培训人：曹铜壁
2014年5月25日,现场热处理质量管理,目录,一、现场热处理作业现状
二、现场热处理质量管理
三、现场热处理P91钢管质量控制
四、介绍常见热处理基础知识,一、现场热处理作业现状,1、粗放式管理和作业：现场热处理的工件标示不清楚，容易丢失模糊；工艺记录文件偏形式化；现场安全隐患较多等。
2、热处理作业场地设计不合理：油槽和水槽距离太近，相互之间没有保护措施；水槽与热处理炉距离太近，长期受水的腐蚀，经常淋湿炉子，热处理炉易损坏，存在严重安全隐患，生产批量较大时工件存放受限等。
3、设备工艺装备落后：根据公司产品技术质量需要，淬水系统设计不科学，冷却系统无法保证水温要求；热处理炉炉盖密封不严，存在温差；热处理井式炉没有风扇均温设备，炉温均匀性较差等
4、对热处理工艺质量重视不足：几乎所有钢铁工件产品均需热处理，热处理不仅是工件材料组织与性能的重要保障，有时还将影响下一步工序的操作，如工件产品加工性、外观尺寸等。认为热处理就是烧火做饭那样，其实不然，热处理讲究精细化，影响因素多而复杂，不同产品有不同要求。,5、企业重产量效益轻质量，热处理是工件组织性能最终保障，最后一道工序。工件热处理前材料组织性能要求不严，很多情况下省略预备热处理环节，直接进行最终热处理，有时无法保证最终热处理工件质量。
6、我个人感觉针对公司现有材质钢管热处理工艺需要创新调整，结合现有工装设备，突破固有热处理观念意识，制定一个规范稳定工艺。
7、由于作业环境差，工资待遇低，热处理专业人才缺失。未来需要越来越多热处理人员，热处理好坏直接关系到企业产品制造成本和经济效益。,二、热处理质量管理,1、原材料质量管理
2、热处理工艺过程中的质量管理
3、热处理质量检验
4、不合格品的控制与纠正措施
5、热处理人员培训,1、原材料质量管理,钢锭的冶金质量对热处理质量影响很大，如钢中非金属夹杂物、白点、带状组织、严重碳化物偏析、发裂及其他表面缺陷，以及热处理前锻件表面质量和内部组织状态。不仅在热处理时容易开裂、硬度不足、软点、尺寸稳定性下降等缺陷，而且对材料力学性能和工件使用寿命影响很大。因此加强原材料的质量管理是保证热处理质量的先决条件。主要包括以下几点：
1）热处理前查阅原材料钢锭质量证书；
2）对钢锭进行认真核查验收，检查预备热处理工件质量是否符合热处理要求；
3）对原材料钢锭和预备热处理锻件验收结果保存好，便于跟踪分析。,2、热处理工艺过程中的质量管理,1）待处理工件检查：防止热处理前不合格品混入热处理过程，造成热处理质量事故。
2）建立生产关键工序点，进行工序控制：根据工件质量技术要求，确定相应工艺要素，如温度、时间、冷却过程等。
3）车间作业环境管理：厂房面积、环境温度、通风除尘、照明噪声等。
4）车间设备管理：设备从实际出发，把加工能力与良好的适应性维修性结合起来；做好设备安装调试，要求车间技术人员和操作者熟悉设备结构、性能、精度和效率等特点，从而达到准确控制工艺参数目的；专职负责保管维修，交接手续记录等；做好设备（炉温仪表、硬度计、流量计）定期校验；设备闲置进行封存。
5）车间节能管理,3、热处理质量检验,硬度检验：最常用方法，可代替某些力学性能，操作迅速简便，数据重现性好。可以测定工件特定部位的硬度。
其他力学性能：静拉伸、弯曲、扭转、疲劳及磨损等。
无损探伤：（内部缺陷）射线、超声波
