【正文】 一 60 ℃ 沖斷則合部呈現(xiàn)出韌窩 ( 圖 4) 。斷口分析進(jìn)一步證明了亞溫淬火的強(qiáng)韌化效果 : 于一 60186。焊后為類似鑄態(tài)的粗大組織。C * 2CrMnsiMo鋼 的臨界點(diǎn)未查出 , 但由金相組織看出 , 該鋼經(jīng) 860℃悴火后的組 織中無鐵素體存在。C 42CrMo鋼的 Ac1為 730186。C回火 35CrMo鋼的 Ac1為 755186。C回火 830186。C回火 +765186。C回火 42CrMo 860186。C回火 860186。C回火 +800186。C回火 +785186。C回火 35CrMo 860186。C回火 860186。C回火 *** 860186。C 22CrMnsiMo 860186。C 的沖擊韌性提高了 20 0 % (結(jié)合斷口分析可知 , 此處包括了因脆性轉(zhuǎn)變溫度下降而使斷裂從脆斷轉(zhuǎn)變?yōu)轫g斷所導(dǎo)致的沖擊韌性的提高 ), 使 35 Cr M。C淬火 +高溫回火（空冷） ～ 6 ～ 8～ 9 5 10～ 11 12 對 2 2 CrsiM o 鋼、 3 5 C r Mo 鋼、 4 0 x 鋼、 4 2 Cr M。）下的 ɑＡ （公斤 *米 /厘米 178。C常規(guī)淬火并 550186。 30X F C 鋼經(jīng) 780186。所謂亞溫淬火 ,亦即亞共析鋼的不完全淬火 , 或稱臨界區(qū)淬火、兩相區(qū)加熱淬火 , 是將鋼加熱至奧氏體和鐵素體兩相區(qū)進(jìn)行淬火。淬火所得組織為馬氏體 , 高溫回火后為回火索氏體。 二 傳統(tǒng)熱處理方式 牌號(hào) : 45 推薦熱處理 /℃ |正火 : 850 推薦熱處理 /℃ |淬火 : 840 推薦熱處理 /℃ |回火 : 600 力學(xué)性能 |σ b/MPa≥ : 600 力學(xué)性能 |σ s/MPa≥ : 355 力學(xué)性能 |δ 5(%)≥ : 16 力學(xué)性能 |ψ (%)≥ : 40 力學(xué)性能 |AKU/J≥ : 39 鋼材交貨狀態(tài)硬度 HBS10/3000，≤ |未熱處理鋼 : 229 4 鋼材交貨狀態(tài)硬度 HBS10/3000，≤ |退火鋼 : 197 167。 如果用 45鋼滲碳，淬火后芯部會(huì)出現(xiàn)硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優(yōu)點(diǎn)?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。 實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為 HRC55（高頻淬火 HRC58）。 45＃鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。亞溫淬火加熱溫度應(yīng)接近于3cA，以避免出現(xiàn)過多的鐵素體而影響鋼的強(qiáng)度。 有人研究了 35CrMnSi 鋼不同淬火狀態(tài)的沖擊韌性及硬度與回火溫度的關(guān)系，可知經(jīng) 930℃淬火 +650℃回火 +800℃亞溫淬火的韌性，隨著回火溫度的升高而單調(diào)提高，沒有回火脆性。特別是從 60 年代以來，透射電鏡和電子衍射技術(shù)的應(yīng)用，各種測試技術(shù)的不斷完善，在研究馬 氏體形態(tài)、亞結(jié)構(gòu)及其與力學(xué)性能的關(guān)系，獲得不同形態(tài)亞結(jié)構(gòu)的馬氏體的條件，第二相的形態(tài)、大小、數(shù)量及分布對力學(xué)性能影響等方面，都取得了很大的發(fā)展。與此同時(shí)，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對金屬的保護(hù)方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。 公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。 金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量。 