热处理的基本方法淬火与回火

贝氏体等温淬 火 ：
操作方法 ：
将钢件奥氏体化后，随之快冷到贝氏 体转变温度区间（260～400℃）等温保 持，使奥氏体转变为下贝氏体的淬火工艺 称为贝氏体等温淬火
特点及应用场合 ：
主要目的是强化钢材，使工件获得较 高的强度、硬度，较好的耐磨性和比马氏 体好的韧性，可以显著地减少淬火应力， 从而减少工件的淬火变形，避免淬火工件 的开裂，常应用于各种中、高碳工具钢和 低合金钢制造的形状复杂、尺寸较小、韧 性要求较高的各种模具、成形刀具等工件
为什么过共析钢淬火加热 温度在Ac1 + 30～50 ℃ ， 而不是Acm + 30～50℃？
(1)淬火加热温度选择
为什么过共析钢淬火加热温度在Ac1 + 30～50 ℃ ，而不是Acm + 30～50℃？
答： 1）由于渗碳体全部溶于奥氏体，淬火后耐磨性下降； 2）温度过高会引起奥氏体粗化，淬火后得到粗大的马氏体，
双液淬火：
操作方法 ：
将钢件奥氏体化后，先浸入一种 冷却能力强的介质中，在钢的组织还 未开始转变时候迅速取出，马上浸入 另一种冷却能力弱的介质中，缓冷到 室温，如先水后油、先油后空气等
特点及应用场合 ：
优点是内应力小、变形及开裂少， 缺点是操作困难，不易掌握，故主要 应用于碳素工具钢制造的易开裂的工 件，如丝锥等。
钢的淬透性
注意区别：
钢的淬透性 —— 钢材本身的固有属性，与外部因素无关 工件的淬透深度 —— 取决于钢材淬透性, 还与冷却介质、
工件尺寸等外部因素有关。 同一材料的淬硬层深度与工件的尺寸、冷却介质有关。工件尺寸
小、介质冷却能力强，淬硬层深。
淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之间的比 较。是在尺寸、冷却介质相同时，用不同材料的淬硬层深度来进 行比较的。
(4)钢的淬透性与淬硬性
Ⅰ. 概念 淬透性——钢材被淬透的能力，或者说淬火时获得马氏体的能力。 其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。
a 工件淬硬层与冷却速度的关系示意图
b
（a）零件截面的不同冷却速度;
（b）未淬透区的示意图
钢的淬透性
淬硬层深度—— 由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度。
在A1～650℃缓慢冷却，以减少热应力； 在过冷奥氏体最不稳定区域（650～ 400℃ ），快速冷却； 而在MS附近的温度区域冷速比较缓慢，它 可以减少淬火内应力，避免淬火变形
开裂。
缓冷（理想冷 却速度）
快冷
缓冷
(2)淬火冷却介质选择
传统的淬火冷却介质有油、水、盐水和碱水等，它们的冷却能力 依次增加。其中，水和油是目前生产中应用最广的冷却介质。
M量和硬度随深度 的变化
如果工件中心在淬火后获得了50％以上的M，则认为工件已经被淬透。
钢的淬透性
淬透性的大小对钢的热处理后的力学性能的影响
淬
未
透
淬源自文库
透
HRC
HRC
钢的淬透性
Ⅱ、影响淬透性的因素
决定因素:临界冷却速度; 取决于A成分。
因此使C曲线右移的元素均使淬透性提高; 奥氏体化温度越高,保温时间越长,则晶粒越粗大,成分越均匀,过 冷奥氏体越稳定,C曲线越向右移,淬火临界冷却速度越小,钢的 淬透性越好
注意区别：
淬透性和淬硬性 淬硬性: 钢在理想条件下淬火后所能 达到的最高硬度。
影响因素: 主要取决于马氏体的含碳量。
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
C%
淬硬性与淬透性:
（两个完全不同的概念） 钢种 碳素结构钢 ( 20 ) 碳素工具钢( T12A ) 低碳合金结构钢 ( 20Cr2Ni4A )
高碳高合金工具钢 ( W18Cr4V )
马氏体分级淬 火 ：
操作方法 ：
将钢件奥氏体化后，随之浸入温度稍 高或者稍低于Ms点的液态介质中，保持 适当的时间，待钢件的内外层都达到介质 温度后取出空冷以获得马氏体组织的淬火 工艺。
特点及应用场合 ：
通过Ms点附近的保温，使工件内外 温差最小，可以减小淬火应力，防止工件 变形和开裂。但由于盐浴的冷却能力较差， 对碳钢零件，淬火后悔出现非马氏体组织， 因此主要应用于淬透性好的合金钢或截面 不大、形状复杂的碳钢工件
显微裂纹增大； 3）渗碳体溶于奥氏体，导致奥氏体中含碳量增加，Ms点下降，
残余奥氏体增加，导致钢的硬度下降； 4）温度过高，会使氧化脱碳加剧，淬火变形和开裂倾向加大，
这样Ac1 + 30～50 ℃得到奥氏体和渗碳体，淬火后得到 马氏体 和粒状渗碳体
(1)淬火加热温度选择
淬火介质： 为实现淬火目的用的冷却介质。 理想淬火介质具备： 高温慢冷；奥氏体鼻子温度快冷；马氏 体转变慢冷。
一、钢的淬火
钢的淬火——将钢加热到临界温度（A1 或A3）以上，保温一定时间（使其奥氏 体化）以大于临界冷却速度（V临）进行冷却，以获得马氏体或下贝氏体组织 的热处理工艺。 其目的是为了获得马氏体组织，提高钢的强度、硬度和耐磨性。
(1)淬火加热温度选择
淬火工艺 ①淬火加热温度 亚共析钢：Ac3 +30～50℃;共析和过共析钢： Ac1 + 30～50℃
淬硬性 低 高
低
淬透性 小 小
大
高
大
(5)淬透性的实际意义
1、对于截面承载均匀的重要件，要全部淬透。如螺栓、连杆、 模具等。 ——选用高淬透性钢
2、对于承受弯曲、扭转的零件可不必淬透（淬硬层深度一般为 半径的1/2～1/3），如轴类。——低淬透性钢
淬硬层深度与工件尺寸有关，设计时应注意尺寸效应。
对截面较低的碳钢及低合金钢不 易淬硬，一般作为形状 复杂的中 小型合金钢零件的淬火介质
(3)淬火方法：
单液淬火：
操作方法 ：
将钢件奥氏体化后，在单一淬火 介质中冷却到室温的处理，称为单液 淬火。单液淬火时碳钢一般采用水冷 淬火，合金钢采用油冷
特点及应用场合 ：
操作简单，易于实现机械化、自 动化。但由于单独用水或油进行冷却， 冷却特征不够理想，所以容易产生硬 度不足或开裂等淬火缺陷。
介质 冷却 特点
应用 场合
水、盐水和碱水
油
在550—650℃范围内的冷却能力较 油的冷却能力较低，在200—300℃ 大,但在200—300℃范围内冷却能力 范围内冷却速度较慢，能减少工件 过强，易使淬火零件变形与开裂 变形与开裂的现象，但是在550—
650℃范围内冷却能力过低
常用于尺寸不大，外形较简单 的碳钢零件的淬火