熱處理原理與工藝河北工業(yè)大學(xué)教授材料科學(xué)系主任武建軍博士熱處理原理與工藝河北工業(yè)大學(xué)教授熱處理工藝材料的組織和性能受成分、加工工藝的影響，改善鋼的性能主要有合金化、熱處理、塑性變形等途徑。熱處理是將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，改變材料的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的加工工藝。比較重要的部件一般都需要進(jìn)行熱處理，比如汽車、拖拉機(jī)工業(yè)中70~80%的零件、工具模具等都需要進(jìn)行熱處理。熱處理工藝材料的組織和性能受成分、加工工藝的影響，改善鋼的考試大綱要求掌握鋼的熱處理原理掌握制定機(jī)械零件、工模具（含鋼、鑄鐵、有色金屬）熱處理工藝的知識與技能能夠分析現(xiàn)場出現(xiàn)的一般工藝問題考試大綱要求掌握鋼的熱處理原理1鋼的熱處理原理鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變回火轉(zhuǎn)變1鋼的熱處理原理鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變1.1鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變加熱是熱處理的第一步，加熱溫度依據(jù)相圖和熱處理目的而定。(鋼)加熱一般是為了獲得晶粒細(xì)小、適當(dāng)成分的奧氏體加熱以后得到的組織接近平衡組織——基本上可以根據(jù)相圖來確定。1.1鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變加熱是熱處理的第一步，加熱溫度依

1.1.1鋼的臨界溫度A1、A3、Acm為相圖上的平衡轉(zhuǎn)變溫度線。實(shí)際生產(chǎn)中溫度變化較快，轉(zhuǎn)變出現(xiàn)滯后。為了區(qū)分加熱、冷卻時的臨界點(diǎn)，加熱冠以“c”，冷卻冠以“r”。如AC1表示加熱時由P→A的開始溫度線AC1是常數(shù)嗎？AC3是常數(shù)嗎？

1.1.1鋼的臨界溫度A1、A3、Acm為相圖上的平衡1.1.2奧氏體的形成奧氏體的形成是形核長大過程。共析鋼的原始組織為P，當(dāng)加熱到Acl以上溫度時，發(fā)生P轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變過程中要發(fā)生晶格改組和碳原子的重新分布。包括如下四個基本環(huán)節(jié)奧氏體形核奧氏體長大殘余滲碳體的溶解奧氏體均勻化1.1.2奧氏體的形成奧氏體的形成是形核長大過程。奧氏體形對于非共析鋼，在繼續(xù)升溫時，先共析產(chǎn)物也會轉(zhuǎn)化為A；加熱溫度不同時，得到的組織、奧氏體的組成（含碳量）不同；完全奧氏體化后，合金成分與奧氏體相同對于非共析鋼，在繼續(xù)升溫時，先共析產(chǎn)物也會轉(zhuǎn)化為A；1.1.3影響奧氏體化速度的因素加熱條件：溫度高，速度快；速度快?合金成分C含量高-相界面積大-A形核率高；合金元素影響相圖、C等的擴(kuò)散、碳化物穩(wěn)定性等；原始組織細(xì)小，碳化物分散度大，A形成容易；片比球界面積更大；1.1.3影響奧氏體化速度的因素加熱條件：溫度高，速度快；1.1.4奧氏體的晶粒度奧氏體的晶粒度表示奧氏體晶粒的大小。在100X時，1in2內(nèi)晶粒個數(shù)n與晶粒度等級G之間符合n=2G-1.冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，常用奧氏體晶粒度分為8級。1級最粗，8級最細(xì)（可拓展）。起始晶粒度：奧氏體化剛完成時實(shí)際晶粒度：實(shí)際加熱條件下本質(zhì)晶粒度：規(guī)定加熱條件下1.1.4奧氏體的晶粒度奧氏體的晶粒度表示奧氏體晶粒的大小本質(zhì)晶粒度的測定方法：930±10℃保溫3~8小時(100×示意圖)本質(zhì)粗本質(zhì)細(xì)本質(zhì)晶粒度的測定方法：930±10℃保溫3~8小時(100×實(shí)際晶粒度與本質(zhì)晶粒度、加熱條件有關(guān)。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，加熱溫度超過950℃可能得到粗大晶粒；本質(zhì)粗晶粒鋼，加熱溫度較低時，可能得到很細(xì)的晶粒。實(shí)際用途？實(shí)際晶粒度與本質(zhì)晶粒度、加熱條件有關(guān)。影響奧氏體晶粒大小的因素加熱條件加熱溫度越高和保溫時間越長，A晶粒越粗。其中加熱溫度是主要因素加熱速度大，過熱度大，獲得細(xì)小的初始晶粒化學(xué)成分隨著奧氏體含碳量的增加，F(xiàn)e、C原子的擴(kuò)散速度增大，奧氏體晶粒長大的傾向增加。強(qiáng)碳化物元素Nb、Ti等元素碳化物不易溶解、阻止C擴(kuò)散等原因強(qiáng)烈阻止A晶粒粗化，可細(xì)化晶粒Mn，P，O等促進(jìn)晶粒長大（界面能）影響奧氏體晶粒大小的因素加熱條件1.2鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變在較大過冷度下進(jìn)行，不能用相圖來分析。轉(zhuǎn)變的方式通常有兩種1.2鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變在1.2.1過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變共析鋼的TTT曲線（C，S曲線）轉(zhuǎn)變溫度不同，產(chǎn)物不同，性能不同1.2.1過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變共析鋼的TTT曲線（C，S曲高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－珠光體類型珠光體2500