（表面缺陷）碳粉、渗透,4、不合格品的控制与纠正措施,生产中出现不合格产品，及时标示清楚，认真分析和判定，注意误判。
不合格品分为重新热处理和不能返修的废品，应采取不同标示与合格品隔离。
为防止和减少不合格品的出现，应采取积极有效的预防措施，消除产生不合格品的原因，并纳入相关文件。
加强技能教育培训。,5、热处理人员培训,热处理生产过程是依靠生产工人、技术人员和管理人员共同完成的。因此，加强人员培训很重要，应进行管理培训、新技术培训、操作技能培训。
特别注意工艺创新改变，节能意识教育。
注意热处理工艺稳定性，不轻易改变工装和工艺。,三、现场热处理P91钢管质量控制,P91是由美国橡胶岭国家试验室研制开发的高温受压部件的材料。其是在原9Cr-1Mo钢基础上，进一步优化改进了化学成分，以达到细化晶粒、提高钢管的持久强度要求，从而形成的新型铁素体型耐热合金钢。该钢综合力学性能、焊接性能和工艺性能良好。与奥氏体TP304H相比，具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和较高的导热系数、持久强度的等强温度和等应力温度较高，分别达到625℃和607℃。由于改良9Cr-1Mo钢的优良特性，其先后于1983年纳入ASME SA213、1984年纳入SA335规范，牌号分别为T91/P91，我国于1995年也将该钢移植到GB5310标准中，牌号定为10Cr9Mo1VNb。
P91钢主要用于制作高压锅炉的过热器和再热器管及火力发电站的主蒸汽管道。由于这种耐热钢具有较好的热强性能、焊接性能和工艺性能，以及建造成本和维修费用降低，经济效益显著。近年来，我国几乎新建的亚临界、超临界和超超临界发电机组都采用P9 l钢作为主蒸汽管道、高温再热管道等重要高温承压部件。,P91标准技术要求,P91材料特性,Ac1：800-840℃；Ac3：890-940℃；Ms：380-400℃；Mf：100-120℃。,P91热处理工艺,规格：ID349X62,,P91毛管3种不同热处理冷却工艺控制的显微组织,工艺2,工艺1,毛管组织,工艺3,组织性能分析,从以上经3种现场不同淬火冷却控制加相同的高温回火后和挤压毛管未热处理的金相显微组织来看，图1和图2金相组织均为板条状马氏体，板条束位向有所不同。其中，图1（a）和图2组织中板条比较粗大，板条束位向明显；而图1（b）和（c）组织中板条状马氏体回复为破碎、晶粒细小的回火马氏体，马氏体板条束位向已不明显。虽然3种工艺处理中参数变化较多，特别是初次淬火水温控制15-35℃、中间淬火温度550-650℃，淬水时间60-90s，但是这些因素对于最终P91钢调质金相组织状态影响不是关键因素。真正影响P91钢调质金相组织状态是终淬火温度，终淬火温度越低，储存晶格畸变能越大，则淬火板条马氏体经高温回火后，发生位错多边形化回复的驱动力就越大，板条马氏体碎化越彻底，位错多边形化形成的亚晶粒越细小。,由以上P91连续冷却（CCT曲线）相变特点，P91淬透性良好，根据相关资料可知，钢管壁厚小于75mm的P91在空气中可以淬火得到马氏体。表2可以看出，试样沿横截断面壁厚S分布的各项力学指标数据基本无差别，分布比较均匀。但是，未热处理的试样力学性能很高。其中，抗拉强度大于800MPa，屈服强度大于670MPa，材料的塑性延伸率还可以，但是冲击功很低，材料韧性很差，硬度大于250HB，超过标准上限。