为了完成淬火工艺。工件需从奥氏体化温度以大于钢的临界冷却速度进行急冷。由于急冷而产生的热应力使外层受压内层受拉。这对防止产生淬火裂纹是有利的。由c曲线的形状可知，工件淬火时为获得预期的马氏体组织，并不需要在其整个冷却过程中都快速冷却，而只是在c曲线的“鼻部”附近(一般650c／~400℃)需要快速冷却。在650℃以上的高温区和400*(2以下的低温区并不需要快速冷却，尤其在Ms点以下的马氏体转变区应尽可能地缓慢冷却。因此为了淬硬而又不淬裂，在“鼻部”应快冷，在马氏体区应慢冷。

   过冷奥氏体塑性高，急冷到低温区也不会开裂。温底刚低于Ms点时，由于马氏体量尚小，相变应力小，钢件也不会立即开裂。过冷奥氏体急冷收缩，而到Ms点时逆转而膨胀，在急缩猛胀的转折阶段，容易导致开裂。实际上，当产生体积分数5O％的马氏体时，才是淬裂的危险时刻。多数工具钢冷至120～150℃，是较危险的温度区间，此刻应特别注意缓冷。总之要根据零件的结构特点、技术要求，结合设备状况、工人素质等正确合理地选择淬火方法则可以大大减少或者不发生淬裂事故。

   1. 预冷淬火

   预冷淬火是淬火时零件先在空气、油、热浴(或渗碳气氛)中，预冷到略高于Ar3的温度后。再迅速置于淬火介质中淬火，又叫降温淬火或延迟淬火，这是生产现场常用的热处理方法。淬火前的预冷，可以减少热应力，使工件变形和开裂倾向减小，较近的研究表明，预冷淬火还可以增加大工件的淬硬层，提高机械零件的综合性能。对于形状复杂，截面突变的某些零件，单液直接淬火，往往在截面突变的接壤区因淬火应力集中而导致开裂。这时可采用预冷淬火，使各部分差减小，或在技术条件允许的情况下，使其较薄的截面处或棱角处产生部分非马氏体组织，然后再进行全部淬火，这样可避免或减少淬火裂纹。

   2. 多介质淬火法

   多介质淬火法，根据选用的淬火介质的不同，以及操作方法的特点可分为双介质淬火，三介质淬火等。双介质淬火是将加热好的工件先淬入冷却能力较强的介质，待工件温度降至C曲线“鼻温”以下温度时，再淬入冷却能力较弱的介质中继续冷却，以获得马氏体组织。双介质淬火所用的淬火介质有水一油、水一空气、盐水一油、油一空气、硝盐一空气、碱液一空气、水一硝盐、油一硝盐、硝盐一油等。可根据钢的淬透性，工件形状尺寸，对变形的要求来选定。生产中大量采用的水一油淬火多用于碳素工具钢及大截面的低合金工具钢的工件。即在高温区用盐水的快速冷却抑制过程冷奥氏体的分解，在低于400℃温度时，立即转入油中缓慢冷却，以减小淬火内应力，防止淬火裂纹。

   对于形状复杂而变形要求又较严格的工件，有时双液淬火仍不能控制变形和开裂，而需要采用冷却能力依次减少的三种淬火介质的三液淬火。三液淬火多应用于碳素钢制造的小型工件。工件在各淬火介质中的停留时间视工件形状大小，淬火介质性能等因素，由试验来确定。

   3. 分级淬火

   分很 淬火是将工件从淬火温度，直接快速冷却到Ms点以上某一温度，经适当时间保温，

使工件表面与心部的温度均匀后，再取出空冷，使工件在缓慢冷速下进行马氏体转变的淬火方法。这一方法可以有效地防止淬火开裂。

   高碳高合金钢，一般淬火加热温度较高，而Ms点又较低，用普通淬火方法可能产生较严重的变形和开裂。如只用一次分级淬火难避免较大的相变应力及热应力。因此，对于截面尺寸较大，形状复杂，易于变形和开裂的高速钢刀具可采用逐次降温的两次或三次分级的分级淬火方法。多次分级淬火的分级温度一般为600～650℃，450～550℃和300～350℃等。图3为W18Cr4V高速钢锯片铣刀的多次分级淬火工艺曲线。多次分级淬火时，在各个温度区的停留时间，应以能保证在该温度下工件沿截面的温度均匀，而又不产生非马氏体组织。具体数据可由试验确定。