在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟 ，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。 二十世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到 更大發(fā)展。建立在這些基礎(chǔ)上的淬火新工藝也層出不窮，其中亞共析鋼的亞溫淬火就是其中之一。 有人研究了直接應(yīng)用亞溫淬火時(shí)，淬火溫度對 4 40Cr 和 60 2Si鋼力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在1cA和3c之間的淬火溫度對力學(xué)性能的影響有一極大值。同時(shí)生產(chǎn)實(shí)踐 的結(jié)果表明大型低碳合金鋼鍛件經(jīng)過亞溫淬火熱處理后，與正常調(diào)質(zhì)、正常回火熱處理工藝相比，在滿足工件強(qiáng)度的條件下，不僅可以獲得更細(xì)化的晶粒組織，節(jié)省能源，為性價(jià)比極佳的一種熱處理方法。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號(hào)鋼可以淬硬至 HRC42~46。 2. 45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。 滲碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐 沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)＋表面淬火高?，F(xiàn)在采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到 ％芯部強(qiáng)度已經(jīng)可以達(dá)到很高，應(yīng)用上不多見。 鋼的亞溫淬火處理 167。此種顯微組織提供了強(qiáng)度和韌性的良好配合。亞溫淬火及隨后回火是一種使鋼強(qiáng)韌化的新工藝此工藝對鋼的原始組織有一定要求 , 一般在亞溫淬火前均需進(jìn)行一次完全淬火或調(diào)質(zhì)處理 167。C或 800186。C回火后的約高 2 ~ 3 倍 (見 表 l ) 〔 1 1 〕。） 110～ 120 100～ 110 95～ 100 90 930186。鋼和 4 5 鋼所進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果示于表 2 。鋼提高了 8 3 % , 使 4 0 C r 鋼提高了 1 7 % , 而對 4 2Cr Mo 鋼和 4 5 鋼效果不明顯 表 12 各種鋼經(jīng)最佳亞沮處理與調(diào)質(zhì)后的性能對比〔 9 〕 鋼號(hào) 熱處理規(guī)范 HRC ɑk（公斤 *米 /厘米 178。C油淬 +575186。C油淬 +575186。C油淬 +575186。C油淬 +575186。C油淬 +550186。C油淬 +550186。C油淬 +630186。C油淬 +600186。C油淬 +550186。C水淬 +600186。C,Ac3 為 800186。C,Ac3為 780186。而經(jīng) 800℃淬火后的組織中則有鐵素體 , 故該俐的 A cs 界于 800186。 由此看來 , 亞溫悴火的強(qiáng)韌化效果與鋼中含碳量有關(guān)。C 沖斷的宏觀斷口上看出 , 經(jīng)最佳亞溫淬火規(guī)范處理后的 22CrMnSiMo鋼 , 只有標(biāo)志韌性破斷的纖維區(qū)及剪切唇 , 而沒有標(biāo)志脆性的放射區(qū) (3 s c r M。 綜上所述 , 亞溫淬火對許多結(jié)構(gòu)鋼的室溫和低溫韌性有不同程度的提高 , 亦即在不犧牲強(qiáng)度的情況下提高了韌性狀態(tài)下的沖擊韌性 7 圖 1 圖 3 材 料 22CrMnSiMo鋼 材 料 35CrMo鋼 熱 處 理 860℃油淬 + 575℃回火 熱 處 理 8 60 ℃ 油淬 + 5 75 ℃ 回火 沖斷溫度 一 60 ℃ 沖斷沮度 一 6 0℃ 放大倍數(shù) 1 0 0 0 放大倍數(shù) x 10 0 0 斷口形態(tài) 準(zhǔn)解理 (有裂旅、溝道 ) 斷口形態(tài) 解理 + 準(zhǔn)娜理 圖 2 圖 4 材 料 2 C r Mn siM o 鋼 材 料 3 5 C rM o 鋼 