经过3种热处理工艺处理的试样力学性能发生了明显的变化，材料中淬火马氏体组织经多边形化回复后，力学强度和硬度适当降低，塑性和韧性得到较大提高，材料的综合力学性能均良好。特别经工艺3处理后，冲击功数值达到200J以上，材料韧性较好。,P91钢管经奥氏体化加热后，出炉冷却至Ms以下将发生马氏体转变。经查阅资料可知，P91钢空冷即可得到全部马氏体组织。奥氏体转变成马氏体过程中，发生体积膨胀，产生一定的弹性变形和晶体缺陷（空位和位错），分别以弹性能和畸变能的形式储存下来，为下一步回火后材料内部组织结构变化提供了驱动力。
在 A1 相变点以下高温回火时以多边形化回复释放淬火时马氏体形成所引起的形变储存能，而P91再结晶温度较高，致使再结晶驱动力不足。这就使得具有回火板条马氏体组织的 P 91 钢既保留了马氏体的强化效果，又因马氏体板条多边形化回复形成的亚稳状态，可以抵抗 A1 相变点以下高温的长时间作用而成为热强性和热稳定性兼具的优良性能的热强钢。,分析总结,（1）在一定的回火温度和时间下，淬火最后水冷管温是影响厚壁P91钢管晶粒组织细化工艺控制的关键因素。
（2）材料P91淬火相变后晶粒粗大组织具有遗传性，最后水冷管温越高，则越难以克服自身晶粒粗大组织的遗传性。
（3）当最后淬水温度降到150℃时，回火组织转变驱动力充足，材料内部多边形化回复形成细小均匀的亚晶粒组织，晶粒度达到8.5级，热处理晶粒明显细化。,四、介绍常见热处理基础知识,材料的组织和性能受成分、加工工艺的影响，改善钢的性能主要有合金化、热处理、塑性变形等途径。
热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，改变材料的组织结构，从而获得所需性能的加工工艺。比较重要的部件一般都需要进行热处理，比如汽车、拖拉机工业中70~ 80%的零件、工具模具等都需要进行热处理。,1 钢的热处理原理,钢在加热时的转变
钢在冷却时的转变
回火转变,1.1 钢在加热时的组织转变,加热是热处理的第一步，加热温度依据相图和热处理目的而定。
(钢)加热一般是为了获得晶粒细小、适当成分的奥氏体
加热以后得到的组织接近平衡组织——基本上可以根据相图来确定。,1.1.1 钢的临界温度,A1、A3、Acm为相图上的平衡转变温度线。
实际生产中温度变化较快，转变出现滞后。,为了区分加热、冷却时的临界点，加热冠以“c”，冷却冠以“r”。如AC1表示加热时由P→A的开始温度线
AC1是常数吗？
AC3是常数吗？,1.1.2 奥氏体的形成,奥氏体的形成是形核长大过程。
共析钢的原始组织为P，当加热到Acl以上温度时，发生P转变。
在转变过程中要发生晶格改组和碳原子的重新分布。包括如下四个基本环节,奥氏体形核 奥氏体长大 残余渗碳体的溶解 奥氏体均匀化,,对于非共析钢，在继续升温时，先共析产物也会转化为A；
加热温度不同时，得到的组织、奥氏体的组成（含碳量）不同；
完全奥氏体化后，合金成分与奥氏体相同,1.1.3 影响奥氏体化速度的因素,加热条件：温度高，速度快；速度快?
合金成分
C含量高-相界面积大-A形核率高；
合金元素影响相图、C等的扩散、碳化物稳定性等；
原始组织
细小，碳化物分散度大，A形成容易；
片比球界面积更大；,1.1.4 奥氏体的晶粒度,奥氏体的晶粒度表示奥氏体晶粒的大小。在100X时，1 in2内晶粒个数n与晶粒度等级G之间符合n=2G-1.