索氏體5000

屈氏體5000

組織名稱符號形成溫度/℃片層間距/m硬度能分辨片層的放大倍數(shù)珠光體PA1~650>0.4170~230HBS<500索氏體S650~6000.4~0.225~35HRC>1000屈氏體T600~500<0.235~40HRC>2000高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－珠光體類型組織名稱符號形成溫度/℃片層間距/珠光體類型組織的性能珠光體的片層間距=F和Fe3C片的厚度之和；珠光體的片層間距取決于冷卻速度；珠光體的片層間距越小，P的力學(xué)性能越好。與片狀珠光體相比，粒狀P的強(qiáng)度硬度較低，但是塑性韌性較好。珠光體類型組織的性能珠光體的片層間距=F和Fe3C片的厚度之低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－馬氏體馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體。馬氏體的成分與過冷奧氏體完全相同。很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，同時M內(nèi)又存在大量晶體缺陷，具有很高的強(qiáng)度和硬度。低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－馬氏體馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體。馬馬氏體的性能M的強(qiáng)度、硬度較高。強(qiáng)化機(jī)制：固溶強(qiáng)化、相變（亞結(jié)構(gòu)）強(qiáng)化及時效強(qiáng)化。M的硬度主要取決于它的含碳量，碳含量越高，強(qiáng)度和硬度越高，而塑性、韌性也越低。M的塑性和韌性主要取決于其亞結(jié)構(gòu)。位錯馬氏體：高強(qiáng)度、良好的韌性，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，缺口敏感性??；孿晶馬氏體：硬而脆(本質(zhì)、速率，方向)。馬氏體的性能M的強(qiáng)度、硬度較高。強(qiáng)化機(jī)制：固溶強(qiáng)化、相變（亞中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－貝氏體兩相混合物(過飽和F,粒狀碳化物)與M相比，上貝氏體強(qiáng)度低，不用。下貝氏體強(qiáng)度硬度較高、塑性韌性好。中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物－貝氏體兩相混合物(過飽和F,粒狀碳化物)粒狀貝氏體形成時：由塊狀的鐵素體和高碳島狀奧氏體組成；島狀奧氏體在隨后的冷卻過程中轉(zhuǎn)變成黑色的珠光體、馬氏體或以殘余奧氏體的形式存在。粒狀貝氏體形成時：由塊狀的鐵素體和高碳島狀奧氏體組成；亞共析鋼和過共析鋼的C曲線亞共析鋼和過共析鋼的TTT曲線和共析鋼相比多了一條先共析F和Fe3C的析出線漸近線亞共析鋼和過共析鋼的C曲線亞共析鋼和過共析鋼的TTT曲線和共魏氏組織魏氏組織是沿原奧氏體特定晶面形成的具有幾何學(xué)特征的冷卻轉(zhuǎn)變組織，德國魏德曼施泰登(A．J．Widmannstatten)首先在隕鐵中發(fā)現(xiàn)的，故名，亦稱魏氏體。此類組織在鋼和鋁青銅中都有發(fā)現(xiàn)。它是一種先共析轉(zhuǎn)變組織。

