淬火介质、淬火加热温度及冷却方法介绍
热处理的基本方法(淬火与回火)
(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，
新淬火
软点
淬火后攻击表面有许多未淬硬的小 区域
原因包括加热温度不够，局部冷却
速度不足(局部有污物、气泡等)及局部 脱碳
组织不均匀， 性能不一致
冷却时注意操作方法， 增加搅拌
产生软点后，可先进行 一次退火，正火或者调质 处理，再重新淬火
8.2 回火
回火——在A1线以下很宽温度范围内进行，是使淬火组织的亚稳 定进一步向稳定状态转变过程，获得稳定的组织和性能，减少 或消除淬火内应力。
开裂
裂的主要原因
后果 无法使用
防止与补救方法
应选用合理的工艺方法 变形的工件课采取校正的 方法补救，而开裂的工件只 能报废
硬度 不足
由于加热温度过低、保温时间不足、
严格执行工艺规程
冷却速度不够快或表面脱碳等原因， 无法满足使用性能 发现硬度不足，可先进行
在淬火后无法达到预期的硬度
一次退火或正火处理，再重
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 )
Cr12MoV热处理知识
Cr12MoV热处理知识Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。
该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。
其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷+ 700～720℃回火，空冷。
最终热处理工艺：1、淬火：第一次预热：300～500℃，第二次预热840～860℃；淬火温度：1020～1040℃；冷却介质：油，介质温度：20～60℃，冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。
2、回火：经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下：加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。
说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。
最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。
如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿命。
Cr12MoV的回火脆性温度范围在325~375℃。
CR12MoV380-400回火后硬度在56-58HRC做冷冲模冲韧性好的材料具有不易开裂的优点，特别是在原材料质量不是很好的情况下，用此方法经济实惠。
Cr12MoV 分级淬火工艺：850度预热—1050度加热—620度分级，时间一般在2—3分钟—油冷冷却至200度左右—（也可260度贝氏体等温）—520回火2—3次，每次2小时。
硬度在56—61HRC左右。
Cr12Mov热处理HRC60 裂开的解决方法：分析流程：（耿工）1 材料成份2材料原始组织3工件流程4热处理工艺5开裂照片6工件尺寸不能说硬度60HRC就一定开裂。
开裂的原因很多，你可参考耿工的说明逐一检查。
如果是淬火就直接开裂可能有以下原因：1）材料错致热处理工艺不合适。
2）冷却不当，在Ms温度以下快冷，应力过大。
3）工件截面尺寸相差太大，或孔洞很多，或有应力集中的地方。
常用钢材热处理方法及目的
常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢制零件加热到临界温度以上40~60℃，保持一定时间并快速冷却的热处理方法称为淬火。
常用的快速冷却介质为油、水和盐水溶液。
淬火加热温度及冷却介质热处理规范见表淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达hrc60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：1.单液淬火：将钢件加热至淬火温度，并在一种冷却剂中冷却一段时间。
这种热处理方法称为单液淬火。
适用于形状简单、技术要求低的碳钢或合金钢，以及工件直径或厚度大于5~8mm的碳钢，用盐水或水冷却；油冷却用于合金钢。
在单液淬火中，水冷容易变形和开裂；油冷却容易产生硬度不足或不均匀。
2．双液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。
形状复杂的钢件，常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大，不易掌握。
3.火焰表面淬火：将乙炔和氧气的混合燃烧火焰喷在工件表面，加热至淬火温度，然后立即向工件表面喷水。
这种处理方法称为火焰表面淬火。
适用于单件生产，要求高表面或局部表面硬度和耐磨钢件。
缺点是操作困难。
4．表面感应淬火：将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法，称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
根据电流频率的不同，表面感应淬火可分为高频淬火、中频淬火和工频淬火。
高频淬火电流频率为100~150kHz，硬化层深度为1~3mm。
适用于齿轮、花键轴、活塞等小零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，硬化层深度为3~10mm。
十种常用淬火方法汇总
淬火方法大全，用过3个就是大师！十种常用淬火方法汇总热处理工艺中淬火的常用方法有十种，分别是单介质（水、油、空气）淬火；双介质淬火；马氏体分级淬火；低于Ms点的马氏体分级淬火法；贝氏体等温淬火法；复合淬火法；预冷等温淬火法；延迟冷却淬火法；淬火自回火法；喷射淬火法等。
一、单介质（水、油、空气）淬火单介质（水、油、空气）淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质，使其完全冷却。
这种是最简单的淬火方法，常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。
二、双介质淬火双介质淬火：把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。
用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。
常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，较少采用空气。
三、马氏体分级淬火马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。
一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。
四、低于Ms点的马氏体分级淬火法低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。
常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。