冶金行业标准中，常用奥氏体晶粒度分为8级。1级最粗，8级最细（可拓展）。
起始晶粒度：奥氏体化刚完成时
实际晶粒度：实际加热条件下
本质晶粒度：规定加热条件下,本质晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(100×示意图),本质粗,本质细,,实际晶粒度与本质晶粒度、加热条件有关。
本质细晶粒钢，加热温度超过950℃可能得到粗大晶粒；
本质粗晶粒钢，加热温度较低时，可能得到很细的晶粒。
实际用途？,影响奥氏体晶粒大小的因素,加热条件
加热温度越高和保温时间越长，A晶粒越粗。其中加热温度是主要因素
加热速度大，过热度大，获得细小的初始晶粒
化学成分
随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。
强碳化物元素Nb、Ti等元素碳化物不易溶解、阻止C扩散等原因强烈阻止A晶粒粗化，可细化晶粒
Mn，P，O等促进晶粒长大（界面能）,1.2 钢在冷却时的组织转变,实际生产当中冷却速度较快，转变在较大过冷度下进行，不能用相图来分析。
转变的方式通常有两种,,1.2.1 过冷奥氏体的等温转变,共析钢(C=0.77%)的TTT曲线（C，S曲线）
转变温度不同，产物不同，性能不同,高温转变产物－珠光体类型,珠光体 2500 索氏体 5000 屈氏体 5000,,,,珠光体类型组织的性能,珠光体的片层间距=F和Fe3C片的厚度之和；
珠光体的片层间距取决于冷却速度；
珠光体的片层间距越小，P的力学性能越好。
与片状珠光体相比，粒状P的强度硬度较低，但是塑性韧性较好。,低温转变产物－马氏体,马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。马氏体的成分与过冷奥氏体完全相同。
很强的固溶强化效应，同时M内又存在大量晶体缺陷，具有很高的强度和硬度。,马氏体的性能,M的强度、硬度较高。强化机制：固溶强化、相变（亚结构）强化及时效强化。
M的硬度主要取决于它的含碳量，碳含量越高，强度和硬度越高，而塑性、韧性也越低。
M的塑性和韧性主要取决于其亚结构。
位错马氏体：高强度、良好的韧性，脆性转变温度低，缺口敏感性小；
孪晶马氏体：硬而脆(本质、速率，方向)。,中温转变产物－贝氏体,两相混合物(过饱和F,粒状碳化物)
与M相比，上贝氏体强度低，不用。下贝氏体强度硬度较高、塑性韧性好。,粒状贝氏体,形成时：由块状的铁素体和高碳岛状奥氏体组成；
岛状奥氏体在随后的冷却过程中转变成黑色的珠光体、马氏体或以残余奥氏体的形式存在。,亚共析钢和过共析钢的C曲线,亚共析钢和过共析钢的TTT曲线和共析钢相比多了一条先共析F和Fe3C的析出线
渐近线,,,,魏氏组织,魏氏组织是沿原奥氏体特定晶面形成的具有几何学特征的冷却转变组织，德国魏德曼施泰登(A．J．Widmannstatten)首先在陨铁中发现的，故名，亦称魏氏体。此类组织在钢和铝青铜中都有发现。它是一种先共析转变组织。
铁素体魏氏组织呈针（片）状，魏氏组织与母相之间保持严格的晶体学关系，并在试样磨面上呈现浮凸（切变特征）。,,先共析组织量大，奥氏体晶粒粗大，冷速或温度适当时容易出现魏氏组织
铸、锻、焊低中碳钢零件和低碳钢渗碳零件经空冷或一定速度冷却后，都可能出现魏氏组织
对一般低、中碳钢来说，不论奥氏体晶粒粗细，只要冷却速度或者等温温度适宜应该都会有魏氏组织出现的可能。当然，奥氏体晶粒粗大时，出现这种组织所对应的钢的碳含量范围要宽些，而且在较慢的冷速下就能形成。,,在GB/T13299《钢的显微组织评定方法》中,根据针状铁素体数量、形状以及由铁素体网确定的奥氏体晶粒的大小，魏氏组织分为6级
对于碳含量在0.15-0.30%之间的钢种，其各个级别的魏氏组织的特征描述如下：
0级：均匀的铁素体和珠光体组织，无魏氏组织特征；