鐵素體魏氏組織呈針（片）狀，魏氏組織與母相之間保持嚴(yán)格的晶體學(xué)關(guān)系，并在試樣磨面上呈現(xiàn)浮凸（切變特征）。

魏氏組織魏氏組織是沿原奧氏體特定晶面形成的具有幾何學(xué)特征的冷先共析組織量大，奧氏體晶粒粗大，冷速或溫度適當(dāng)時容易出現(xiàn)魏氏組織鑄、鍛、焊低中碳鋼零件和低碳鋼滲碳零件經(jīng)空冷或一定速度冷卻后，都可能出現(xiàn)魏氏組織對一般低、中碳鋼來說，不論奧氏體晶粒粗細(xì)，只要冷卻速度或者等溫溫度適宜應(yīng)該都會有魏氏組織出現(xiàn)的可能。當(dāng)然，奧氏體晶粒粗大時，出現(xiàn)這種組織所對應(yīng)的鋼的碳含量范圍要寬些，而且在較慢的冷速下就能形成。先共析組織量大，奧氏體晶粒粗大，冷速或溫度適當(dāng)時容易出現(xiàn)魏氏在GB/T13299《鋼的顯微組織評定方法》中,根據(jù)針狀鐵素體數(shù)量、形狀以及由鐵素體網(wǎng)確定的奧氏體晶粒的大小，魏氏組織分為6級對于碳含量在0.15-0.30%之間的鋼種，其各個級別的魏氏組織的特征描述如下：0級：均勻的鐵素體和珠光體組織，無魏氏組織特征；1級：鐵素體組織中有呈現(xiàn)不規(guī)則的塊狀鐵素體出現(xiàn)；2級：呈現(xiàn)個別針狀組織區(qū)；3級：由鐵素體網(wǎng)向晶內(nèi)生長，分布于晶粒內(nèi)部的細(xì)針狀魏氏組織；4級：明顯的魏氏組織；5級：粗大針狀及厚網(wǎng)狀的非常明顯的魏氏組織。在GB/T13299《鋼的顯微組織評定方法》中,根據(jù)針狀鐵素魏氏組織由于粗大的魏氏組織對珠光體基體的割裂作用，一般都伴隨著原奧氏體晶粒粗大,從而會引起鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性的降低。消除魏氏組織常用的辦法一般采用退火或正火；程度嚴(yán)重的工件可采用二次正火（較高溫度+較低溫度）。淬火+回火也能消除魏氏組織。控制鍛造終軋溫度、鍛后冷卻，可以防止出現(xiàn)魏氏組織魏氏組織由于粗大的魏氏組織對珠光體基體的割裂作用，一般都伴隨1.2.2過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變CCT曲線在TTT的右下方；（碳素鋼中）共析鋼和過共析鋼的連續(xù)冷卻無貝氏體轉(zhuǎn)變；上、下臨界冷卻速度，工藝應(yīng)用1.2.2過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變CCT曲線在TTT的右下CCT曲線舉例45鋼的CCT曲線T10鋼的CCT曲線CCT曲線舉例45鋼的CCT曲線T10鋼的CCT曲線思考題分別以v1、v2、v3、v4的冷速進(jìn)行冷卻，各獲得何種組織？思考題分別以v1、v2、v3、v4的冷速進(jìn)行冷卻，各獲得何種1.2.3影響C曲線的因素奧氏體的化學(xué)成分和均勻性、晶粒大小，有無第二相C曲線。