淬火钢

淬火工艺规程

一、淬火前的准备

1、检查工件表面，不允许有碰伤、裂纹、锈斑、油垢及其他脏

物存在，油垢可用碱煮洗，锈斑可用喷砂或冷酸清洗。

2、准备淬火所用的工具，检查设备是否完好。

3、检查控温仪表指示是否正确。

4、工件形状复杂的，其中有不需要淬硬的孔眼、尖角或厚度变

化大的地方，为了防止变形和淬裂的危险均应采用堵塞或缠

绕石棉的方法，使工件各部分加热及冷却温度均匀。

5、要求工件表面不允许有氧化脱碳现象，要用硼砂酒精溶液涂

覆。

二、淬火规范

1、加热温度

（1）亚共析钢淬火加热温度为Ac3+30~50℃，一般在空气炉中加

热比在盐浴中加热高10~30℃，采用油、硝盐淬火介质时，

淬火加热温度应比水淬提高20℃左右。

（2）共析钢、过共析钢淬火加热温度为Ac1

+30~50℃，一般合金

钢淬火加热温度为Ac

1

或Ac

3

+30~50℃。

（3）高速钢、高铬钢及不锈钢应根据要求合金碳化物溶入奥氏体

的程度选择。过热敏感性强及脱碳敏感性强的钢，不易取上

限温度。

（4）低碳马氏体钢淬透性较低，应提高淬火温度以增大淬硬性；

中碳钢及中碳合金钢应适当提高淬火温度来减少淬火后片状

马氏体的相对量，以提高钢的韧性；高碳钢采用低温淬火或

快速加热可限制奥氏体固溶碳量，而增加淬火后板条马氏体

的含量，减少淬火钢的脆性。另外，提高淬火温度还会增加

淬火后的残余奥氏体量。

2、加热方法

（1）模具：室温进炉或300—400℃进炉，并在550—600℃时等

温一段时间。

（2）弹簧或原材料（调质处理），可在淬火温度时进炉。

3、保温时间

加热与保温时间由零件入炉到达指定工艺温度所需升温时间

（ι1），透热时间（ι2）及组织转变所需时间（ι3）组成。ι1

+ι

2由

设备功率、加热介质及工件尺寸、装炉数量等因素决定，ι

3

则与

钢材的成分、组织及热处理技术要求有关。普通碳钢及低合金钢

在透热后保温5~15min即可满足组织转变的要求，合金结构钢

透热后应保温15~25min。高合金工具钢、不锈钢等为了溶解原

始组织中的碳化物，应在不使奥氏体晶粒过于粗化的前提下，适

当提高奥氏体化温度，以缩短保温时间。

4、加热速度

对于形状复杂，要求畸变形小，或用合金钢制造的大型铸锻件，

必须控制加热速度以保证减少淬火畸变及开裂倾向，一般以

30~70℃/h限速升温到600~700℃，在均温一段时间后再以

50~100℃/h速度升温。形状简单的中、低碳钢、直径小于400mm

的中碳合金结构钢可直接到温入炉加热。

5、冷却

（1）根据不同钢材的种类选择冷却方法（见《热处理手册》—工艺

基础P161—162）。

（2）冷却水温不可超过40℃。

（3）当工件冷却到300—400℃时，水的冷却能力太强，易使工件淬

裂，尤其是当工件过热更易发生淬裂现象。

（4）工件在水中应作上下左右移动或将水强力搅动。

（5）淬火油应保持在20—60℃。

（6）油池应保持洁净，经常消除盐渣或污浊杂质，一般2—3应进行

换新或过滤处理。

6、淬火介质

（1）按照淬火介质技术要求和冷却性能，正确地选用各类淬火介质。

（2）淬火介质不应对热处理工件产生严重锈蚀。

（3）水槽中的水、水溶液不应含有过量有害物质。

（4）油槽中的淬火油混入少量水是极其有害的，会造成淬火软点或

畸变。其含水量应小于0.05%（质量分数）。

（5）将淬火介质搅拌均匀后，从淬火槽有代表性的部位或中心部位

取适量介质进行分析。经分析不符合技术要求时，适当调整，

甚至更换。

7、淬火槽

（1）淬火槽应保持工件表面各部位冷却均匀，一般应有循环搅拌和

冷却装置。

（2）淬火槽的容积应适应持续淬火和工件在槽中移动的需要。

（3）应及时清除淬火槽中的悬浮物和沉淀物。

