感應加熱表面淬火處理在保證工件基體具有優良的強度、塑性、韌性的同時，提高了工件的表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。感應加熱表面淬火在馬氏體不銹鋼制零件中的應用越來越廣泛。

 2Cr13、3Cr13、0Cr13Ni4Mo、0Cr17Ni4Cu4Nb等馬氏體不銹鋼和馬氏體沉淀硬化不銹鋼均可采用感應加熱表面淬火。

一、感應加熱原理

 當感應圈中通過交變電流時，在其周圍和內部（如感應圈中的工件）就產生與電流變化頻率相同的交變磁場，這個磁場又使工件內部產生電場即感應電動勢，由于金屬是導體，這個電動勢又會在工件內部產生電流。這種電流的電路在工件內部是閉合的，又稱之為渦流。渦流使工件產生大量的熱。對鋼鐵材料（鐵磁材料）來說，除渦流的熱效應外，還存在“磁滯現象”引起的熱效應。

 渦流有其特點，如表面效應（集膚效應）使渦流會集中在表面一定深度，叫渦流透入深度，這個深度也稱電流透人深度δ,電流透入深度δ與交變電流頻率f、工件材料的電阻率p及導磁率μ有一定的關系。

 鋼鐵材料的電阻率p與溫度成正比，隨材料溫度的升高而增加，而磁導率μ在失磁點以下基本不變，但到失磁點時突然下庫，約為1,因此，當工件溫度達到失磁點時，渦流透入深度δ明顯增加。

 無論是在失磁點以下的溫度還是在失磁點以上的溫度，渦流都集中在工件表層中，隨與表面距離的增大而急劇下降。可以近似地認為，渦流只在δ的薄層中通過，層外沒有渦流。而渦流所產生的熱量與渦流強度的平方成正比，所以，自表面向里，由渦流產生的熱量下降更快、更明顯，甚至有人認為，渦流產生熱量的85%以上集中在δ的厚度內。

 感應渦流的特性決定了感應加熱過程為透人式加熱和傳導式加熱并存的加熱過程。

 當感應圈內的工件產生渦流的瞬間，渦流集中在工件的表面層，且表面最強，向里逐漸減弱，工件表面溫度開始升高，當表面溫度升高至失磁溫度時，加熱層被分為兩層，即最外層的失磁層和與其相連的未失磁層。由于失磁層的渦流強度顯著下降，使得最大渦流強度及加熱最強烈的地方轉移至兩層交界處，這時，該處溫度又快速上升，從而使加熱高溫層向內移動，這種因渦流強度向內不斷移動而引起工件加熱層向內移動的工件加熱方式稱“透人式加熱”。當失磁高溫層厚度超過熱態電流透入深度δ后繼續加熱時，熱量總是在δ層中析出，促使該層溫度不斷升高。

 在這種透人式加熱使工件表層溫度升高的同時，還存在正常的熱傳導過程，使加熱層的厚度不斷向里延伸，從而完成感應加熱工件表面達到淬火溫度的全過程。

 感應加熱的表面加熱層是在失磁條件下進行的，加熱很緩慢，而又是依靠渦流強度向內移動的方式傳遞熱量的，所以，表面過熱小。

二、鋼在感應加熱時的組織轉變特點

 感應加熱的一個重要特征是加熱速度快，而鋼的組織轉變與加熱速度有重要的關系，所以，鋼在感應加熱時的組織轉變有與普通加熱不同的特點。

1. 感應加熱時奧氏體形成的特點

有研究表明，由于感應加熱速度快，鋼的相變點A_c1、A_c3、A_cm 的溫度升高，即奧氏體的轉變溫度升高，而且轉變的溫度花固更寬廣。在加熱溫度相同的條件下，加熱速度越快，珠光體中的鐵素體轉變成奧氏體后，組織中的滲碳體越難充分溶解。奧氏體中的成分不易均勻化。

 在快速加熱條件下，由于轉變溫度升高，過熱度大，奧氏體的形核和長大速度都會增加，但形核速度比長大速度快得多，所以，奧氏體晶粒會更細一些。

2. 馬氏體不銹鋼的感應加熱特點

 馬氏體不銹鋼成分中含有大量的鉻、鉬、鎳等合金元素，在平衡狀態下（如退火狀態），合金元素在鐵素體和碳化物中的分布不同。形成碳化物的元素，鉻、鉬等集中分布在碳化物中，不形成碳化物的元素，鎳等集中分布在鐵素體中，加熱形成奧氏體后，在原碳化物部分，形成碳化物元素濃度高，不形成碳化物元素濃度低。同時，合金元素在奧氏體中的擴散速度比碳慢。所以，在感應快速加熱時，要使奧氏體中的合金元素均勻化，應提高加熱溫度。

 馬氏體不銹鋼含合金元素多，奧氏體均勻化比碳鋼和合金結構鋼更困難。因此，感應加熱前具備良好的原始組織尤為重要。鋼加熱奧氏體形核是在鐵素體和滲碳體的交界面處，所以，原始晶粒越細小，鐵素體與滲碳體的相界面越多，奧氏體形核越多，而且，合金元素原子擴散距離也越短，奧氏體的形成和均勻化過程也就越快。可見，細晶粒的原始組織對提高感應加熱淬火的質量很重要。特別是如果原始組織粗大，有帶狀組織、魏氏組織、大塊鐵素體等情況時，感應加熱淬火容易產生過熱或淬火軟點組織不均等缺陷。

 因此，馬氏體不銹鋼感應加熱淬火前應進行調質處理。