一是其高出产率和在工件所需区域快速发生热量的才干。感应淬火运用中的加热强度一般超越 200°C/s（表 1），在某些状况下，可到达 1,800°C/s 乃至更高（例如，双频齿轮淬火）。

　　依据接连加热相变 (CHT) 图，快速加热显着影响奥氏体构成的动力学，使其向更高温度移动。不巧的是，一些热处理从业者不知道这些重要的图表。研讨会提醒了在为感应淬火运用挑选适宜温度的一起考虑钢的从前显微安排的热强度和细节（例如，退火、正火、淬火和回火）的重要性。

　　在对钢进行外表淬火时，结合有用的从前显微安排，快速加热速率和激烈淬火或许会导致所谓的超硬化现象。这种现象是指在外表淬火的状况下取得比经过硬化或一般所预期的硬度更高的硬度水平。因为这种现象，关于相同的钢成分，感应外表淬火零件的外表硬度或许比透热淬火钢给定碳含量的正常预期高 2 至 4 HRC（更典型的是 1 至 3 HRC）。

　　现在对超硬现象的知道尚不清晰，其来源尚未被冶金学家承认或在国际范围内广泛接受。可是，它现已在许多场合经过试验取得，并已供给了几种解说。在这些视频研讨会中，现已检查了显现超硬现象的必要条件并对其原因和优点进行了解说。

　　人们遍及以为，钢经淬火后的硬度水平跟着淬火强度的添加而添加。跟着冷却速度的强度添加而添加（从空冷到油淬再到水淬），估计硬度将跟从冷却强度。因而，彻底马氏体安排的硬度和强度高于代替相，但耐性和延展性较低。尽管这一般是一个正确的假定，但一些研讨人员的作业标明，在某些条件下，马氏体和下贝氏体的回火混合物的强度 (UTS) 能够超越单马氏体的强度（图 3），可是，能够比相应的均相更坚韧 [3]。

　　混合物的规矩，其间强度标明为组分相的加权平均值，并不能解说这种现象。几位科学家（包含 Edwards、Mutiu、Zhou、Bhadeshia 等）对这种现象的原因供给了解说。这些解说已在所供给的资料中进行了评论。

　　一般，客户要求设备制造商引证相同的体系对零件进行感应淬火和回火。能够运用相同的线圈和相同的电源对零件进行淬火和回火。在某些状况下，它是最佳的想象，而且具有显着的低本钱优势和更少的存储东西；可是，在其他状况下，它或许并不最适宜客户的要求。因为多种原因，在绝大多数运用中，规划用于淬火的感应器不用于回火。其间一些原因包含：

　　在感应淬火中，为了取得杂乱形状工件所需的硬度形式，需求重新分配电磁场，以便在特定区域引进更多能量。可是，淬火的最佳场散布或许不适宜回火。常常主张回火感应器不该只加热选定的硬化区域，而应加热更大的区域，乃至在某些状况下，乃至能够加热整个工件。因而，与淬火比较，回火或许需求显着不同的线圈规划和频率。

　　依据电源类型，当测验运用专为淬火运用而规划的逆变器以适宜回火的低功率水平（例如2%至5%）运转逆变器时，或许会呈现负载匹配约束。

　　为了优化热处理产品的冶金质量，与淬火比较，运用显着更低的频率进行感应回火是有利的，因为回火温度一直低于居里点。因为工件坚持其磁性，趋肤效应很显着。表2说明晰不同温度下中碳钢的典型电流透入深度（感应加热进程中发生最多热源的深度）与频率的联系：室温（20°C）、高温（620°C）以及超越Ac3点(900°C)的温度。对表2的剖析标明，运用显着较低的频率进行感应回火是有利的。除此之外，规划用于高频淬火的典型感应器或许在低频回火中体现欠安，反之亦然。一个破例是IFP技能的运用，其间逆变器能够立行将频率改动10倍以上。

　　回火是一个涣散驱动的进程；因而，完结它所需的时刻或许显着善于淬火。感应淬火或许需求几秒钟，但感应回火或许需求几十秒乃至几分钟。因而，假如运用相同的体系进行淬火和回火，则出产和电源运用率或许会受到影响。

　　快速加热会违背回火动力学，乃至或许会发生不接连的回火阶段 [1]，这或许对热处理人员有利。

　　感应回火被广泛接受的一个妨碍是一些冶金学家对更短时刻/更高温度的快速回火并不满足。他们以为加热整个零件并在必定温度下在炉中坚持数小时的更适宜。最近的研讨或许会改动这一观念。

　　可是，最近由国际各地的各种研讨人员进行的研讨标明，在高温（500 至 700°C 范围内）下快速回火能够显着进步冲击耐性，这要归功于位错康复和渗碳体粗化两者的推迟。这答应显着添加成核点的数量并促进细涣散的渗碳体颗粒的构成，削减晶界碳化物的数量并进步“耐性与硬度”比。快速回火还有助于显着削减乃至消除回火脆化 (TE) 现象。

　　除此之外，科罗拉多矿业学院的科学家最近进行的研讨标明，在 200 到 400°C 范围内或许呈现的不良现象，例如回火马氏体脆化 (TME) 能够最小化，在某些状况下，乃至能够经过运用来消除快速回火。据报道，SAE 4340 钢快速回火能够在 1.7 GPa 的强度水平下以超越 43% 的惊人起伏改进开裂行为并进步冲击耐性。与传统的慢回火钢比较，在 30 J 的冲击耐性下，强度 (UTS) 也显着进步 0.5 GPa 以上 [2]。

　　尽管估计内燃机轿车将在未来几十年仍然为轿车范畴的一部分，但应达公司正在为电动轿车市场调整感应热技能 [4]。电动轿车在加快或变速时会发生比内燃机轿车更高的瞬时扭矩。此外，电动轿车驾驶者能够真实享用平稳安静的功能。因为这些要素，有必要加强动力总成部件以接受额定的负载和应力，进步冶金功能，一起最大极限地削减变形和噪音特性。

　　在前面说到的视频研讨会中评论了将现代感应热处理运用于传统 ICE 轿车和电动轿车市场的不同方面，这些研讨会是由 应达公司为现代轿车职业的需求专门创立的，提醒了最近的理论发现和实践打破。

　　现在，有不计其数的十分成功的感应热处理设备每天出产数百万个零件，供应给各行各业。可是，新聘任的热处理从业人员、规划师、失效剖析员和工程师或许需求适当长的时刻来取得所需的专门知识和经历，以了解感应处理的精妙之处。新手轻视零件的特定几许特征和硬度形式，以及疏于了解不同工艺要素对热处理成果的影响，这或许会发生过错的成果。发现您的制品零件在热处理后开裂是令人懊丧的，不只浪费资源且价格昂贵。这些视频研讨会的意图是经过协助从事感应淬火和回火的专业人员更好地了解关键要素并了解感应热处理的最新开展，以最大极限地削减现场人员青黄不接的影响。