1级：铁素体组织中有呈现不规则的块状铁素体出现；
2级：呈现个别针状组织区；
3级：由铁素体网向晶内生长，分布于晶粒内部的细针状魏氏组织；
4级：明显的魏氏组织；
5级：粗大针状及厚网状的非常明显的魏氏组织。,,魏氏组织由于粗大的魏氏组织对珠光体基体的割裂作用，一般都伴随着原奥氏体晶粒粗大, 从而会引起钢的强度、韧性和塑性的降低。
消除魏氏组织常用的办法一般采用退火或正火；程度严重的工件可采用二次正火（较高温度+较低温度）。
淬火+回火也能消除魏氏组织。
控制锻造终轧温度、锻后冷却，可以防止出现魏氏组织,1.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变,CCT曲线在TTT的右下方；
（碳素钢中）共析钢和过共析钢的连续冷却无贝氏体转变；
上、下临界冷却速度，工艺应用,,CCT曲线举例,,45钢的CCT曲线,T10钢的CCT曲线,思考题,分别以v1、v2、v3、v4的冷速进行冷却，各获得何种组织？,1.2.3 影响C曲线的因素,奥氏体的化学成分和均匀性、晶粒大小，有无第二相C曲线。
和以下因素有关：
钢的化学成分
正常加热条件下，共析钢的C曲线最右；
除Co以外，常用元素均使其右移；
一些碳化物形成元素还改变C曲线形状
加热温度与时间
原始组织：细，A均匀，C曲线右移，Ms,1.3 淬火钢在回火时的变化,淬火后钢处于不稳定状态，加热时由于原子活动能力增强，发生如下转变
（温度对应于碳钢，典型时间）
(1)碳原子的偏聚（T<100℃）:碳原子由间隙位置逸出到位错线附近;
(2)马氏体分解: 在此温度间马氏体中的碳浓度不断降低并发生M的分解，即从碳的过饱和固溶体中析出碳化物。M’
100～250℃析出 -Fe2.4C ；
250℃～400℃之间， -Fe2.4C溶解并重新析出Fe3C。,,(3)残余奥氏体的转变:按 C曲线进行
例如高碳钢在200℃~300℃回火加热、保温或降温过程中，A’→M或B组织
(4)F的回复与再结晶及碳化物的聚集长大
当T ≥ 400℃时，M中的碳原子全部脱溶，变成F，但是保持M外形和缺陷。T’
当T ≥ 600℃时，F发生回复和再结晶，Fe3C集聚长大并粗化。S’
温度－碳钢，几小时,淬火钢在回火时性能的变化,一般来说，淬火钢在回火时随着回火温度升高或时间延长，钢的硬度不断下降，塑性韧性、不断升高,45钢的回火温度与力学性能,,,钢的回火脆性,回火脆性：淬火钢在某一回火温度范围内，随着回火的升高，使钢的冲击韧性下降（脆性增大）的现象称为回火脆性。,,第Ⅰ类回火脆性（低温回火脆性） ：250℃～400℃ 原因是由于沿马氏体条间析出Fe3C所致。
避免在此温度区间回火。重新淬火
第Ⅱ类回火脆性（高温回火脆性） ：含有Ni、Cr、Mn等元素的合金钢在450℃～650℃回火后缓慢冷却时表现韧性降低。脆性为可逆性。
回火后快冷可防止或予以消除。合金元素Mo可减轻第Ⅱ类回火脆性。,2 整体热处理工艺,正火与退火
淬火
回火,2.1 钢的退火和正火,毛胚生产：铸、锻、焊，冷变形等
缺陷：晶粒粗大、应力、成分不均、硬度偏高等
退火和正火是应用非常广泛的热处理，在机器零件或工模具等工件的加工制造过程中，经常作为预先热处理工序，安排在铸造或锻造之后、切削(粗)加工之前，用以消除前一工序所带来的某些缺陷，为随后的工序作准备。
对于一些普通铸件、焊接件以及不重要的工件，退火和正火也可以作为最终热处理工序。,2.1.1 退火和正火的目的,改变性能、组织为目标，如
调整硬度（经常是软化）以便进行后续加工；
经过适当退火或正火处理可使钢件的硬度达到170- 250HBS，而且比较均匀，从而改善钢件的切削加工性能，如球化退火、完全退火等。
冷拉之间再结晶退火消除加工硬化
消除残余应力，以防变形、开裂；
细化晶粒，改善组织以提高力学性能；
