第3章钢的淬火与回火

33 第3 章 钢的淬火与回火 钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、也是用途最广的工序。淬火可以大幅度提高钢的强度与硬度。淬火后，为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度与韧性的配合，需要配以不同温度的回火。所以，淬火与回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。淬火与回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理，是赋予钢件最终性能的关键性工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。 3.1 钢的淬火与分类 淬火是将钢加热至临界点（Ac1 或 Ac3）以上，保温一定时间后快速冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。图 3-1 是共析碳钢淬火冷却工艺曲线示意图。vc、vc'分别为上临界冷却速度（即淬火临界冷却速度）和下临界冷却速度。以 v>vc的速度快速冷却（曲线 1），可得到马氏体组织；以 vc>v>vc'的速度冷却（曲线2），可得到马氏体＋珠光体混合组织；以曲线 3 冷却则得到下贝氏体组织。 钢淬火后的强度、硬度和耐磨性大大提高。w c≈0.5％的淬火马氏体钢经中温回火后，可以具有很高的弹性极限。中碳钢经淬火和高温回火（调质处理）后，可以有良好的强度、塑性、韧性的配合。 奥氏体高锰钢的水韧处理，奥氏体不锈钢、马氏体 时效钢及铝合金的高温固溶处理，都是通过加热、保温 和急冷而获得亚稳态的过饱和固溶体，虽然习惯上也称 为淬火，但这是广义的淬火概念，它们的直接目的并不 是强化合金，而是抑制第二相析出。高锰钢的水韧处理 是为了达到韧化的目的。奥氏体不锈钢固溶处理是为了 提高抗晶间腐蚀能力，铝合金和马氏体时效钢的固溶处 理，则是时效硬化前的预处理过程。 本章讨论钢的一般淬火强化问题，其淬火工艺分类见表 3-1。 表 3-1 钢的淬火工艺分类 序号 分类原则 淬火工艺方法 I 按加热温度 完全淬火、不完全淬火 II 按加热速度 普通淬火、快速加热淬火、超快速加热淬火 III 按加热介质及热源条件 光亮淬火、真空淬火、流态层加热淬火、火焰加热淬火、（高、中、工频）感应加热淬火、高频脉冲冲击加热淬火、接触电加热淬火、电解液加热淬火、电子束加热淬火、激光加热淬火、锻热淬火 IV 按淬火部位 整体淬火、局部淬火、表面淬火 V 按冷却方式 直接淬火、预冷淬火（延迟淬火）、双重淬火、双液淬火、断续淬火、喷雾淬火、喷液淬火、分级淬火、冷处理、等温淬火（贝氏体等温淬火、马氏体等温淬火）、形变等温淬火（高温形变等温淬火、中温...