熱處理人必須掌握的亞溫淬火工藝

更新時(shí)間：2022-11-09 點(diǎn)擊次數(shù)：1346次

亞溫淬火是亞共析鋼在Ac1~Ac3溫度之間兩相區(qū)內(nèi)加熱，經(jīng)充分保溫后淬火，又稱臨界區(qū)淬火。亞溫淬火是根據(jù)亞共析鋼在加熱到奧化體和鐵素體兩相區(qū)后進(jìn)行淬火的工藝。為了消除機(jī)加應(yīng)力和為淬火作好組織準(zhǔn)備。則在淬火前要進(jìn)行正火，然后在<800 ℃進(jìn)行淬火并直接在鹽水中冷透，使淬火組織中保留有15~20%未溶鐵素體。既保證了硬度，減少了變形，又防止了裂紋。

許多熱處理新工藝已作為鋼的強(qiáng)韌化手段而發(fā)展起來(lái)，利用韌性相的復(fù)合組織即為其中之一。亞溫淬火就是利用韌性相鐵素體的存在而顯示出其工藝的生命力。亞溫淬火可稱為亞共析鋼的不完全淬火、兩相(α+γ)區(qū)淬火或臨界區(qū)淬火。亞溫淬火所獲得的組織為馬氏體一鐵素體雙相組織。

按經(jīng)典熱處理的觀念，亞共析鋼淬火必須進(jìn)行完全奧氏體化，即完全淬火，而不允許有鐵素體存在。因此，(α+γ)兩相區(qū)對(duì)亞共析鋼淬火而言曾是一個(gè)禁區(qū)，亦即亞共析鋼不允許進(jìn)行不完全淬火，理由是鐵素體的存在使鋼的性能變壞。

然而，國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果表明，亞溫淬火的優(yōu)點(diǎn)不僅打破"禁區(qū)"這一陳舊觀念，而且成為強(qiáng)韌化的基礎(chǔ)。對(duì)結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行亞溫淬火，獲得在馬氏體基底上保留少量彌散分布的鐵素體組織，其優(yōu)點(diǎn)可歸納為以下幾方面:第一，提高鋼在室溫和低溫下的沖擊韌性，從而擴(kuò)大材料的使用范圍;第二，降低鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度，材料可在更低的溫度下處于韌性狀態(tài);第三，抑制鋼的可逆回火脆性，因而可以降低調(diào)質(zhì)件的回火溫度而使強(qiáng)度得到恢復(fù)，從而在不犧牲強(qiáng)度的前提下獲得高韌性。

在正常的完全淬火與回火之間增加一次或多次加熱溫度在Ac1~Ac3之間的亞溫淬火，可以顯著提高鋼的韌性，降低脆性變溫度，減少高溫回火脆性。

1、亞溫淬火細(xì)化了晶粒，得到適量的均勻分布的細(xì)小鐵素體組織，阻抑裂紋擴(kuò)展，ak（沖擊）值與回火溫度成正比例增加，與常規(guī)淬火工藝比，獲得相等硬度可用較低回火溫度，兼有更高韌性，且可抑制應(yīng)力集中與阻礙裂紋萌生及擴(kuò)展;

2、亞溫淬火組織中存在未溶鐵素體，使奧氏體中碳和合金元素含量增加，淬火后存在少量穩(wěn)定的殘余奧氏體，亦可阻止裂紋的萌生與擴(kuò)展;

3、亞溫淬火可降低有害雜質(zhì)元素在奧氏體晶界偏聚，起到凈化晶界作用;

4、亞溫淬火溫度低，經(jīng)形變淬火而細(xì)化了的未溶鐵素體可阻止晶粒長(zhǎng)大，沿淬火前原粗大奧氏體晶界可形成極細(xì)的奧氏體晶粒，晶粒細(xì)化，晶界增多，故單位界面上有害雜質(zhì)元素含量降低，有利于增加強(qiáng)韌性，降低缺口敏感性。

5、使引起可逆回火脆性的P、Si、Sb等雜質(zhì)富集在鐵素體中，減少它們?cè)趭W氏體晶界上的偏聚機(jī)會(huì)，降低晶界脆性。

亞溫淬火新工藝對(duì)鋼的原始組織有一定的要求，原始組織為調(diào)質(zhì)態(tài)時(shí)，亞溫淬火可獲得良好的效果。亞溫淬火的加熱溫度以略低于Ac3為最佳，淬火組織中保留少量韌性鐵素體。若接近于Ac1的溫度加熱，則組織中將會(huì)存在大量未溶鐵素體，將使鋼的性能變壞。亞溫淬火后的回火溫度以500~600℃的效果為最佳。