熱 處 理 8 6 0 ℃油淬 + 5 7 5 ℃ 回火 熱 處 理 60℃油淬 +575℃回火 + 785℃油摔 +55D℃回火 +785℃油悴 +550℃回火 沖斷沮度 一 6 0 ℃ 沖斷溫度 一 60℃ 放大倍數(shù) 議 2 0 0 0 放大倍數(shù) 1000 斷口形態(tài) 準(zhǔn)解理 + 韌窩 斷口形態(tài) 韌窩 8 降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度 亞溫淬火還可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。C） Ab（英尺 磅） FATT （ 186。 回火后水冷為非脆性狀態(tài) , 回火后按下列工藝分級冷卻為眠性狀態(tài) :540℃ 15小時(shí) → 525℃ x24 小時(shí) → 495℃ x48小時(shí) ,爐冷至 315℃出爐空冷。文獻(xiàn)〔 16〕報(bào)導(dǎo) ,在淬火和回火之間增加 一次亞溫淬火或最初就加熱至兩相區(qū)可以減小可逆回火脆性。 40CrNi鋼則不然 ,如表 17所示 ,一般調(diào)質(zhì)時(shí) ,回火冷速對所得沖擊韌性值有明顯影響 ,冷速愈慢 ,韌性愈差 ,反映出可逆回火脆性的存在。 文獻(xiàn)〔 19〕亦指出 ,經(jīng)回火脆性區(qū)回火后 ,常溫淬火試樣在室溫及一 196186。該工作對常規(guī)熱處理采用了三種奧氏體化溫度 (1200186。對于亞溫淬火采用同樣的預(yù)先奧氏體化處理 , 奧氏體化后油淬 , 再于 745186。C回火 2小時(shí) ,以使二者獲得相同的硬度 ,然后于 480186。此外 ,俄歇電子譜儀分析證實(shí)亞溫淬火亦使磷在奧氏體晶界的偏聚量減少。由此看來 , 亞溫淬火對抑制可逆回火脆性是有條件的。亞溫淬火這一強(qiáng)韌化措施對發(fā)展低溫用鋼亦有相當(dāng)貢獻(xiàn)〔 27~30〕。） 1 2 3 4 5 6 7 860℃油淬 +630℃回火 +770℃油淬 +550℃回火 2小時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +770℃油淬 +550℃回火 4小時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +760℃油淬 +550℃回火 2小時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +760℃油淬 +550℃回火 4小時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +860℃油淬 +550℃回火 2小時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +860℃油淬 +550℃回火 4小 時(shí) 860℃油淬 +630℃回火 +550℃回火 4小時(shí) 單件散放快冷 斷電開爐門緩冷 單件散放快冷 斷電開爐門緩冷 單件散放快冷 斷電開爐門緩冷 斷電開爐門緩冷 注 : No1~4為最佳亞溫淬火工藝。C以上回火后冷卻速度對 40Cr銅沖擊韌性的影晌〔 9〕 No 熱處理規(guī)范 最火一次回火后 的冷去方式 HRC ɑk60186。C （公斤 *米 /厘米 178。 3 830℃油淬 +650℃ x2小時(shí)爐冷 。Cx2小時(shí)空冷 6 830℃油淬 +650℃ x2小時(shí)空冷 +760℃油淬 +650℃ x2小時(shí)爐冷 * 毛坯鍛后均經(jīng) 750℃退火 。由圖 8得知 ,于 Ac3以下 5～ 10186。有人認(rèn)為亞溫悴火前的原始組織必須是象馬氏體或貝氏體那樣與預(yù)處理時(shí)的 14 奧氏體有一定位向關(guān)系的組織才有效。文獻(xiàn)〔 1〕報(bào)導(dǎo) ,將 35xre鋼加熱至兩相區(qū) ( 500186。 ,而原始組織為退火態(tài)時(shí)僅為 5公斤文獻(xiàn)〔的報(bào)導(dǎo)了 40CrNi鋼的不同原始組織 ( 退火態(tài)、正火態(tài)、淬火態(tài)和調(diào)質(zhì)態(tài) )對亞溫淬火效果的影響 , 所得結(jié)果見表 19 。這與過共析鋼不完全淬火對原始組織不得有網(wǎng)狀碳化物存在的要求是一致的。C回火爐