和以下因素有關(guān)：鋼的化學(xué)成分正常加熱條件下，共析鋼的C曲線最右；除Co以外，常用元素均使其右移；一些碳化物形成元素還改變C曲線形狀加熱溫度與時間原始組織：細(xì)，A均勻，C曲線右移，Ms1.2.3影響C曲線的因素奧氏體的化學(xué)成分和均勻性、晶粒大1.3淬火鋼在回火時的變化淬火后鋼處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加熱時由于原子活動能力增強(qiáng)，發(fā)生如下轉(zhuǎn)變（溫度對應(yīng)于碳鋼，典型時間）(1)碳原子的偏聚（T<100℃）:碳原子由間隙位置逸出到位錯線附近;(2)馬氏體分解:在此溫度間馬氏體中的碳濃度不斷降低并發(fā)生M的分解，即從碳的過飽和固溶體中析出碳化物。M’100～250℃析出-Fe2.4C；250℃～400℃之間，-Fe2.4C溶解并重新析出Fe3C。1.3淬火鋼在回火時的變化淬火后鋼處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加熱時由(3)殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變:按C曲線進(jìn)行例如高碳鋼在200℃~300℃回火加熱、保溫或降溫過程中，A’→M或B組織(4)F的回復(fù)與再結(jié)晶及碳化物的聚集長大當(dāng)T≥400℃時，M中的碳原子全部脫溶，變成F，但是保持M外形和缺陷。T’當(dāng)T≥600℃時，F(xiàn)發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶，F(xiàn)e3C集聚長大并粗化。S’溫度－碳鋼，幾小時(3)殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變:按C曲線進(jìn)行淬火鋼在回火時性能的變化一般來說，淬火鋼在回火時隨著回火溫度升高或時間延長，鋼的硬度不斷下降，塑性韌性、不斷升高淬火鋼在回火時性能的變化一般來說，淬火鋼在回火時隨著回火溫度45鋼的回火溫度與力學(xué)性能45鋼的回火溫度與力學(xué)性能鋼的回火脆性回火脆性：淬火鋼在某一回火溫度范圍內(nèi)，隨著回火的升高，使鋼的沖擊韌性下降（脆性增大）的現(xiàn)象稱為回火脆性。鋼的回火脆性回火脆性：淬火鋼在某一回火溫度范圍內(nèi)，隨著回火第Ⅰ類回火脆性（低溫回火脆性）：250℃～400℃原因是由于沿馬氏體條間析出Fe3C所致。避免在此溫度區(qū)間回火。重新淬火第Ⅱ類回火脆性（高溫回火脆性）：含有Ni、Cr、Mn等元素的合金鋼在450℃～650℃回火后緩慢冷卻時表現(xiàn)韌性降低。脆性為可逆性。回火后快冷可防止或予以消除。合金元素Mo可減輕第Ⅱ類回火脆性。第Ⅰ類回火脆性（低溫回火脆性）：250℃～400℃原因是2整體熱處理工藝正火與退火淬火回火2整體熱處理工藝正火與退火2.1鋼的退火和正火毛胚生產(chǎn)：鑄、鍛、焊，冷變形等缺陷：晶粒粗大、應(yīng)力、成分不均、硬度偏高等退火和正火是應(yīng)用非常廣泛的熱處理，在機(jī)器零件或工模具等工件的加工制造過程中，經(jīng)常作為預(yù)先熱處理工序，安排在鑄造或鍛造之后、切削(粗)加工之前，用以消除前一工序所帶來的某些缺陷，為隨后的工序作準(zhǔn)備。對于一些普通鑄件、焊接件以及不重要的工件，退火和正火也可以作為最終熱處理工序。

