发布时间 : 星期四 文章钢的热处理更新完毕开始阅读c3c1664d2b160b4e767fcf9a
等。
3、淬火方法
根据钢材成分及对组织、性能和钢件尺寸精度的要求，在保证技术要求规定的前提下，应选择简便而经济的淬火方法。现将常用的淬火方法简要介绍如下：
（1）单介质淬火。将已奥氏体化的钢件在一种淬火介质中冷却的方法，如图2-9①所示。例如，碳素钢在水中淬水，合金钢在油中淬火等。这种淬火方法主要应用于形状简单的钢件。
（2）双介质淬火。将工件加热，奥氏体化后先浸入冷却能力较强的介质中，在组织即将发生马氏体转变时立即转入冷却能力弱的介质中冷却的方法，称为双介质淬火（图2-9②）。如先在水中冷却后在油中冷却的双介质淬火。它主要适用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。
（3）马氏体分级淬火。工件加热奥氏体化
后浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，保持适当时间，在工件整体都达到冷却介质温度后取出空冷以获得马错体组织的淬火方法，称为马氏体分级淬火，如图2-9③所示。马氏体分级淬火能够减小工件中的热应力，并缓和相变产生的组织应力，减少了淬火变形，适用于尺寸比较小且形状复杂的工件的淬火。
（4）贝氏体等温淬火。工件加热奥氏体化后快冷到贝氏体转变温度区间等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火，如图2-9④所示。
4、冷处理
冷处理是指工件淬火冷却到室温后，继续在一般制冷设备或低温介质中冷却的工艺。冷处理的主要目的是消除和减少残余奥氏体，稳定工件尺寸，获得更多的马氏体。如量具、精密轴承、精密丝杠、精密刀具等，均应在淬火之后进行冷处理，以消除残余奥氏体。 2.4.2 钢的淬透性与淬硬性
钢的淬透性是评定钢淬火质量的一个重要参数，它对于钢材选择，编制
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热处理工艺都具有重要意义。淬透性是指在规定条件下钢试样淬硬深度和硬度分布表征的材料特性。换句话说，淬透性是指在规定条件下钢试样淬硬深度和硬度分布表征的材料特性。换句话说，淬透性是钢材的一种属性，是指钢淬火时获得马氏体的能力。钢淬火后可以获得较高硬度，不同化学成分的钢淬火后所得马氏体组织的硬度值是不相同的。以钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特性，称为淬硬性。淬硬性主要与钢中碳的质量分数有关，更确切地说，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的碳的质量分数的多少。奥氏体中碳的质量分数越高，钢的淬硬性越高，淬火后硬度值也越高。
由于淬硬性和淬透性是两个不同的概念，因此必须注意：淬火后硬度高的钢，不一定淬透性就高；而淬火后硬度低的钢，不一定淬透性就低。 2.4.3 淬火缺陷
工件在淬火加热和冷却过程中，由于加热温度高，冷却速度快，很容易产生某些缺陷。在热处理过程中设法减轻各种缺陷的影响，对提高产品质量有实际意义。
一、过热与过烧
工作在热处理加热时，由于加热温度偏高而使晶粒过度长大，导致力学性能显著降低的现象称为过热。工件过热后形成粗大的奥氏体晶粒，需通过正火和退火来消除。
工件加热温度过高，致使晶界氧化和部分溶化的现象称为过烧。过烧工件淬火后强度低，脆性大，并且无法补救，只能报废。
过热和过烧主要都是由于加热温度过高引起的，因此，合理确定加热规范，严格控制加热温度和时间可以防止过热和过烧。
二、氧化与脱碳
工件在加热时，介质中的氧、二氧化碳和水蒸气等与之反应生成氧化物的过程称为氧化。工件在加热时介质与其表层的碳的质量分数降低的现象称为脱碳。
氧化使工件表面烧损，增大表面粗糙度参数值，减小工件尺寸，甚至使工件报废。脱碳使工件表面碳的质量分数降低，使力学性能下降，引起工件早期失效。防止氧化与脱碳的措施主要有两大类：第一类是控制加热介