五、贝氏体等温淬火法贝氏体等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，使其发生下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min。
贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤：①奥氏体化处理；②奥氏体化后冷却处理；③贝氏体等温处理；常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。
六、复合淬火法复合淬火法：先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后在下贝氏体区等温，使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织，常用于合金工具钢工件。
模具淬火工艺及冷却五大方法
模具淬火工艺及冷却五大方法模具淬火工艺及冷却五大方法1.模具钢单液淬火法将模具钢或零件加热到奥氏体化后淬入水、油或其他冷却介质中，经过一定时间冷却(冷却到低于珠光体型转变温度区域或马氏体转变温度区域)取出模具钢空冷。
由于模具钢冷却过程在单一冷却介质中完成的，称单液淬火法。
2.模具钢双液淬火法顾名思义，模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(最常用的是水和油)中配合完成的。
使冷却过程较为理想，既在珠光体转变区域快速冷却，在马氏体转变区域缓慢冷却。
具体做法是，将加热到奥氏体化温度的模具钢或零件，先淬入高温区快冷的第一种介质中(通常是水或盐水溶液)，以抑制过冷奥氏体的`珠光体转变，当冷却到100℃左右时，迅速取出转入低温区缓冷的第二种介质中(通常为油)。
由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行，可有效地缓解或防止变形和开裂，俗称水淬油冷。
此法需要较高的操作技巧，有时可理解为三种介质，即先水，后油，最终是空气。
3.模具钢喷射淬火法大型复杂特别是厚薄差大的工件和模具钢，为使冷却均匀，避免过大的淬火应力，控制好冷却过程不同阶段、不同部位的冷速的方法。
该方法有喷液(水或水溶液)、喷雾(压缩空气和水经雾化喷射到零件不同部位)、气淬等多种方式，其优点是：可控制不同介质或不同流量、压力来控制和调节各温度区域的冷速;或改变不同喷嘴数量和位置;可使冷却均匀。
目前，在模具热处理中最流行的是真空高压气淬。
4.模具钢分级淬火法将加热到奥氏体化温度的模具钢或工件，淬入温度在马氏体转变温度附近的冷却介质(常用的为盐浴)中，停留一段时间，使工件表面和中心温度逐渐趋于一致后取出空冷，以较低的冷却速度完成马氏体转变。
此法能显著减少变形，并且提高模具钢的韧度，是模具零件常用的淬火方法之一。
模具钢分级淬火的温度选择有两种。
一种是取被处理工件钢种的马氏转变开始温度(Ms点)以上10~30℃;另一种是选取Ms点以下80~100℃。
分级的停留时间也要掌握好，过短，则温度不够均匀，未能达到分级淬火的目的;过长，则可能发生非马氏体相变而降低硬度。
淬火介质相关知识汇总(☆☆☆☆☆)
淬火介质相关知识汇总一、主要技术参数1、冷却特性1.1、冷却速度曲线当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。
但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。
在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。
如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度，我们把它叫做允许的最低冷速分布线。
同时，研究表明，自来水引起淬裂和变形，是自来水冷却太快，尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。
于是又可以推知，如果能降低自来水的冷却速度，尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度，就可以减小工件淬裂的危险。
假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时，该类工件便不会再淬裂了，我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。
把图2和图3合在一起，可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围，如图4所示。
图中，只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这两条曲线之间的区域内，不管是快速淬火油还是水溶性淬火液，也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同，上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。
1.2淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。
第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。
淬火加热方式以及加热温度的确定
淬火是热处理加工工序之一，因此，应采用保护气氛加热或真空加热，只有一些毛坯或棒料的调制处理，也就是我们常见的淬火、高温回火，可在普通的空气介质中加热。
因为调质处理后尚需机械切削加工，可以除去表面氧化、脱碳等加热缺陷。
但是随着少、无切削加工的发展、调质处理后仅是一些切削加工量很小的精加工，因而也要求无氧化、脱碳加热。
淬火加热一般是热炉装料，但对工件尺寸较大、集合形状复杂的高合金钢制工件，应该根据生产批量的大小，采用预热炉进行周期预热，或分区连续炉加热等方式进行加热。
淬火加热温度，主要根据钢的相变点来确定。
之所以这样确定，因为对亚共析钢来说，若加热温度低于Ac3，则加热状态为奥氏体与铁素体二相组成，淬火冷却后铁素体保存下来，使得零件淬火后硬度不均匀，强度和硬度降低。
比Ac3点高30—50℃是为了使工件心部在规定加热时间内保证达到Ac3点以上的温度，铁素体能完全溶解于奥氏体中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不至于粗大。
对过共析钢来说，淬火加热温度在Ac1—Ac3之间，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化物。
这种组织不仅有高的强度与硬度还有高的耐磨性，而且也有较好的韧性。
如果淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。
考虑到原始组织时，如先共析铁素体比较大，或珠光体片间距较大，为了加速奥氏体均匀化过程，淬火温度取得高一些。
对过共析钢，为了加速合金碳化物的溶解以及合金元素的均匀化，也应采取较高的淬火温度。
考虑选用淬火介质和冷却方式时，在选用冷却速度较低的淬火介质和淬火方法的情况下，为了增加过冷奥氏体的稳定性，防止由于冷却速度较低而使工件在淬火时发生珠光体型转变，常取稍高的淬火加热温度。