2.1鋼的退火和正火毛胚生產(chǎn)：鑄、鍛、焊，冷變形等2.1.1退火和正火的目的改變性能、組織為目標(biāo)，如調(diào)整硬度（經(jīng)常是軟化）以便進(jìn)行后續(xù)加工；經(jīng)過適當(dāng)退火或正火處理可使鋼件的硬度達(dá)到170-250HBS，而且比較均勻，從而改善鋼件的切削加工性能，如球化退火、完全退火等。

冷拉之間再結(jié)晶退火消除加工硬化消除殘余應(yīng)力，以防變形、開裂；細(xì)化晶粒，改善組織以提高力學(xué)性能；為最終熱處理(淬火回火)作好組織上的準(zhǔn)備，如球化退火。

2.1.1退火和正火的目的改變性能、組織為目標(biāo)，如2.1.2鋼的退火操作及應(yīng)用退火是通過將金屬加熱、保溫，使金屬向（近）平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化的工藝過程。分類方法亂，交叉按用途:、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火等;按加熱溫度：完全退火、不完全退火，按介質(zhì)：普通空氣、真空；按轉(zhuǎn)變條件：連續(xù)冷卻、等溫、循環(huán)退火等；按材料：鋼、有色合金等2.1.2鋼的退火操作及應(yīng)用退火是通過將金屬加熱、保溫，使（1）完全退火加熱溫度：T＝AC3+(30℃～50℃)冷卻方式：緩冷（爐冷、灰冷、坑冷）至550C后空冷。組織：接近平衡組織（F+P）應(yīng)用：適用于亞共析鋼鑄、鍛、焊件。如ZG35鑄造齒輪。（1）完全退火加熱溫度：T＝AC3+(30℃～50℃)（2）不完全退火加熱至Ac1~Ac3(Accm)之間，然后緩慢冷卻的退火方法；目的：軟化、消除應(yīng)力、改善加工性能主要用于過共析鋼，消除鍛軋應(yīng)力、降低硬度、提高韌性，但是不能消除網(wǎng)狀！用于亞共析鋼消除鍛軋應(yīng)力、降低硬度可以降低成本球化？（2）不完全退火加熱至Ac1~Ac3(Accm)之間，然后緩（3）球化退火加熱溫度：T＝AC1+(20～30℃)冷卻方式：緩冷、等溫或循環(huán)組織：球狀P球狀P的強(qiáng)度、硬度稍低，塑性韌性好（3）球化退火加熱溫度：T＝AC1+(20～30℃)球狀P的球化退火工藝球化退火工藝路線球化退火工藝球化退火工藝路線球化退火的應(yīng)用任何鋼種都可以采用；球化退火主要用于降低高碳鋼的硬度，以利于切削加工；為淬火作組織準(zhǔn)備，減小淬火時的變形和開裂傾向如果一次球化難以達(dá)到目的，可采用循環(huán)退火進(jìn)行球化（111）球化退火的應(yīng)用任何鋼種都可以采用；（4）擴(kuò)散退火加熱至固相線以下較高溫度，長時間保溫，消除枝晶偏析。適用于鋼鐵、有色合金等，如亞共析鋼：T＝Ac3+（150℃～300℃)過共析鋼：T＝Accm+（150℃～300℃)保溫10－15h后空冷（4）擴(kuò)散退火加熱至固相線以下較高溫度，長時間保溫，消除枝晶（5）再結(jié)晶退火與去應(yīng)力退火較低溫度加熱（<Ac1)，消除加工硬化或宏觀應(yīng)力，如500℃～650℃保溫緩冷至200℃后空冷，消除鑄、焊件內(nèi)應(yīng)力200℃～300℃保溫緩冷彈簧去應(yīng)力退火再結(jié)晶溫度～相變溫度，軟化加工硬化的金屬適用于所有金屬與合金（5）再結(jié)晶退火與去應(yīng)力退火較低溫度加熱（<Ac1)，消除加幾種退火的加熱溫度范圍幾種退火的加熱溫度范圍2.1.3鋼的正火操作及應(yīng)用將鋼加熱到臨界溫度以上（AC3或Accm）保溫一定時間后空冷、獲得近平衡組織的工藝（<下臨界冷卻速率）目的與完全退火基本相同但因冷卻稍快，與退火組織相比，正火組織中含有較多的P型組織（0.6~1.4%小直徑試樣中只有S)，硬度高于退火組織，提高低碳鋼的硬度；消除高碳鋼中的網(wǎng)狀Fe3CⅡ2.1.3鋼的正火操作及應(yīng)用將鋼加熱到臨界溫度以上（AC3正火工藝及應(yīng)用亞共析鋼中：T＝Ac3+（30℃～50℃）過共析鋼中：T＝Accm+（30℃～50℃）保溫后采用空冷，正火的效率高于完全退火如：1)為↑15鋼的硬度，采用正火以提高切削加工性能。