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质的化学成分和性质，使之对工件不发生氧化与脱碳反应，如采用可控气氛、氮基气氛等；第二类是工件表面进行涂层保护和真实加热。
三、硬度不足和软点
钢件淬火后硬度达不到技术要求，称为硬度不足。加热温度过低或保温时间过短；淬火介质冷却能力不够，工件表面氧化脱碳等，均容易使工件淬火后达不到要求的硬度值。钢件淬火硬化后，其表面存在硬度偏低的局部小区域，这种小区域称为软点。
工件产生硬度不足和大量的软点时，可在退火或正火后，重新进行正确的淬火，即可消除硬度不足和大量的软点。
四、变形和开裂
变形是淬火时工件产生形状或尺寸偏差的现象。开裂是淬火时工件产生裂纹的现象。工件产生变形与开裂的主要原因，都是由于热处理过程中工件内部存在着较大的内应力造成的。
热应力是指工件加热和（或）冷却时，由于不同部位出现温差而导致热胀和（或）冷缩不均所产生的应力。相变应力是热处理过程中，因工件不同部位组织转变不同步而产生的内应力。
工件在淬火时，热应力和相变应力同时存在，这两种应力总称为淬火应力。当淬火应力大于钢的屈服点时，工件就会发生变形；当淬火应力大于钢的抗拉强度时，工件就会产生开裂。
为减少工件淬火时产生变形和开裂的现象，可以从两个方面采取措施：第一，淬火时正确编制加热温度、保温时间和冷却方式，可以有效地减少工件变形和开裂现象，第二，淬火后及时进行回火处理。
2．5 回 火
回火是指工件淬硬后，加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。淬火钢的组织主要由马氏体和少量残余奥氏体组成（有时还有未溶碳化物），其内部存在很大的内应力，脆性大，韧性低，一般都不能直接使用，如不及时消除，将会引起工件的变形，甚至开裂。回火是紧接淬火之后进行的，通常也都是零件进行热处理的最后一道
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工序。其目的是消除和减小内应力，稳定组织，调整性能，以获得强度和韧性之间较好的配合。
2.5.1 钢在回火时组织和性能的变化
工件淬火之后，其中的马氏体与残余奥氏体都是不稳定组织，它们有自发向稳定组织转变的趋势，如马氏体中过饱和的碳要析出、残余奥氏体要分解等。为了促进这种转变可进行回火。回火是一个由非平衡组织向平衡组织转变的过程，这个过程是依靠原子的迁移和扩散进行的。回火温度越高，扩散速度就越快；反之，扩散速度就越慢。
随着回火温度的升高，淬火组织将发生一系列变化。根据组织转变的情况，回火一般分为四个阶段：马氏体分解、残余奥氏体分解、碳化物转变、碳化物的聚集长大和铁素体的再结晶。
一、回火第一阶段（≤200℃）－马氏体分解
在80℃以下温度回火时，淬火钢没有明显的组织转变，此时只发生马氏体中碳的偏聚，而没有开始分解。在80～200℃回火时，马氏体开始分解，析出极细微的碳化物，使马氏体中的碳的质量分数降低。
在这一阶段中，由于回火温度较，马氏体中仅析出了一部分过饱和的碳原子，所以它仍是碳在α－Fe中的过饱和固溶体。析出的极细微碳化物，均匀分布在马氏体基体上。这种过饱和度较低的马氏体和极细微碳化物的混合组织称为回火马氏体。
二、回火第二阶段（200～300℃）－残余奥氏体分解
当温度升至200～300℃时，马氏体分解继续进行，但占主导地位的转变已是残余奥氏体的分解过程了。残余奥氏体分解是通过碳原子的扩散先形成偏聚区，进而分解为α相和碳化物的混合组织，即形成下贝氏体。此阶段钢的硬度没有明显降低。
三、回火第三阶段（250～400℃）－碳化物转变
在此温度范围，由于温度较高，碳原子的放散能力较强，铁原子也恢复了扩散能力，马氏体分解和残余奥氏体分解析出的过渡碳化物将转变为较稳定的渗碳体。随着碳化物的析出和转变，马氏体中碳的质量分数不断降低，马氏体的晶格畸变消失，马氏体转变为铁素体，得到铁素体基体内分布着细小粒状（或片状）渗碳体组织，该组织称为回火托氏体。此阶段淬
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