   奥氏体等温处理也是一类分级淬火法，工艺示意图如图4所示。它主要用在高速钢刀具和一些超高强度钢所制的零件，压力容器及模具、齿轮等热处理中。较近将这种方法用在超高强度钢所制零件的淬火处理中，取得很好的效果。一些超高强度钢的塑性较低，对于形状复杂的零件，用普通淬火方法难以避免变形和开裂。如果用一般分级淬火，虽然可将相变应力显著减少，在冷却至热浴温度的冷却过程中，零件可能已发生严重的变形和开裂。不少超高强度钢如同高速钢一样，在高温和中温转变之间，常有一个过冷奥氏体孕育期很长的温度范围。如将工件自奥氏体化温度空冷到这温度区域的某个温度后，淬入同温度的热浴中保温，使零件内外均温，然后在空气或盐浴中冷却(以不发生贝氏体转变为原则)，则仍可*全部的马氏体，随后再进行适当温度的回火。用这种方法处理后，钢的强度、韧度与一般淬火相同，而因应力及变形却甚微，防止了变形开裂。

   4. 马氏体等温淬火

   零件奥氏体化后淬入低于Ms点以下50～100"(2的热浴中等温保持，以获得马氏体的淬火方法为马氏体等温淬火。这种淬火方法的冷却速度较分级淬火时快，故适用淬透性略低的钢种制造的零件，同时也可起到减少变形和防止开裂的作用。以热油作为马氏体等温淬火的淬火介质较方便，简单易行。在130～160"C热油中淬火，能够在较缓慢的冷却速度中使奥氏体向马氏体转变，因而产生较小的内应力，变形开裂倾向也较小。例如：9CrSi钢剪刀在冷油中淬火开裂倾向大，而改用160～190℃热油淬火30～60min后空冷，可完全避免淬火裂纹。

   5. 薄壳淬火

   薄壳淬火是将低淬透性的钢制工件，整体加热后，用水，盐水或wN。oH=5％水溶液等十分急剧的冷却，使其表面*一定深度均匀的马氏体壳层。它使表层产生残余压应力，这不仅可提高工件的弯曲疲劳强度，而且可以防止淬火裂纹。从热应力的形成过程来看，冷却较终使表面具有压应力。从相变应力看，表层发生马氏体转变，体积膨胀，心部未淬透不发生马氏体转变，体积收缩，因而也使表面具有压应力。二者叠加后，构成很大的残余压应力。由于淬火裂纹是拉应力作用造成，所以薄壳淬火产生的压应力可避免工件淬裂。薄壳淬火工艺较早应用在福特汽车T型轴上，所用材料为35、45等浅淬硬钢，以及含碳0．80％的碳钢。通常要求，每侧的淬硬深度不大于直径或壁厚的10％。

   6. 间断淬火法

   将加热好的工件淬入水中，数秒后随即提出水面，在空气中稍待一定时间。再淬入水中。

如此往复几次，较后浸入水中冷至室温，即为间断淬火。这种淬火方法可在保证淬硬的前提

下，尽可能减少工件的变形，也有利防止淬火开裂。这是由于在工件被提出介质时，表层急冷而转变的马氏体因工件内部热量而被回火，减少了内应力的缘故。冲子、扁铲、模具等常用这种方法进行淬火。

   7. 浅冷淬火

   有些工件在淬火时，自高温一直冷却到室温(或淬火介质温度)，则因淬火应力较大，很 易发生变形开裂。为避免这种现象，可采用浅冷淬火，即在淬火时，严格控制工件在淬火介质中的停留时间，使其较终达到的温度高于室温数百度，从冷却介质中取出后，立即送入回火炉中进行回火.浅冷淬火适用于大、中型锻模及某些大锻件的淬火。

   8. 局部淬火

   有些工件按技术要求仅需淬硬某一部分(如长锯片刃部)；有些零件由两种钢材联接而成，如高速钢钻头，它们的淬火温度不同，均需分别进行淬火。进行局部淬火，可以避免整体淬火产生裂纹。

   局部淋水或浸油预冷淬火法也有利于防止淬火裂纹，有的工件结构不均匀，多处厚度相差大，整体淬火时会出现组织转变的不同时性产生较大的内应力而开裂。这时可将工件的薄壁处，或细颈处预先淋些水，或浸一下油进行预冷，使该处温度达到Ar3点附近，允许产生一些珠光体一铁素体。然后进行钢的整体淬火。由于薄壁处已发生预冷分解，具备较好的塑性，可避免开裂。但应注意的是已被水、油淋黑的部分不能立即淬火，而应等一会儿，待该处温度回升后，确认已发生分解转变，才能整体淬火。将薄壁处进行包扎石棉或铁片，减少该处的过热或急冷程度，也有利于防止开裂。

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