（4）淬火槽要有槽盖，停用时加盖保护。油槽要定期清除。

（5）淬火槽应装备分辨力不大于5℃的测温仪表。

三、淬火操作

1、工件浸入淬火介质应遵循的原则

（1）工件浸入淬火介质前在空气中预冷可以减少畸变，预冷时间

t（s）=12+（3～4）d，d是危险截面厚度（mm）。

（2）工件在淬火介质中应根据其形状，沿不同方向作适当移动，以

提高介质的冷却速度和减少工件畸变。

（3）轴类和圆筒形工件，从加热炉中取出后，应预冷片刻，垂直浸

入淬火槽。

（4）圆盘形和薄板形工件，应使其轴向与液面平行浸入介质。

（5）有凹面和不通孔的工件，凹面及不通孔开口向上浸入介质，以

利排除蒸汽。

2、单介质淬火

工件在水中淬火冷至室温的时间一般是0.2～0.3s/mm，大型轴

类工件为1.5～2s/mm，在轴中冷却一般工件是9～13s/mm。

3、双介质淬火

工件在水—油双介质淬火时，在水中停留时间：t（s）=K·D,

式中的D为工件最易开裂出的厚度，K为常数。

水—油双介质淬火水冷系数K

厚度D/mm＜2525≤D＜3030≤D＜60≥60

系数K/（s/mm）0.2～0.30.5～0.60.7～0.80.8～1.0

4、分级淬火

分级淬火时钢的临界直径比水淬和油淬都小，对于碳钢和低合

金钢适用于小型工件（碳钢小于15mm，合金钢小于30mm）。工件尺

寸大时，由于分级冷却速度缓慢，将得到非马氏体组织。

5、贝氏体等温淬火

（1）等温淬火适应于合金钢及W（C）＞0.6%的碳钢的小截面工

件。

（2）严格控制等温槽温度，防止大批工件浸入槽内引起槽液温

度上升。

（3）为了提高等温槽的冷却速度，等温槽中含水量可控制在

0.2%~0.4%（质量分数），高者可达1%~2%（质量分数）。

6、冷处理

（1）工件淬火未冷至室温不得放入冷装置，以免开裂。

（2）工件不易直接放入低温冷却液（干冰+酒精）。应先放入充

有空气的低温箱，使之冷透后再投入冷室。

（3）工件放入冷装置后，仪器指示到预定低温后，应保持1.5～

2h。

（4）工件从冷室取出后空冷，空气中的水会在表面结霜，应立

即檫干并涂以防锈油，以防生锈。

（5）为了消除冷处理过程中产生的内应力、工件深冷后应进行

低温回火。

（6）一般钢冷处理后不回火，高速钢可在回火一次后进行冷处

理。

7、工件的校正

（1）碳素钢冷却到150—200℃时取出在空气中校正。

（2）合金钢及高速钢冷到200—250℃时取出在空气中校正。

（3）工件应在加热条件下校直时，加热温度不得超过回火温度。

四、淬火工艺程序

除油—除锈—涂保护剂—凉干—进炉—加热—等温—升温—保温

—淬火—（水或油或其他）—检验—（回火，见回火工艺）

五、检验

1、外观检验

工件表面不允许有裂纹和有害的伤痕（必要时可用磁粉探伤或其

他无损检测方法检测）。锻造余热淬火工件，表面不能有折叠等缺陷。

2、表面硬度

硬度必须满足技术要求，根据不同类型的工件，不能超过表面

硬度的误差范围。

淬回火件的表面硬度误差范围

淬回火件

硬度要求

表面硬度误差范围（HRC）

单件同一批件

范围＜3535～50＞50＜3535～50＞50

特殊重要件333555

重要件444766

一般件655977

3、金相组织

（1）中碳钢和中碳合金结构钢淬火后一般应得到马氏体。

（2）高碳工具钢和高碳低合金工具钢（包括轴承钢）正常淬火

组织是均匀分布的未溶碳化物+隐晶马氏体（或少量细片

状马氏体）。

（3）高速钢淬火通常以晶粒度控制淬火质量。

4、畸变

淬火回火的畸变允许值不得超出下表的规定：

淬、回火件允许弯曲的最大值（mm）

类型每米允许弯曲的最大

值

备注

1类

0.5

以成品为主

2类5以毛坯为主

3类不要求成品或毛坯