鍛件的淬火目的是提高硬度、強度、耐磨性以滿足工件的使用性能。淬火工藝應(yīng)用最為廣泛,如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鉆探機械、農(nóng)機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。

       鍛件淬火加熱溫度根據(jù)鋼的成分、組織和不同的性能要求來確定。亞共析鋼是AC3+(30~50℃);共析鋼和過共析鋼是AC1+(30~50℃)。

       亞共析鋼淬火加熱溫度若選用低于AC3的溫度,則此時鋼尚未完全奧氏體化,存在有部分未轉(zhuǎn)變的鐵素體,淬火后鐵素體仍保留在淬火組織中。鐵素體的硬度較低,從而使淬火后的硬度達不到要求,同時也會影響其他力學(xué)性能。若將亞共析鋼加熱到遠高于AC3溫度淬火,則奧氏體晶粒回顯著粗大,而破壞淬火后的性能。所以亞共析鋼材質(zhì)的鍛件淬火加熱溫度選用AC3+(30~50℃),這樣既保證充分奧氏體化,又保持奧氏體晶粒的細小。

       過共析鋼的淬火加熱溫度一般推薦為AC1+(30~50℃)。在實際生產(chǎn)中還根據(jù)情況適當提高20℃左右。在此溫度范圍內(nèi)加熱,其組織為細小晶粒的奧氏體和部分細小均勻分布的未溶碳化物。淬火后除極少數(shù)殘余奧氏體外,其組織為片狀馬氏體基體上均勻分布的細小的碳化物質(zhì)點。這樣的組織硬度高、耐磨性號,并且脆性相對較少。

       過共析鋼的鍛件淬火加熱溫度不能低于AC1,因為此時鋼材尚未奧氏體化。若加熱到略高于AC1溫度時,珠光體完全轉(zhuǎn)變承奧氏體,并又少量的滲碳體溶入奧氏體。此時奧氏體晶粒細小,且其碳的質(zhì)量分數(shù)已稍高與共析成分。如果繼續(xù)升高溫度,則二次滲碳體不斷溶入奧氏體,致使奧氏體晶粒不斷長大,其碳濃度不斷升高,會導(dǎo)致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。同時由于奧氏體含碳量過高,使淬火后殘余奧氏體數(shù)量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此過共析鋼的淬火加熱溫度高于AC1太多是不合適的,加熱到完全奧氏體化的ACm或以上溫度就更不合適。

       在生產(chǎn)實踐中選擇鍛件的淬火加熱溫度時,除了遵守上述一般原則外,還要考慮鍛件的化學(xué)成分、技術(shù)要求、尺寸形狀、原始組織以及加熱設(shè)備、冷卻介質(zhì)等諸多因素的影響,對加熱溫度予以適當調(diào)整。如合金鋼零件,通常取上限,對于形狀復(fù)雜零件取下限。

       強韌化新工藝選用的淬火加熱溫度與常用淬火溫度有所區(qū)別。如亞溫淬火是亞共析鋼在略低于AC3的溫度奧氏體化后淬火,這樣可提高韌性,降低脆性轉(zhuǎn)折溫度,并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料制成的工件亞溫淬火加熱溫度為AC3-(5~10℃)。

       采用高溫淬火可獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體提高強度和韌性。如16Mn鋼在940℃淬火,5CrMnMo鋼在890℃淬火,20CrMnMo鋼在920℃淬火,效果較好。

       高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火,適當降低高碳鋼的淬火加熱溫度,或采用快速加熱及縮短保溫時間的辦法,可減少奧氏體的碳含量,提高鋼的韌性。