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淬火的核心理在于提升材料的硬度、強度及耐磨性，以滿足各種零件的使用需求。這一工藝在眾多領域都有廣泛應用，如工具、量具、模具、軸承、彈簧，以及汽車、拖拉機、柴油機等機械零件的制造，都離不開淬火工藝的加持。

在淬火過程中，加熱溫度的把控至關重要。不同成分和組織的鋼，其淬火加熱溫度會有所不同。例如，亞共析鋼的淬火加熱溫度通常設定在AC3+（30～50℃）范圍內(nèi)，這樣既能確保鋼的完全奧氏體化，又能保持奧氏體晶粒的細膩度。而對于過共析鋼，其淬火加熱溫度則推薦在AC1+（30～50℃）左右，實際生產(chǎn)中還可根據(jù)情況適當提高至20℃左右。這樣的溫度范圍，不僅能使鋼材轉化為細小晶粒的奧氏體和部分均勻分布的未溶碳化物，還能確保淬火后的組織具有高硬度、優(yōu)良耐磨性，同時減少脆性。

值得注意的是，過共析鋼的淬火加熱溫度不能低于AC1，因為鋼材在此溫度下無法完全奧氏體化。若加熱溫度略高于AC1，雖然珠光體能完全轉化為奧氏體并融入少量滲碳體，但此時奧氏體晶粒尚且細小，碳的質(zhì)量分數(shù)也略高于共析成分。然而，如果繼續(xù)提升溫度，二次滲碳體會不斷融入奧氏體，導致晶粒長大、碳濃度升高，進而增大淬火變形傾向、顯微裂紋數(shù)量及材料脆性。同時，奧氏體含碳量過高還會增加淬火后殘余奧氏體的數(shù)量，從而降低工件的硬度和耐磨性。因此，過共析鋼的淬火加熱溫度不宜過高，完全奧氏體化的ACm或以上溫度更是需要避免。
在制定工件的淬火加熱溫度時，必須綜合考慮多種因素，包括工件的化學成分、技術要求、尺寸形狀以及原始組織等。同時，加熱設備和冷卻介質(zhì)的選擇也會對加熱溫度產(chǎn)生影響。例如，對于合金鋼零件，通常選擇較高的加熱溫度，而對于形狀復雜的零件，則可能選擇較低的加熱溫度。此外，新工藝如亞溫淬火和高溫淬火，其加熱溫度也有特殊要求。

亞溫淬火是一種提高韌性和降低脆性的有效方法，適用于亞共析鋼。在這種工藝中，工件在略低于AC3的溫度下奧氏體化后進行淬火，從而獲得較高的韌性并降低脆性轉折溫度。

另一方面，高溫淬火可用于提高材料的強度和韌性。例如，16Mn鋼在940℃淬火，5CrMnMo鋼在890℃淬火，以及20CrMnMo鋼在920℃淬火，均可獲得良好的效果。

此外，對于高碳鋼，采用低溫、快速、短時加熱淬火的方法可以減少奧氏體中的碳含量，從而提高鋼的韌性。這可以通過適當降低高碳鋼的淬火加熱溫度或采用快速加熱及縮短保溫時間來實現(xiàn)。

在淬火過程中，保溫時間也是一個重要的參數(shù)。為了確保工件內(nèi)外各部分均能完成必要的組織轉變和碳化物溶解，以及奧氏體成分的均勻化，必須在特定的淬火加熱溫度下保溫一段時間。

另一方面，選擇合適的淬火介質(zhì)也是至關重要的。理想的淬火介質(zhì)應能在C曲線的“鼻子”以上溫度緩冷，以減小熱應力；在“鼻子”處具有足夠的冷卻速度，以保證過冷奧氏體不發(fā)生非馬氏體轉變；同時在“鼻子”下方，特別是在Ms點以下的溫度時，冷卻速度應盡可能小，以減小組織轉變的應力。常用的淬火介質(zhì)包括水、水溶液、礦物油、熔鹽和熔堿等。
水是一種冷卻能力強的淬火介質(zhì)，因其來源廣泛、價格低廉和成分穩(wěn)定而受到青睞。然而，在C曲線的“鼻子”區(qū)（約500～600℃），水處于蒸汽膜階段，冷卻速度不夠快，可能導致“軟點”的形成。同時，在馬氏體轉變溫度區(qū)（300～100℃），水又處于沸騰階段，冷卻過快，可能使馬氏體轉變速度過快，導致內(nèi)應力增大，工件變形甚至開裂。此外，水溫升高、水中氣體含量或雜質(zhì)混入都會顯著降低其冷卻效果。因此，水主要適用于截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件淬火。

