详解热处理淬火工艺

　　淬火是热处理工艺中重要的种工艺，会经常用到工业热处理上，例如钢加工，钢在制作成可用的零件产品时，就会用到淬火工艺。那么我们常用的热处理淬火工艺到底是什么呢？西格马（上海）高温电炉有限公司小编，为您解答。

　　、热处理淬火工艺

　　从广义上说，淬火是将合金在高温下所具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室温，或使基体转变成晶体结构与高温状态不同的亚稳状态的热处理形式。
　　钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温段时间，使之部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
　　工艺过程：加热、保温、冷却。
　　淬火的实质是过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织。
　　淬火的目的：（1）大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求；（2）通过淬火满足某些种钢材的铁磁性、耐蚀性等殊的物理、化学性能。

　　应用范围：淬火工艺应用为广泛，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。

　　二、热处理淬火介质

　　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。
　　常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。
　　1、水
　　水是冷却能力较强的淬火介质。
　　优点：来源广、价格低、成分稳定不易变质。
　　缺点： 冷却能力不稳定，易使工件变形或开裂。在C曲线的“鼻子”区（500～600℃左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300～100℃），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷却能力。
　　应用： 适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。
　　2、盐水和碱水
　　在水中加入适量的食盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力，其缺点是介质的腐蚀性大。
　　应用：般情况下，盐水的浓度为10％，苛性钠水溶液的浓度为10％～15％。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60℃，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。
　　3、油

　　冷却介质般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压器油和柴油等。机油般采用10号、20号、30号机油，油的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度相应提高。

　　三、热处理淬火工艺类型

　　以冷却形式的不同来划分淬火的种类，主要有单液淬火、双液淬火、分淬火和等温淬火等。
　　1、液淬火：
　　单液淬火是将奥氏体工件迅速浸入某种淬火介质，直冷到室温的淬火操作方法。单液淬火冷却介质的选择依据是：工件在该介质中的冷却速度必须大于此工件钢种的临界冷却速度，并应保证工件不会淬裂。单液淬火介质有水、盐水、碱水、油以及些门配制的水基淬火剂等。
　　2、双液淬火：
　　为了克服单液淬火的缺点，使工件的淬火冷却尽可能接近理想情况，可以将两种冷却能力不同的介质配合起来使用，即将加热后的工件先淬入种冷却能力大的介质中，待其冷至稍高于Ms温度（约300℃），然后立即转入另种冷却能力较小的介质中冷至室温，这种淬火冷却方法称为双液淬火。
　　对于有些工件，为了进步减慢Ms以下的冷速，也可采用水淬空冷或油淬空冷的方法，空气也可作为冷却介质来对待。
　　3、分淬火（马氏体分淬火）：
　　这种冷却方法的点是先将工件浸入温度略高于Ms的浴槽，在浴槽中保温至工件表面与中心均冷至浴槽的温度，然后取出空冷。浴槽温度般为Ms+（10~20）℃。浴槽中介质的成分采用硝盐浴、碱浴、中性盐浴。
　　4、预冷淬火;
　　淬火加热后，工件并不立即浸入冷却介质中，而是在空气中先进行短时间的冷却，待工件降至定温度时，再浸入冷却介质，这种淬火方法称为预冷淬火或延迟淬火。

　　预冷淬火的关键是控制好预冷时间，预冷时间短则差；时间长则有可能使工件淬火硬度降低（发生非马氏体转变）。由于工件的材料各异，形状尺寸千差万别，同时还受出炉温度和环境温度的影响，故很难对预冷时间进行准确的计算，主要靠操作者的技术和经验来掌握。

　　5、局部淬火:
　　有的工件只要某个局部硬度较高，其他部位无硬度要求或要求硬度较低。这种情况般可采用局部淬火法，即只对工件上某个局部进行淬火的方法。局部淬火的主要形式有两种，局部加热局部冷却法和整体加热局部冷却法。前者主要适用于盐浴炉加热时的工件，后者箱式炉、盐浴炉均可采用。
　　6、冷处理:
　　冷处理就是将淬火钢继续冷却到室温以下某温度，使在室温尚未转变的残余奥氏体继续转变为马氏体的种淬火后操作。
　　对于些尺寸稳定性高求很高的零件，必须把淬火组织的残余奥氏体减少到低温度，使用过程中不致因形状和尺寸变化超出精度要求而失。冷处理的目的就在于此。冷处理温度主要根据钢的Ms点，同时结合零件的技术要求及工艺设备条件等因素确定。冷处理操作必须在淬火工件冷到室温后立即进行，否则会影响其果。中小件冷处理般保温1~3h,处理后应在空气中缓慢升温。当工件升到室温后立即回火，这样能有地避免工件开裂。
　　看完文章后，是不是对常用的热处理中的“四把火”之淬火有了些了解，是不是发现原来淬火并不是种，而是有很多种类型，并且淬火使用的介质也是不同的，并不单是水这种。不同的类型介质适用的范围的不同的，要根据热处理情况来定怎么淬火。