余姚市兴跃塑模有限公司
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（1）真空加热
工件在真空中加热是防止氧化脱碳的最有效措施，是热处理工艺的发展方向，在发达国家应用普遍，问题是，真空加热用的设备投资大，工艺成本较高。
（2）可控气氛加热
工件加热过程中向炉内充入一定保护性气氛，保证钢在不脱碳，不增碳，不氧化的气氛下加热。实践证明它是行之有效与可靠的方法，也是发达国家应用十分普遍的工艺，是现代热处理的发展方向之一。但需要一套制取可控气氛的发生装置，由于成本较高，原材料来源不广泛限制了它的应用。
（3）盐浴加热
工件置于一熔化了的中性盐液中加热，盐液进行充分脱氧，保证工件加热过程中少氧化，甚至无氧化。问题主要是粘在工件上的盐难以清洗洁净，清洗不干净会导致储存及应用过程易于长锈。此外操作过程中盐液遇水易炸，不小心易使人体灼伤，要十分注意安全。热处理工艺缺陷及其防止措施钢热处理后的缺陷常有硬度不高、硬度分布不均匀、变形与开裂等。
1．硬度不足或出现软点
经淬火后零件硬度偏低和出现软点的主要原因是：
（1）亚共析钢加热温度低或保温时间不充分，淬火组织中有残留铁素体；
（2）加热过程中钢件表面发生氧化、脱碳，淬火后局部生成非马氏体组织；
（3）淬火时，冷却速度不足或冷却不均匀，未全部得到马氏体组织；
（4）淬火介质不清洁，工作表面不干净，影响了工件的冷却速度，致使未能全部淬硬。
如果材质及零件截面尺寸正常情况下，为防止淬火后零件硬度偏低最重要的是防止加热时零件表面脱碳。其中最有效的办法是采用盐浴或可控气氛或真空加热。若在一般空气电阻炉中加热，在确保零件烧透及组织转变的前提下力求尽量缩短加热时间。
2．零件变形与开裂
淬火工艺过程中零件变形是必然的，正常的，但零件出现表面裂纹导致表面或整体开裂是不允许的，一般作为废品处理（高碳钢淬火零件内部出现微裂纹，经回火后能消除的除外）。
（1）引起变形和开裂的原因
在淬火加热时零件由于热应力以及高温时材料强度降低延性增加会导致变形。对合金钢而言，由于其导热性较差，若加热速度太快，不仅零件变形大，甚至有开裂的危险。
在冷却过程中由于热应力与组织应力的共同作用，零件常出现变形，有的甚至出现表面裂纹。热应力是加热或冷却过程中，零件由表面至心部各层的加热或冷却速度不一样造成的。淬火冷却过程中零件表面存在的组织应力常为拉应力，所以其危害最大，它是在冷却过程中零件由表层至心部各层奥氏体转变为马氏体先后不一样造成的。
零件淬火后出现变形、开裂，热处理工艺不当是重要因素。如加热温度过高造成奥氏体晶粒粗大，合金钢加热速度快造成热应力加大，加热时工件氧化、脱碳严重，以及冷却介质选择不当，工件入冷却介质的方式不对等诸因素都会导致工件变形甚至开裂。但是在正常的淬火工艺下要从材质本身及前序冷热加工中寻找原因，诸如钢材内在夹杂物含量、化学成份、异常组织等超过标准要求，淬火之前工件表面存在裂纹、有深的加工刀痕，以及零件形状分布不合理等因素都会导致淬火过程中零件变形甚至开裂。
（2）防止淬火工艺过程零件变形、开裂的措施：
a）正确选材和合理设计。对于形状复杂、截面变化大的零件，应选用淬透性好的钢材，以便采用较缓和的淬火冷却方式。在零件结构设计中，应注意热处理结构工艺性。
b）淬火前进行相应的退火或正火，以细化晶粒并使组织均匀化，减少淬火内应力。
c）严格控制淬火加热温度，防止过热缺陷，同时也可减少淬火时的热应力。
d）采用适当的冷却方法，如双液淬火、马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火等。淬火时尽可能使零件均匀冷却，对厚薄不均匀的零件，应先将厚大部分淬入介质中。薄件、细长杆和复杂件，可采用夹具或专用淬火压床控制淬火时的变形。
e）淬火后应立即回火，以消除应力，降低工件的脆性。共析钢在淬火后，得到的马氏体和残余奥氏体组织是不稳定的，存在着向稳定组织转变的自发倾向。回火加热可加速这种自发转变过程。根据转变发生的过程和形成的组织，回火可分为四个阶段：
第一阶段（200℃以下）：马氏体分解。
第二阶段（200℃～300℃）：残余奥氏体分解。
第三阶段（250℃～400℃）：碳化物的转变。
第四阶段（400℃以上）：渗碳体的聚集长大与α相的再结晶。钢的淬透性淬透性是钢的重要热处理工艺性能，也是选材和制定热处理工艺的重要依据之一。
（1）淬透性的概念
钢的淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得淬硬层（也称为淬透层）深度的能力，其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬硬层深度来表示。
（2）影响淬透性的因素
影响淬透性的主要因素是化学成分，除Co以外，所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。另外，奥氏体的均匀性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都会影响淬透性。
（3）淬透性的测定及其表示方法
淬透性的测定方法很多，目前应用得最广泛的是“末端淬火法”，简称端淬试验。试验时，先将标准试样加热至奥氏体化温度，停留30～40min，然后迅速放在端淬试验台上喷水冷却。
淬火方法选择适当的淬火方法同选用淬火介质一样，可以保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
（1）单液淬火
它是将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。这种方法操作简单，容易实现机械化，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
（2）双液淬火
它是先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变（图6-16曲线2）。
（3）分级淬火
它是将奥氏体状态的工件首先淬入略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变（见图6-16曲线3）。
（4）等温淬火
它是将奥氏体化后的工件在稍高于Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。热处理工艺应用分析长期以来钢铁制品失效主要有两种方式：一是磨损使零件超越公差范围，另一种是腐蚀使零件烂掉。本章主要介绍了提高零件抗磨损能力的热处理强化方法，概括起来可分为两大类：一是经淬火并低温回火形成高碳、中低碳的回火马氏体。其中主要有（1）高碳钢进行淬火，如多数刀具、冷作模具。（2）中碳钢的表面加热淬火并低温回火，适合于铀类及部分齿轮零件。（3）低碳钢（包括低碳合金钢）的渗碳或碳氮共渗再淬火并低温回火；另一类是形成碳、氮、硼化合物层，例如氮化、软氮化、渗硼、渗铬、渗钒等。