为最终热处理(淬火回火)作好组织上的准备，如球化退火。,2.1.2 钢的退火操作及应用,退火是通过将金属加热、保温，使金属向（近）平衡状态转化的工艺过程。
分类方法乱，交叉
按用途:、球化退火、扩散退火和去应力退火等;按加热温度：完全退火、不完全退火，按介质：普通空气、真空；按转变条件：连续冷却、等温、循环退火等；按材料：钢、有色合金等,（1）完全退火,加热温度：T＝AC3+(30℃～50℃)
冷却方式：缓冷（炉冷、灰冷、坑冷）至550C后空冷。
组织：接近平衡组织（F+P）
应用：适用于亚共析钢铸、锻、焊件。如ZG35铸造齿轮。,（2）不完全退火,加热至Ac1~Ac3(Accm)之间，然后缓慢冷却的退火方法；
目的：软化、消除应力、改善加工性能
主要用于过共析钢，消除锻轧应力、降低硬度、提高韧性，但是不能消除网状！
用于亚共析钢消除锻轧应力、降低硬度可以降低成本
球化？,（3）球化退火,加热温度：T＝AC1+(20～30℃)
冷却方式：缓冷、等温或循环
组织：球状P,球状P的强度、硬度稍低，塑性韧性好,球化退火工艺,球化退火工艺路线,球化退火的应用,任何钢种都可以采用；
球化退火主要用于降低高碳钢的硬度，以利于切削加工；
为淬火作组织准备，减小淬火时的变形和开裂倾向
如果一次球化难以达到目的，可采用循环退火进行球化（111）,（4）扩散退火,加热至固相线以下较高温度，长时间保温，消除枝晶偏析。
适用于钢铁、有色合金等，如
亚共析钢：T＝Ac3 + （150℃～300℃)
过共析钢：T＝Accm+（150℃～300℃)
保温10－15h后空冷,（5）再结晶退火与去应力退火,较低温度加热（
0.4%C，不宜用正火代替调质。
3) T12钢中存在连续的网状Fe3CⅡ，为提高切削加工性能，先正火消除网Fe3CⅡ，再球化退火得到粒状的P，↓HB。
4）一些钢的最终热处理（115）,等温正火工艺举例（116）,合金渗碳钢要求组织与硬度的良好配合
粗F+细片状P
160~180HBS
20CrMnTi得到以上组织性能的连续冷却工艺33~38℃/min（难）
常用等温正火工艺：装料厚度150mm，加热920～960℃，150min；风冷至620～630℃，25min，出炉。,2.2 钢的淬火,将钢加热到临界点（Ac3或Ac1）以上，保温后快速冷却得到马氏体或贝氏体组织的工艺过程。
淬火的目的：提高强度、硬度、耐磨性,2.2.1 加热参数的选择,B和M均为A的转变产物，为了获得这些组织，首先要加热获得A。
加热的目的：获得适当成分、晶粒细小的奥氏体
加热温度（淬火温度）、保温时间都是以以上目的为依据的，同时考虑
能源及设备消耗、
零件氧化脱碳，变形，晶粒长大,淬火温度的选择,亚共析钢: Ac3 ＋（30℃～50℃）
共、过共析钢:Ac1＋（30℃～50℃）
组织？
合金钢可适当提高
原因,保温时间的选择,保温是加热的继续，目的相同
因为碳钢奥氏体转变所需的时间较短，热导率较大，保温至整个零件达到淬火温度(经常目测)即可；
合金元素扩散较慢，而且可能影响碳化物的溶解和C的扩散，合金钢可以适当延长保温时间。
按装炉量、工件尺寸、材料种类估算,加热时间的估算（117-118）,=KD
K=1~1.3 装炉修正系数；
加热系数，与加热温度、介质有关；
D工件有效厚度
工件的有效厚度
圆棒的直径；阶梯轴按大端尺寸计算；
扁平工件的厚度
实心圆椎：离大端1/3高度处的直径；
其余见118页。,2.2.2 钢的淬透性与淬硬性,一定尺寸的工件，淬火时工件表面冷却较快，心部冷却较慢 。不同位置转变产物不同
钢的淬透性是指钢在淬火后获得马氏体或淬硬层深度（又称为淬透层深度）的能力。,,淬透性通常用规定条件(试样形状、尺寸、冷却条件等）下的淬硬层深度表示，淬硬层深度越深，表明其淬透性越好。
临界直径
端淬实验,Jonomy曲线,,,钢的淬透性取决于过冷奥氏体的稳定性