2)30，35，40鋼的切削加工性能采用正火代替完全退火。>0.4%C，不宜用正火代替調(diào)質(zhì)。3)T12鋼中存在連續(xù)的網(wǎng)狀Fe3CⅡ，為提高切削加工性能，先正火消除網(wǎng)Fe3CⅡ，再球化退火得到粒狀的P，↓HB。4）一些鋼的最終熱處理（115）正火工藝及應(yīng)用亞共析鋼中：T＝Ac3+（30℃～50℃）等溫正火工藝舉例（116）合金滲碳鋼要求組織與硬度的良好配合粗F+細(xì)片狀P160~180HBS20CrMnTi得到以上組織性能的連續(xù)冷卻工藝33~38℃/min（難）常用等溫正火工藝：裝料厚度150mm，加熱920～960℃，150min；風(fēng)冷至620～630℃，25min，出爐。等溫正火工藝舉例（116）合金滲碳鋼要求組織與硬度的良好配合2.2鋼的淬火將鋼加熱到臨界點(diǎn)（Ac3或Ac1）以上，保溫后快速冷卻得到馬氏體或貝氏體組織的工藝過程。淬火的目的：提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性2.2鋼的淬火將鋼加熱到臨界點(diǎn)（Ac3或Ac1）以上，保溫2.2.1加熱參數(shù)的選擇B和M均為A的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，為了獲得這些組織，首先要加熱獲得A。加熱的目的：獲得適當(dāng)成分、晶粒細(xì)小的奧氏體加熱溫度（淬火溫度）、保溫時間都是以以上目的為依據(jù)的，同時考慮能源及設(shè)備消耗、零件氧化脫碳，變形，晶粒長大2.2.1加熱參數(shù)的選擇B和M均為A的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，為了獲得這淬火溫度的選擇亞共析鋼:Ac3＋（30℃～50℃）共、過共析鋼:Ac1＋（30℃～50℃）組織？合金鋼可適當(dāng)提高原因淬火溫度的選擇亞共析鋼:Ac3＋（30℃～50℃）保溫時間的選擇保溫是加熱的繼續(xù)，目的相同因?yàn)樘间搳W氏體轉(zhuǎn)變所需的時間較短，熱導(dǎo)率較大，保溫至整個零件達(dá)到淬火溫度(經(jīng)常目測)即可；合金元素擴(kuò)散較慢，而且可能影響碳化物的溶解和C的擴(kuò)散，合金鋼可以適當(dāng)延長保溫時間。按裝爐量、工件尺寸、材料種類估算保溫時間的選擇保溫是加熱的繼續(xù)，目的相同加熱時間的估算（117-118）=KDK=1~1.3裝爐修正系數(shù)；加熱系數(shù)，與加熱溫度、介質(zhì)有關(guān)；D工件有效厚度工件的有效厚度圓棒的直徑；階梯軸按大端尺寸計算；扁平工件的厚度實(shí)心圓椎：離大端1/3高度處的直徑；其余見118頁。加熱時間的估算（117-118）=KD2.2.2鋼的淬透性與淬硬性一定尺寸的工件，淬火時工件表面冷卻較快，心部冷卻較慢。不同位置轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同鋼的淬透性是指鋼在淬火后獲得馬氏體或淬硬層深度（又稱為淬透層深度）的能力。2.2.2鋼的淬透性與淬硬性一定尺寸的工件，淬火時工件表面淬透性通常用規(guī)定條件(試樣形狀、尺寸、冷卻條件等）下的淬硬層深度表示，淬硬層深度越深，表明其淬透性越好。臨界直徑端淬實(shí)驗(yàn),Jonomy曲線淬透性通常用規(guī)定條件(試樣形狀、尺寸、冷卻條件等）下的淬硬層鋼的淬透性取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性C曲線靠右的鋼（上臨界冷卻速度較小），淬透性較好淬透性與鋼材成分、原始狀態(tài)及加熱條件有關(guān)，而與工件尺寸、淬火介質(zhì)無關(guān)

