零读杂谈（热处理十二）

zerowing

开篇一时间突然不知道该说点啥了。呵呵。上一贴有大侠问合金元素的影响。其实，合金元素影响的不单是一个淬火。前面说TTT图和CCT时，应该提过，合金元素会影响冷却曲线的形状。因此，针对不同的合金元素，最终会形成不同的冷却图形。而我们任何一种冷却类热处理，都是基于选择合适冷却途径根据冷却图控制相变而进行。所以说，先掌握热处理的基本理论思想，然后再结合不同的图谱来针对性研究不同材料的具体工艺。而要针对性的研究不同材料，又需要有相关的晶体理论基础，比如原子置换的影响，晶体缺陷的影响，熵焓计算，堆叠理论等等。所以，我不想单纯的按照某一本书的格调来照章宣读的写这个杂谈（算笔记吧），因此才会选择专攻方向不同的三本书来揉合着说。比如之前说马氏体、贝氏体，其实就是《材料工程基础》的东西。说CCT图，又是《材料热处理工程基础》的东西。后面说晶体缺陷，置换等等可能就是这两本书结合了又。所以，我欢迎有大侠参与讨论，不过如果超出当前的范畴的话，就会比较头疼了。希望诸位理解。
另，回复@海鹏·G 大侠。您说得没错。不过个人认为这是建立在经验总结类说法之上的论调。热处理、焊接、冶炼，其实远不止简单的时间——温度——相变这么简单。比如同样是板条马，常规马氏体组织和细马氏体组织就差很多，而继续细化下去，我们所讨论的韧性和强度问题又会出现表里不一的特殊状态。例如缺口韧性很高，但是疲劳性差。疲劳性很高，但缺口韧性不足。也就是宏观韧性同微观韧性的不匹配。而这些，其实是现代热处理研究的微观的东西。当然，研究这些，包括温梯控制之类的其他学科又都要涉及进来。呵呵。希望我的言语没有冒犯到大侠。
好了，篇幅不短了，回正文。继续说淬火工艺。

读书：《金属材料及热处理》　陆大纮　许晋堃　合编
　　　人民铁道出版社
           杂谈十二

钢的淬火工艺

生产商利用现有淬火剂，结合淬火方法来保证淬火质量，常用的方法有以下五种。

1。普通淬火法。
普通淬火是将工件加热后直接置于水或油中冷却的淬火法。碳钢一般用水淬，合金钢或者碳钢小件采用油淬。普通淬火操作简单，但对于形状复杂的工件易导致淬火缺陷（变形、开裂），只适合简单形状的工件。
对于截面较大的工件，为了减少淬火应力，一般可采用“预冷”。即，先经空气冷却，再浸入淬火剂中。预冷时避开高温转变区。也可以采用先快速冷却避开高温中温区，再取出空冷，减慢马氏体转变速度，降低表面与中心温差。但后者出液时间不易掌握，过早淬不硬，过完易变形开裂。但总的说，就是利用TTT或CCT线，尽量贴合理想冷却曲线。

2。双液淬火法。
双液淬火有点类似于上面地先空后液或者先液后空淬火方法，它是先将工件加热后置于水中（或盐水）快速冷却，待温度降至300~400C时，取出置于油中冷却。这种淬火法，既可以快速冷却避开高温转变区，又能在低温马氏体转变区保持较小的冷却速度，使整个过程中既不发生珠光体转变，又减小马氏体转变时的内应力与淬裂及变形倾向。但同普通淬火类似，取出时间不易控制。一般生产上有按照截面厚度，每2~4mm在水中停留1秒的经验进行控制。而对于较厚的工件（〉50mm），也有采用每100Kg停留1分钟的经验方法。而具体的，我们可以由热交换理论和热梯度模型来进行较为精确的计算。另外目前一些新兴的测温设备也能帮助生产中更容易的把控温度。比如AR电子测温。

3。分级淬火，又名热浴淬火法。
将加热好的工件淬入温度稍高于Ms（马氏体其实转变温度）点的热浴（硝盐或碱浴）中，保持一段时间，使工件表里温度均匀并与热浴一致，然后取出空冷。在热浴中停留的时间以奥氏体不发生中温转变为准。此法产生的应力小，变形轻微，优于双液淬火。但局限于盐浴冷却能力小，只适用于形状复杂的小工件。

４。等温淬火法。
将工件加热后淬入温度稍高于Ｍｓ的硝盐或者碱浴中，长时间停留，直至奥氏体转变为下贝氏体为止，然后取出空冷。此法几乎不变形（贝氏体的转变特性），内应力很小，且下贝氏体在硬度较高（≧HRC50）的情况下仍有较好的韧性。等温淬火后如果有参与奥氏体，应回火处理。没有时，可不回火。此法的缺点是等温转变需要的时间长，生产周期长，适用于形状复杂的小件，特别是薄、细又要求韧性的工件。
在Ms以下（如100~200C）进行等温淬火，则奥氏体一部分转变为马氏体，另一部分转变为下贝氏体。马氏体又在这个温度下继续发生回火反应，形成回火马氏体，最后得到下贝氏体+回火马氏体的混合组织，有些仍会有参与奥氏体。这种方法下得到的终态物质硬度略低于马氏体，但韧性较高，也称马氏体区等温淬火。

5 。冷处理
高碳钢和合金钢的Mz（马氏体终止转变温度）温度可能低于0C。为了消除残余奥氏体以获得最大数量的马氏体，可以进行冷处理，即将淬火钢继续冷却到-70~-80C（根据情况可能更低），保持一段时间，使残余奥氏体继续转变成马氏体。这样可以提高硬度，稳定尺寸。一般适用干冰和酒精混合剂或者冷冻机。特殊时也可以采用液化乙烯或者液氮等进行更冷的处理。采用冷处理时，应防止冷裂，所以可以先回火一次或者在高温（-30C）预冷一次，然后冷处理。冷处理后进行回火。
冷处理一般会使零件尺寸增大。
另外，冷处理应在淬火后尽快进行（0.5~1小时内），否则由于残余奥氏体的陈化稳定性（奥氏体虽时间推移而变得较稳定的现象）使冷处理中能得到的马氏体数量减少。

抱歉，看来只能把淬透性放到下一次了。再次感谢支持，下周见。