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碳素工具钢淬火工艺
    碳素工具钢制工件，可根据具体情况来选用冷却液。因为它的淬透性低，一般小直径工件可以用普通机械油淬火，淬火时动作要迅速，免得在入油前，因奥氏体在高温发生部分转变而达不到所要求的高硬度。有些工件如果硬度要求较低，油淬也能达到要求，就可以用油淬以减少变形和开裂。如果普通机械油淬火达不到硬度要求，可以用快速淬火油淬火。直径在15～18毫米的在水中可以淬透，但容易产生很大的内应力和变形。直径更大，即使在水或盐、碱水溶液中也难淬透，淬硬层也较薄，从淬硬层过渡到未淬硬的内层，其硬度发生陡降，即过渡层很薄，故淬火时会产生很大的内应力，并易形成弧形裂纹，对于有些工件，它们只求有硬的表面，存在未淬硬的心部反而对保持高韧性有利，故直径大至18～30毫米的工件，仍可采用快速淬火油、冷速介于水-油之间的水溶性淬火液或分级淬火的方法。

以T8钢淬火工艺为例
    从图中T8钢的连续冷却转变曲线图分析，若得到完全马氏体，在整个冷却过程中，在500-600℃左右的范围，要求冷速达到最大值，冷速大于等于临界点，不和S曲线的鼻尖处相交。在此处冷速越慢，发生铁素体析出或非马氏体组织的形成，马氏体组织越少。为了减少变形和防止开裂，要求淬火介质在Ms点以下的冷却速度缓慢。

    从图中3种淬火液的冷却特性对比可以看出，10%PQP此浓度的冷却特性最接近快速淬火油，在500-600℃左右，冷速达到最大值，并且在300℃以下的冷却速度很小。对非等温分级淬火，或代替油直冷淬火的碳素工具钢，可采用PQP淬火介质，根据工件的有效直径或厚度、以及淬火要求，可通过浓度的调节，控制500-600℃左右的冷却速度，以及制定其他热处理工艺来完成淬火目的。PQP淬火介质的特点是，300℃以下的冷却速度很小，在中温区600℃左右通过浓度的调节，能获得普通淬火油至2～3倍淬火油的冷速，低温区（300℃）时的冷速接近油的冷却速度，Ms点以下的冷却速度缓慢，使工件在获得更高淬火硬度的同时减少变形和防止开裂。

碳素工具钢常见的淬火缺陷：
淬火过程中有可能出现的缺陷有淬火变形，开裂及硬度不足等等。
一、淬火变形及开裂，其形成原因可能有
1， 原材料有严重的网状渗碳体，粗片状珠光体，严重的表面脱碳，锻造时过热或工件具有很大的机械加工应力。
2， 淬火温度过高，加热速度太快，淬火加热时脱碳。
3， 淬火介质选择不当。
4， 淬火后末及时回火，返修的淬火工件中间未经退火。
5， 工件形状复杂，断面尺寸变化突然，淬火时未采取相应的防护措施。
二、针对这些原因，采取防止变形开裂的措施为
1， 对存在严重网状二次渗碳体或片状渗碳体的工件，进行正火及重新球化退火以改善原始组织。形状复杂或加工应力大的工件，可先进行高温回火，以去除应力。
2， 正确选择淬火加热温度，形状复杂的工件应预热，选择较低的加热温度或加热出炉后预冷再淬火。
3， 尺寸较小的工件，形状复杂或硬度要求不太高的工件，应尽量用油或冷却强度较弱的淬火介质。
4， 淬火后及时回火，返修的淬火工件中间要退火。
5， 对某些工件，采用专用淬火压床、特殊的淬火夹具及回火夹具。
三、淬火后硬度低于所要求的硬度，其原因可能为
1， 淬火加热温度过低或保温时间不够。
2， 冷却介质选择不当。
3， 原材料脱碳层未除尽或淬火加热时脱碳。
4， 淬火出炉后，在空气中停留时问过长。
针对这些原因应采取相应预防措施。对已造成硬度不足的工件，除因脱碳面无法补救外，其他均可按正确工艺重新淬火，但事先必须退火以防止工件的开裂。

合金工具钢淬火工艺
以9SiCr钢为例
    9SiCr钢等温淬火可使热应力和组织应力减至最小，并大大减少工具的变形，当在870～875℃加热时，Ms点约为170℃，选择的等温温度为180℃左右，停留30～60分钟后空冷。等温停留时，部分奥氏体将转变为下贝氏体，从而使钢的硬度、强度和韧性得到良好的配合，并保证工具有良好的耐磨性。等温温度过高，硬度和强度会急剧下降，而温度过低，将得不到所需的部分下贝氏体量。在一定的淬火加热温度下，等温温度的高低会影响随后空冷时形成的马氏体的数量；
    适当的等温时问，可使钢具有最高的强度和塑性，但时间过长，则硬度、机械性能都下降．这是因为下贝氏体和残余奥氏体量增加的缘固。9SiCr钢等温淬火后的金相组织为：马氏体+下贝氏体+残余奥氏体+残留合金渗碳体。
    9SiCr钢制工件也可采用分级淬火和直接油淬或冷速介于水-油之间的水溶性淬火液。分级温度为180℃左右，停留时间视工件大小而定，一般为2～5分钟。在相同的淬火加热温度下，油淬要比分级淬火的硬度稍高。 870～875℃加热油淬，其残余奥氏体的含量约为8～10％。油淬和分级淬火后的组织应该是马氏体+残留合金渗碳体+残余奥氏体。采用冷速介于水-油之间的水溶性淬火液，马氏体过渡区的冷速要求竟可能小，使组织应力减至最小，减少工具的变形。

    从图中9SiCr钢的连续冷却转变曲线图分析，若得到完全马氏体，在整个冷却过程中，在600℃左右的范围，要求冷速达到最大值，冷速大于等于临界点，不和S曲线的鼻尖处相交。在此处冷速越慢，发生铁素体析出或非马氏体组织的形成，马氏体组织越少。此类钢淬透性好，要求Ms点以下的冷却速度缓慢，可减少变形和防止开裂。

    对非等温分级淬火，或代替油淬火的9SiCr，可采用PQP淬火介质，10%PQP浓度的冷却特性接近于快速淬火油。在生产中可根据工件的有效直径或厚度、以及淬火要求，通过浓度的调节，控制600℃左右的冷却速度，以及制定其他热处理工艺来完成淬火目的。PQP淬火介质的特点是，300℃以下的冷却速度很小，接近于淬火油，在中温区600℃左右能获得普通淬火油至2～3倍淬火油的冷速，使工件在获得更高淬火硬度的同时减少变形和防止开裂。PQP淬火介质同样适用于9Mn2V、CrWMn等合金工具钢的淬火。