感应淬火表面裂纹原因及解决方法

7.5.4　常用的淬火方法

由于淬火介质不能完全满足淬火质量的要求，所以要选择适当的淬火方法，以保证获得所需要的淬火组织和性能的前提下，尽量减小淬火应力、工件变形和开裂倾向。最常用的几种淬火方法如下：

1．单液淬火法

单液淬火是将奥氏体化后的钢件淬入一种介质中连续冷却至室温获得马氏体组织的一种淬火方法。例如：碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火等均属单液淬火法。这种方法操作简单，容易实现机械化自动化。但在连续冷却至室温的过程中，水淬容易产生变形和裂纹，油淬容易产生硬度不足或硬度不均匀等现象。

2．预冷淬火法

将加热的工件从加热炉中取出后，先在空气中预冷一定的温度，然后再投入淬火冷却介质中冷却。这种方法即可在不降低淬火工件的硬度与淬硬层深度的条件下，使热应力大大减小，因此，它对防止变形和开裂有积极的作用。

3．双液淬火

双液淬火是先将奥氏体化后的钢件淬入冷却能力较强的介质中冷至接近M_S点温度时快速转入冷却能力较弱的介质中冷却，直至完成马氏体转变。这种淬火法利用了两种介质的优点，获得了较为理想的冷却条件；在保证工件获得马氏体组织的同时，减小了淬火应力，能有效防止工件的变形或开裂。在工业生产中，常以水和油分别作为两种冷却介质，故又称之为水淬油冷法。双液淬火法要求操作人员必须具有丰富的实践经验，否则难以保证淬火质量。

4．分级淬火

将加热的工件先投入温度在M_S点附近的盐溶或碱溶槽中，停留2～3min，然后取出空冷，以获得M组织的淬火，称分级淬火。分级淬火是通过在M_S点附近的保温，消除了工件内外温差，使淬火热应力减到最小，而且在随后空冷时，可在工件截面上几乎同时形成M组织，所以可减少组织应力的产生，也减少了变形与开裂的倾向。盐溶或碱溶的冷却能力较小，容易使A稳定性较小的钢在分级过程中形成珠光体，故上法只使用于截面尺寸不大，形状较复杂的碳钢及合金钢件，一般直径小于10～15mm的碳钢工件以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具，以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具。过去分级淬火一般都高于M_S点，而现在较多的该在略低于M_S点温度，这是因为选在M_S点以下，能增加工件在盐溶中的冷却速度，可以获得更深的淬硬性，注意分级淬火不能在M_S点以下太多，否则就成了单液淬火法了。

这种淬火方法显著降低了淬火应力，因而更为有效地减小或防止了淬火工件的变形和开裂。因受熔盐冷却能力的限制，它只适用于处理尺寸较小的工件。

5．等温淬火

等温淬火是将奥氏体化后的钢件淬入高于M_S点温度的盐浴中，等温保持，以获得下贝氏体组织的一种淬火工艺。这种淬火方法处理的工件强度高、韧性好；同时因淬火应力很小，故工件淬火变形极小。它多用于处理形状复杂、尺寸较小的零件。

6．局部淬火法

有些工件按其工作条件，如果只是局部要求高硬度，则可进行局部加热淬火的方法，避免工件其他部分产生变形和裂纹，如卡规、钎子等的局部淬火法。

7．冷处理

为了尽量减少钢中残余奥氏体以获得最大数量的马氏体，可以进行冷处理，即把淬火冷到室温的钢继续冷却到－70℃～－80℃（也可冷却到更低的温度），保持一段时间，使残余奥氏体在继续冷却的过程中转变为马氏体。这样可提高钢的硬度和耐磨性，并稳定钢件的尺寸。获得低温的办法是采用干冰（固态CO₂）和酒精的混合剂或冷冻机冷却。只有特殊的冷处理才于－103℃的液化乙烯或－192℃的液态氮中进行。采用此法，必须防止冷处理时产生裂纹，故可考虑先回火一次，然后冷处理，冷处理后再进行回火。