淬火时间、介质以及冷却方式的选择
淬火加热过程中，需要使用确定的内容有很多，例如淬火时间、淬火介质、冷却方法等等都需要根据加工工件的特性来进行选择与确定的。
本文就来从这三个方面具体介绍一下，淬火时间、介质以及冷却方式的选择方法。
一、淬火时间的确定淬火加热的时间应该包括工件整个截面加热到预定淬火温度，并使之在该温度下完成组织转变、碳化物溶解和奥氏体成分均匀化所需的时间，因此，淬火加热时间包括升温和保温两段时间。
在实际生产中，只有大型工件或装炉量很多情况下，才把升温时间和保温时间分别进行考虑。
一般情况下把升温和保温两段时间通称为淬火加热时间。
当把升温时间和保温时间分别考虑时，由于淬火温度高于相变温度，所以升温时间包括相变重结晶时间。
保温时间实际上只要考虑无溶解和奥氏体成分均匀化所需时间即可。
在具体生产条件下，淬火加热时间常用经验公式计算，通过试验最终确定。
常用公式为：加热时间=加热系数*装炉量修正系数*工件有效厚度二、淬火介质的确定淬火介质的选择，首先应该按照工件所采用的材料及其淬透层深度的要求，根据该种材料的端淬曲线，通过一定的图表来进行选择。
若仅从淬透层深度角度考虑，凡是淬火烈度大于按淬透层深度所要求的淬火烈度的淬火介质都可采用；但是从淬火应力变形开裂的角度考虑，淬火介质的淬火烈度越低越好。
所以，选择淬火介质的第一个原则应是在满足工件淬透层深度要求的前提下，选择淬火烈度最低的淬火介质。
结合过冷奥氏体连续冷却转变曲线及淬火本质选择淬火介质时，还应考虑其冷却特性，即淬火介质应作如下选择：在相当于被淬火钢的过冷奥氏体最不稳定区有足够的冷却能力，而在马氏体转变区其冷却速度却很缓慢。
此外，淬火介质的冷却特性在使用过程中应该稳定，长期使用和存放不易变质，价格低廉，来源丰富，且无毒及无环境污染。
在实践中，往往把淬火介质的选择与冷却方式的确定结合起来考虑。
例如，根据钢材不同温度区域对冷却速度的不同要求，在不同温度区域采用不同淬火烈度的淬火介质的冷却方式；又如为了破坏蒸气膜，以提高高温区的冷却速度，采用强烈搅拌或喷射冷却的方式等等。
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淬火介质、淬火加热温度及冷却方法介绍
淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。
淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。
淬火工艺应用最为广泛，如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。
（1）淬火加热温度
淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。
亚共析钢是AC3+（30～50℃）；共析钢和过共析钢是AC1+（30～50℃）。
亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3的温度，则此时钢尚未完全奥氏体化，存在有部分未转变的铁素体，淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。
铁素体的硬度较低，从而使淬火后的硬度达不到要求，同时也会影响其他力学性能。
若将亚共析钢加热到远高于AC3温度淬火，则奥氏体晶粒回显著粗大，而破坏淬火后的性能。
所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+（30～50℃），这样既保证充分奥氏体化，又保持奥氏体晶粒的细小。
过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+（30～50℃）。
在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。
在此温度范围内加热，其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。
淬火后除极少数残余奥氏体外，其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。
这样的组织硬度高、耐磨性号，并且脆性相对较少。
过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1，因为此时钢材尚未奥氏体化。
若加热到略高于AC1温度时，珠光体完全转变承奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。
此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。
如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。
同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。
因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的，加热到完全奥氏体化的ACm或以上温度就更不合适。
在生产实践中选择工件的淬火加热温度时，除了遵守上述一般原则外，还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整。
如合金钢零件，通常取上限，对于形状复杂零件取下限。
强韧化新工艺选用的淬火加热温度与常用淬火温度有所区别。
如亚温淬火是亚共析钢在略低于AC3的温度奥氏体化后淬火，这样可提高韧性，降低脆性转折温度，并可消除回火脆性。
如45、40Cr、60Si2等材料制成的工件亚温淬火加热温度为AC3－（5～10℃）。
采用高温淬火可获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体提高强度和韧性。
如16Mn钢在940℃淬火，5CrMnMo钢在890℃淬火，20CrMnMo钢在920℃淬火，效果较好。
高碳钢低温、快速、短时加热淬火，适当降低高碳钢的淬火加热温度，或采用快速加热及缩短保温时间的办法，可减少奥氏体的碳含量，提高钢的韧性。
（2）保温时间
为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化，就必须在淬火加热温度保温一定时间，既保温时间。
（3）淬火介质
工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质（或淬火介质）。
理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。
这就要求在 C曲线的“鼻子”以上温度缓冷，以减小急冷所产生的热应力；在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度，以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变；在“鼻子”下方，特别使Ms点一下温度时，冷却速度应尽量小，以减小组织转变的应力。
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