调质工艺的变革

不完全淬火代替调质不完全悴火又叫亚温淬火。合理地采用不完全淬火(即两相区淬火，其淬火加热温度高于Ac1，或低于Ac3，不仅没有降低材料的强度，而且由于少量未溶解铁素体的存在，阻止加热时奥氏体晶粒长大，细化了晶粒，使强度和韧性得到改善。另外，由于淬火后细小均匀分布的铁素体，还能防止应力集中和阻碍裂纹的扩展。同时，不完全淬火可改善有害杂质在奥氏体晶界的析出和偏聚，这就降低了可逆回火脆性的危害。如45钢、40Cr钢常规淬火和降低温度在两相区内淬火，进行试验对比，全部试样锻造后经正火、测量硬度、强度极限和冲击韧性。试验表明，在Ac3一5~10℃处进行两相区加热淬火，上述三项性能曲线上均出现一个最大值。该最大值比完全淬火后的数值略高，可供热处理工作者结合本厂产品验证采用。国内近年报导用亚温淬火减少45钢汽缸套变形以及18CrMnTi等钢采用渗碳后亚温直接淬火工艺，从而防止了表层变形开裂，并取得了改善基体性能的等温淬火代替调质下贝氏体既具有高强度，又有较好的韧性，在一定的强度范围内，抗拉强度值相等时，下贝氏体的冲击值高于回火马氏体。因此，当精密机械零件质量要求较高，可采用等温淬火代替调质。采用等温淬火不需要回火，有助于节能。贝氏体处理后的硬度在HRC45~50，比一般淬火变形小，不易开裂，质量能够保证。只是运用这一工艺需添设等温槽及等温溶液，设备较麻烦。小尺寸零件如紧固件、链环很适宜。大型工件的等温淬火只可用于具有较好淬透性的钢材，而且对大件等温淬火须在热溶(350~400℃盐浴)施用超声波或搅拌器搅拌，以强化冷却能力。当采用分段等温淬火，奥氏体化温度最好提高40~80℃，先淬入温度较低的第一浴(260℃x2分)，使50~70%的过冷奥氏体转变为下贝氏体组织，再转入第二浴(温度为350~400℃x30分)，使未变的奥氏体继续转变。用等温淬火代替调质，可省去一次加热，节能达13~20%。低碳马氏体强化代替调质低碳马氏体具有良好的综合机械性能，在生产上已经得到日益广泛的应用。用低碳马氏体强化工艺处理的低碳钢代替某些中碳结构钢调质件，可省去一次高温回火加热，故可有效地节约能源，还能缩短生产周期，提高产品质量和降低材料费用。低碳马氏体不仅具有高强度和十分突出的韧性，还具有优良的耐磨性。低碳钢同时还具有中碳结构钢所望尘莫及的工艺性能，如冷徽成型性、可焊性以及较为轻微的脱碳敏感性和淬裂性，可显著降低废品率。低碳马氏体强化工艺:920~940℃奥氏体化、淬入5~10%NaCI水溶液、温度低于25OC，继以180~200℃回火两小时，淬火后组织为板条状马氏体，硬度为HRc44~46。从节能、简化工序，降低成本等方面考虑，用低碳马氏体(低温回火态)代替调质的零件完全是可能而且是可行的。正火代替调质45钢由820士l0℃在盐水中淬火，其临界淬透直径为21.5毫米，零件超过尺寸，则调质效果下降，尺寸越大，效果越差;Φ60毫米的45钢件盐水中淬火，其淬透层仅有5毫米左右。因此，必须从实际出发，对零件淬透性提出合理的要求并考虑工件尺寸尽可能用正火代替调质，既可以缩短生产周期，又达到节约能源的目的。高碳钢经正火索氏体化能获得细片状珠光体组织，可用来代替调质的中碳结构钢。这主要用在生产上急需以及中碳钢缺乏的情况下。锻后余热淬火代替调质锻后余热淬火是使压力加工与热处理密切结合，同时利用形变强化及相变强化的综合工艺。一些零件如柴油机连杆、拖拉机汽车板簧，汽轮机叶片等锻坯，采用锻后余热调质淬火，可省略两次加热，具有明显的节能效果。锻后余热淬火不仅有可能代替中、小零件的普通调质处理，而且在某些情况下，可用中碳钢来代替低合金钢使用。