鹽水和堿水通過在水中加入適量的食鹽和堿來提高高溫區(qū)的冷卻能力。在蒸汽膜階段，鹽和堿的晶體析出并爆裂，破壞蒸汽膜，同時炸碎工件表面的氧化皮。但需注意，這類介質(zhì)的腐蝕性較強。一般而言，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。它們適用于碳鋼及低合金結構鋼工件的淬火，使用溫度不應超過60℃，且淬火后需及時清洗以防銹。

另一種常用的淬火介質(zhì)是礦物質(zhì)油，如機油、變壓器油和柴油等。機油的號數(shù)越大，黏度越高，閃點越高，但冷卻能力相對較低，使用溫度則相應提高。新型的淬火油如高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油等，通過添加特定添加劑或選取不同類型和黏度的礦物油混合來提高高溫區(qū)的冷卻速度。特別是高速淬火油，在過冷奧氏體不穩(wěn)定區(qū)的冷卻速度明顯高于普通淬火油，適用于形狀復雜的合金鋼工件淬火，既提高淬透性和淬硬性又減少變形。
光亮淬火油是一種能使工件在淬火后保持光亮表面的冷卻介質(zhì)。通過在礦物油中加入不同性質(zhì)的高分子添加物，可以獲得具有不同冷卻速度的光亮淬火油。這些添加物中，光亮劑是關鍵成分，它能將不溶解于油的老化產(chǎn)物懸浮起來，防止在工件上積聚和沉淀。此外，光亮淬火油添加劑還包含抗氧化劑、表面活性劑和催冷劑等成分。

真空淬火油則是專為真空熱處理淬火設計的冷卻介質(zhì)。它必須具備低的飽和蒸汽壓、高而穩(wěn)定的冷卻能力，以及良好的光亮性和熱穩(wěn)定性，以確保真空熱處理的效果。

另外，鹽浴和堿浴淬火介質(zhì)常用于分級淬火和等溫淬火工藝中。近年來，新型淬火劑如聚乙烯醇水溶液和三硝水溶液等也備受關注。聚乙烯醇水溶液通過在工件表面形成蒸汽膜和凝膠薄膜來控制冷卻速度，具有優(yōu)良的冷卻特性。而三硝水溶液則在高溫時具有接近水的冷卻能力，在低溫時則接近油，可作為一種替代水－油雙介質(zhì)淬火的選項。

在生產(chǎn)實踐中，淬火的分類主要依據(jù)不同的冷卻方式。常見的淬火方法包括單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火等。單液淬火是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質(zhì)中直至室溫，操作簡便且利于機械化、自動化，但冷速受限可能影響淬火質(zhì)量，特別適用于形狀簡單的碳素鋼工件。雙液淬火等其他方法則各有其特點和應用范圍。
雙液淬火是一種將奧氏體化工件先浸入冷卻能力強的介質(zhì)中，隨后在鋼件未達到該介質(zhì)溫度時迅速取出，并立即浸入另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中的淬火方法。例如，可以采用先水后油或先水后空氣的方式進行。這種方法有助于減少變形和開裂的可能性，但操作較為復雜，掌握起來有一定的難度，因此在應用上存在一定的局限性。

馬氏體分級淬火則是一種將奧氏體化工件浸入溫度略高于或低于鋼的馬氏體點的液態(tài)介質(zhì)中，如鹽浴或堿浴，保持一段時間直至鋼件內(nèi)外溫度與介質(zhì)一致，然后取出空冷，從而獲得馬氏體組織的淬火工藝。這種工藝能有效降低相變應力和熱應力，減少淬火變形和開裂的風險。它特別適用于那些對變形要求較高的合金鋼和高合金鋼工件，同時也可用于截面尺寸適中、形狀復雜的碳素鋼工件。

貝氏體等溫淬火則是將鋼件奧氏體化后，迅速冷卻至貝氏體轉變溫度區(qū)間（260～400℃），并在此溫度下保持一段時間，使奧氏體轉變?yōu)樨愂象w。這種工藝有時也被稱為等溫淬火，保溫時間通常為30～60分鐘。

此外，還有復合淬火等方法，通過預淬和等溫處理相結合的方式，使工件在較大截面處獲得M+B的組織結構。這種方法特別適用于合金工具鋼工件，能有效避免第一類回火脆性，并減少殘余奧氏體量和變形開裂的風險。

對于某些特殊工件，還可以采用壓縮空氣淬火、噴霧淬火和噴流淬火等方法進行淬硬處理。這些方法各有其特點和適用范圍，可根據(jù)具體需求進行選擇和應用。