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熱處理“四把火”之“淬火”工藝
2018-12-10 00:00:00 來源：高頻淬火 點擊：1906 喜歡：0
淬火工藝鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。
工藝過程：加熱、保溫、冷卻。
淬火的實質(zhì)是過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織。
淬火的目的：（1）大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求；（2）通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。
應(yīng)用范圍：淬火工藝應(yīng)用最為廣泛，如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鉆探機械、農(nóng)機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。
工件進行淬火冷卻所使用的介質(zhì)稱為淬火冷卻介質(zhì)（或淬火介質(zhì)）。理想的淬火介質(zhì)應(yīng)具備的條件是使工件既能淬成馬氏體，又不致引起太大的淬火應(yīng)力。
常用的淬火介質(zhì)有水、水溶液、礦物油、熔鹽、熔堿等。
● 水
水是冷卻能力較強的淬火介質(zhì)。
優(yōu)點： 來源廣、價格低、成分穩(wěn)定不易變質(zhì)。
缺點： 冷卻能力不穩(wěn)定，易使工件變形或開裂。在C曲線的“鼻子”區(qū)（500～600℃左右），水處于蒸汽膜階段，冷卻不夠快，會形成“軟點”；而在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)（300～100℃），水處于沸騰階段，冷卻太快，易使馬氏體轉(zhuǎn)變速度過快而產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，致使工件變形甚至開裂。當(dāng)水溫升高，水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質(zhì)（如油、肥皂、泥漿等），均會顯著降低其冷卻能力。
應(yīng)用： 適用于截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。
● 鹽水和堿水
在水中加入適量的食鹽和堿，使高溫工件浸入該冷卻介質(zhì)后，在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質(zhì)在高溫區(qū)的冷卻能力，其缺點是介質(zhì)的腐蝕性大。
應(yīng)用：一般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。可用作碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼工件的淬火介質(zhì)，使用溫度不應(yīng)超過60℃，淬火后應(yīng)及時清洗并進行防銹處理。
● 油
冷卻介質(zhì)一般采用礦物質(zhì)油（礦物油）。如機油、變壓器油和柴油等。機油一般采用10號、20號、30號機油，油的號越大，黏度越大，閃點越高，冷卻能力越低，使用溫度相應(yīng)提高。
● 單液淬火
是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質(zhì)種，一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液淬火介質(zhì)有水、鹽水、堿水、油及專門配制的淬火劑等。
優(yōu)點：操作簡單，有利于實現(xiàn)機械化和自動化。
缺點：冷速受介質(zhì)冷卻特性的限制而影響淬火質(zhì)量。
應(yīng)用：單液淬火對碳素鋼而言只適用于形狀較簡單的工件。
● 雙液淬火
是將奧氏體化工件先浸入一種冷卻能力強的介質(zhì)，在鋼件還未達到該淬火介質(zhì)溫度之間即取出，馬上浸入另一種冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻，如先水后油、先水后空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向，操作不好掌握，在應(yīng)用方面有一定的局限性。
● 馬氏體分級淬火
是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低于鋼的馬氏體點的液態(tài)介質(zhì)（鹽浴或堿浴）中，保持適當(dāng)?shù)臅r間，待鋼件的內(nèi)、外層都達到介質(zhì)溫度后取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火工藝，也稱分級淬火。
優(yōu)點：分級淬火由于在分級溫度停留到工件內(nèi)外溫度一致后空冷，所以能有效地減少相變應(yīng)力和熱應(yīng)力，減少淬火變形和開裂傾向。
應(yīng)用：適用于對于變形要求高的合金鋼和高合金鋼工件，也可用于截面尺寸不大、形狀復(fù)雜地碳素鋼工件。
● 貝氏體等溫淬火
是將鋼件奧氏體化，使之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間（260～400℃）等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝，有時也叫等溫淬火，一般保溫時間為30～60min。
● 復(fù)合淬火
將工件急冷至Ms以下獲得10％～20％馬氏體，然后在下貝氏體溫度區(qū)等溫。這種冷卻方法可使較大截面地工件獲得M+B組織。預(yù)淬時形成的馬氏體可促進貝氏體轉(zhuǎn)變，在等溫時又使馬氏體回火。復(fù)合淬火用于合金工具鋼工件，可避免第一類回火脆性，減少殘余奧氏體量即變形開裂傾向。
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