C曲线靠右的钢（上临界冷却速度较小），淬透性较好
淬透性与钢材成分、原始状态及加热条件有关，而与工件尺寸、淬火介质无关
在尺寸、形状、冷却条件均相同时，淬透性大的钢，淬透层深度越深。,,淬透性是选材制定工艺的依据,淬透性是选材和制定热处理工艺的重要依据。如
截面尺寸大、形状复杂、承受复杂应力、对心部性能要求高－较高淬透性材料
对于承受弯扭的轴类、齿轮类零件，可选用淬透性低、淬硬层浅（如为半径的1/3～1/2）的钢。
为了防止焊件变形和裂纹、强力冲击脆断，材料的淬透性不能太好。,,不同尺寸的工件淬硬层深度不同－大直径零件淬硬层较薄；
根据工件的淬透性优化热处理工艺。 如正火代替调质量
安排工艺路线考虑淬透性；,淬硬性,钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度称为钢的淬硬性。
钢的淬硬性主要取决于马氏体中的碳含量，也就是淬火前奥氏体中碳含量，碳含量越高，淬硬性越好。,2.2.3 常用淬火冷却介质与淬火方法,淬火介质与方法的选择要考虑两方面的因素
避免奥氏体分解，满足性能要求
降低淬火应力，减小变形、防止开裂
理想介质的冷却特性如图,理想冷却速度,常用淬火介质,水，（5-15%）盐水，碱水
冷却速度快
10-20号机油
冷却速度较慢
硝盐浴（50%KNO3,50%NaNO2）等温淬火，分级淬火,常用淬火方法（118）,单液淬火：一种介质冷却到底。如碳钢在水中、合金钢在油中，高速钢在空气。
为了减小淬火应力，可以采用
双液淬火：如水淬油冷、油淬空冷
分级淬火：在Ms以上等温－均温后冷却
等温淬火：得到B
冷处理：淬火的继续,冷却操作方法（119）,复杂零件，预冷可减小变形；
淬火方向
轴类，套筒垂直入水；
长板，横向侧面入水；
凹面，槽口向上；
截面相差较大时，大头先入水等
不摆动或只沿着淬入方向直线运动，可减小变形；,淬火应用实例（120）,临界直径的零件容易开裂，如5-11的45钢零件水淬。尤其是6-9最容易开裂。
裂纹起源于最先入水的部位或缺陷处。
避免危险尺寸；
改进工艺
改变淬火介质,2.3 钢的回火 2.3.1 回火的目的,淬火钢内应力较大、组织不稳定、塑性和韧性较低，必须进行回火。
回火是将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，经保温适当时间后冷却到室温的热处理工艺。
回火可以减小淬火内应力，稳定工件组织和形状尺寸，提高零件的塑性和韧性。,2.3.2 回火的分类和应用,根据回火时发生的转变，回火分为三类
低温回火：发生马氏体分解，产物为回火马氏体M’；
中温回火：碳化物没有过分聚集长大，F没有再结晶，产物为回火屈氏体T’(F+点状Fe3C)；
高温回火：产物为回火索氏体S’(F+球状的Fe3C),低温回火,温度：（碳钢在150－250°C）
组织：M’+粒Fe3C
性能：高硬度、较高强度，塑性及韧性较差，耐磨性好（如高碳钢达58～64HRC）。
应用：用于工模具，轴承、齿轮等。,中温回火,温度：（碳钢350～500 ℃）
组织：回火屈氏体（T回） ，微细粒状碳化物弥散分布在F基体上
性能特点：高弹性极限及屈服极限，一定的韧性，硬度35～45 HRC
应用：各种弹簧。如：60Si2Mn、65Mn、 60、65、85钢。,高温回火,温度 （ 碳钢500～650 ℃）
组织：回火索氏体（S’） ，粒状碳化物分布在F基体上
性能特点：较高的强度和硬度（HB200～350），良好的塑性和韧性。即具有良好的综合机械性能，参考点？
应用：各种轴类、连杆、螺栓等。如： 45、 40Cr、40CrNiMo钢等。
调质处理 ＝淬火＋高温回火,45钢（ 20～40mm）调质和正火组织及机械性能比较,由此表可以看出：45钢调质处理的性能比正火后性能综合机械性能好。,谢谢大家！,