9.2 钢的淬火n将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上一定温度，保温一 定时间，然后以大于临界淬火速度冷却，使过冷奥 氏体转变为马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺 称为淬火n淬火工艺的实质是奥氏体化后进行马氏体转变（或 贝氏体转变）淬火钢得到的组织主要是马氏体（ 或下贝氏体），此外还有少量残余奥氏体及未溶的 第二相n目的：提高工件的强度、硬度和耐磨性一 淬火应力n工件在淬火过程中会产生变形甚至开裂，其原 因是由于淬火应力的存在n分热应力和组织应力n当淬火应力超过材料的屈服极限时，工件就会 产生塑性变形，当淬火应力超过材料的强度极 限时，工件则产生开裂1 热应力及其变化规律n工件在加热或冷却时 ，由于不同部位的温 度差异，导致热胀冷 缩的不一致而产生的 内应力n这里以圆柱工件为例 分析其变化规律1 热应力及其变化规律n当整个试样冷至室温时，内外温差消失，冷却后期的应 力状态被保留下来成为残余内应力n影响因素：因为热应力是由于快速冷却时工件截面上温差造成 的，因此，冷却速度越大，截面上的温差越大，则热应 力越大此外，淬火温度高，工件截面尺寸大或钢材导热性 差，线膨胀系数大，也会增加截面温差，增大热应力。
2 组织应力及其变化规律n工件冷却时，由于温差造成的不同部位组织转变不同 时性而引起的内应力n引起的残余应力与热应力恰好相反，表层为拉应力， 心部为压应力n组织应力的大小除与钢在马氏体转变温度范围的冷却 速度、工件的尺寸、钢的导热性及奥氏体屈服强度等 有关外，还与钢的含碳量、马氏体的比容及钢的淬透 性等密切相关二 淬火加热n制定淬火加热工艺主要是确定加热温度和加热时间， 此外还要确定加热方式和选择介质等n淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒 为原则，以便淬火后获得细小的马氏体组织n淬火加热温度主要根据钢的临界点来确定对于亚共 析钢的淬火加热温度一般为Ac3+（30—50度）， 称做完全淬火；共析钢和过共析钢Ac1+（30—50 度），称做不完全淬火二 淬火加热n为了使工件各部分都能完成组织转变，需要在淬火加 热温度保温一定的时间，通常将升温和保温的时间一 起计算为加热时间n影响加热时间的因素很多，如加热介质、钢的成分、 炉温、工件的形状及尺寸、装炉方式及装炉量等n钢在淬火加热过程中，如果操作不当，会产生过热、 过烧或表面氧化、脱碳等缺陷二 淬火加热缺陷n过热是指工件在淬火加热时，由于温度过高或时间过长 ，造成奥氏体晶粒粗大的缺陷。
n过烧是指工件在淬火加热时，温度过高，使奥氏体晶界 发生氧化或出现局部熔化的现象n氧化是工件与炉气中的O2 、H2O及CO2 等氧化性气体 发生化学反应的过程n脱碳是钢中的碳与炉气中O2 、H2O、CO2及H2发生化 学反应，生成含碳气体溢出钢外，使工件表面含碳量降 低的过程三 淬火冷却n冷却是淬火的关键工序n为使钢获得马氏体组织，淬火 时冷却速度必须大于临界冷却 速度但是，冷却速度过大又 会使工件淬火应力增加，产生 变形或开裂n图中所示的冷却曲线为理想淬 火冷却曲线n必须选择适当的淬火介质常用淬火介质冷却特性水的冷却特性曲线四 淬火方法n生产中应根据钢的化学成分、工件的形状和尺寸，以 及技术要求来选择淬火方法n选择合适的淬火方法可以在获得所要求的淬火组织和 性能条件下，尽量减小淬火应力，从而减小工件变形 和开裂的倾向n常用且成熟的淬火方法有四种1 单液淬火法 2 双液淬火法n单液 淬火法是将加热至奥氏体状态的工 件，淬入某种淬火介质中，连续冷却至介 质温度的方法n适用于形状简单、尺寸小的工件常采用 预冷n双液 淬火法是将加热至奥氏体状态的工 件先在冷却能力较强的介质中快速冷却至 接近Ms点温度，以避免过冷奥氏体发生 珠光体和贝氏体转变，然后再转入冷却能 力较弱的淬火介质中继续冷却，使过冷奥 氏体在缓慢冷却条件下转变为马氏体。
n一般采用水——油双液淬火方法3 分级淬火法 4 等温淬火法n分级 淬火法是将加热至奥氏体状态的 工件先淬入高于该钢Ms点热浴中停留 一定时间，待工件各部分与热浴温度一 致后，取出空冷至室温，在缓慢冷却条 件下完成马氏体转变的淬火方法n等温 淬火法是将加热至奥氏体状态的 工件淬入温度稍高于Ms点的盐浴中等 温，保持足够长时间，使之转变为下贝 氏体组织，然后取出在空气中冷却的淬 火方法。