在尺寸、形狀、冷卻條件均相同時，淬透性大的鋼，淬透層深度越深。

鋼的淬透性取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性淬透性是選材制定工藝的依據(jù)淬透性是選材和制定熱處理工藝的重要依據(jù)。如截面尺寸大、形狀復(fù)雜、承受復(fù)雜應(yīng)力、對心部性能要求高－較高淬透性材料對于承受彎扭的軸類、齒輪類零件，可選用淬透性低、淬硬層淺（如為半徑的1/3～1/2）的鋼。為了防止焊件變形和裂紋、強(qiáng)力沖擊脆斷，材料的淬透性不能太好。

淬透性是選材制定工藝的依據(jù)淬透性是選材和制定熱處理工藝的重要不同尺寸的工件淬硬層深度不同－大直徑零件淬硬層較??；根據(jù)工件的淬透性優(yōu)化熱處理工藝。如正火代替調(diào)質(zhì)量安排工藝路線考慮淬透性；不同尺寸的工件淬硬層深度不同－大直徑零件淬硬層較薄；淬硬性鋼在理想條件下淬火所能達(dá)到的最高硬度稱為鋼的淬硬性。鋼的淬硬性主要取決于馬氏體中的碳含量，也就是淬火前奧氏體中碳含量，碳含量越高，淬硬性越好。

淬硬性鋼在理想條件下淬火所能達(dá)到的最高硬度稱為鋼的淬硬性。2.2.3常用淬火冷卻介質(zhì)與淬火方法淬火介質(zhì)與方法的選擇要考慮兩方面的因素避免奧氏體分解，滿足性能要求降低淬火應(yīng)力，減小變形、防止開裂理想介質(zhì)的冷卻特性如圖

理想冷卻速度2.2.3常用淬火冷卻介質(zhì)與淬火方法淬火介質(zhì)與方法的選擇要常用淬火介質(zhì)水，（5-15%）鹽水，堿水冷卻速度快10-20號機(jī)油冷卻速度較慢硝鹽?。?0%KNO3,50%NaNO2）等溫淬火，分級淬火常用淬火介質(zhì)水，（5-15%）鹽水，堿水常用淬火方法（118）單液淬火：一種介質(zhì)冷卻到底。如碳鋼在水中、合金鋼在油中，高速鋼在空氣。為了減小淬火應(yīng)力，可以采用雙液淬火：如水淬油冷、油淬空冷分級淬火：在Ms以上等溫－均溫后冷卻等溫淬火：得到B冷處理：淬火的繼續(xù)常用淬火方法（118）單液淬火：一種介質(zhì)冷卻到底。如碳鋼在水冷卻操作方法（119）復(fù)雜零件，預(yù)冷可減小變形；淬火方向軸類，套筒垂直入水；長板，橫向側(cè)面入水；凹面，槽口向上；截面相差較大時，大頭先入水等不擺動或只沿著淬入方向直線運(yùn)動，可減小變形；冷卻操作方法（119）復(fù)雜零件，預(yù)冷可減小變形；淬火應(yīng)用實(shí)例（120）臨界直徑的零件容易開裂，如5-11的45鋼零件水淬。尤其是6-9最容易開裂。裂紋起源于最先入水的部位