钢材淬火与回火技术详解

1.淬火

淬火的工艺特点是将工件加热、保温后进行快速冷却。淬火的主要目的是提高钢的硬度，增加工件的耐磨性。

亚共析钢淬火的加热温度为A c3以上30℃～50℃，这时钢的组织全部为奥氏体。淬火通过A3和A1时，由于冷却速度太快，奥氏体既不析出铁素体，又不发生共析转变；到低温时，组成奥氏体的γ－Fe已迅速转变成α－Fe，但是原奥氏体中的碳则全部保留在α－Fe中，成为过饱和的α固溶体，即马氏体。

过共析钢淬火的加热温度为A c1以上30℃～50℃，这时钢的组织为奥氏体和渗碳体，淬火后的组织为马氏体和渗碳体。因为渗碳体的硬度高于马氏体，所以保留这些渗碳体有利于提高工件的硬度和耐磨性。

冷却速度是淬火工艺的关键。如果冷却速度不够快，则奥氏体会发生分解而得不到马氏体；如果冷却速度太快，某些钢材和工件又容易淬裂。正好能获得全部马氏体所必需的最低冷却速度，称为临界冷却速度。

淬火的临界冷却速度随钢种不同而异。合金钢的临界冷却速度较低，可以在油中淬火以防淬裂；高碳钢的临界冷却速度较高，需在水中淬火；低碳钢的临界冷却速度太高，一般无法淬硬。

2.回火(www.xing528.com)

把马氏体组织的淬火钢重新加热到A c1以下一定的温度，经适当的保温后冷却，这种热处理过程称为回火。回火的目的是降低淬火钢的脆性、调整内应力和稳定淬火钢的结晶组织，以获得不同要求的力学性能。因此，工件淬火后都要及时进行回火。

要获得预期的性能，回火温度是关键。回火的分类如下。

（1）低温回火。低温回火的加热温度为150℃～250℃，回火后的主要组织为回火马氏体，硬度可达58～64 HRC。低温回火能使工件保持高的硬度和耐磨性，常用于各类高碳钢的刀具、模具、量具和滚动轴承等。

（2）中温回火。中温回火的加热温度为350℃～500℃，回火后的主要组织为极细的渗碳体与铁素体的混合物，硬度可达35～50 HRC，并具有较高的弹性和屈服强度。因此，中温回火常用于各种弹簧以及强度要求较高的零件，如刀杆、轴套等。

（3）高温回火。高温回火的加热温度为500℃～650℃，回火后的主要组织为细粒状渗碳体与铁素体的混合物，硬度可达24～38 HRC，并具有适当的强度与较高的塑性、韧性相配合的综合力学性能。淬火后高温回火的热处理称为调质处理，常用于受力情况复杂的重要零件，如各种轴类、齿轮、连杆等。