熱處理淬火需根據(jù)工件材料及尺寸選擇合適的淬火工藝。淬火質(zhì)量的好壞,關(guān)鍵是淬火介質(zhì)的冷卻特性及其工藝的合理控制。淬火介質(zhì)的選擇一般要求在高溫區(qū)(650℃左右)冷卻速度快些,避免先析相的產(chǎn)生及過冷奧氏體的分解,在低溫區(qū)(400℃以下)冷卻速度慢些,以降低組織應(yīng)力。但是大型鍛件由于尺寸大,冷卻過程的不均勻性會(huì)造成極大的熱應(yīng)力,該熱應(yīng)力同復(fù)雜的組織應(yīng)力相互疊加極可能產(chǎn)生變形開裂。因此,大型鍛件的關(guān)鍵工藝控制要點(diǎn)是如何在保證足夠淬硬層的情況下減少熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,這就要求結(jié)合實(shí)際工況條件制定出相互匹配的熱處理工藝。

大型鍛件在加熱過程中,由于尺寸較大,表面與心部之間存在較大的溫度梯度,從而導(dǎo)致大的熱應(yīng)力。為避免過大的熱應(yīng)力,應(yīng)該控制裝爐溫度和升溫速率,特別是尺寸大、合金元素含量高的鍛件,多采用階梯式加熱,即規(guī)格較大的工件采取低溫裝爐并以較低的速率加熱,在升溫過程中進(jìn)行一次或多次中間保溫.由于大型鍛件多選用合金結(jié)構(gòu)鋼,加熱溫度一般選擇Ac1+(30～50)℃。鍛件在加熱過程中,低溫階段升溫速率應(yīng)控制在較慢的范圍內(nèi),建議控制在(30～70)℃/h。經(jīng)中間保溫后,整個(gè)工件內(nèi)外表面塑性都比較好,升溫速率可以快些,一般取(50～100)℃/h。

為保證足夠的淬硬層深度,必須選擇合適的水溶性淬火介質(zhì)及濃度。眾所周知水溶性淬火介質(zhì)的冷卻速度會(huì)隨濃度的提高而降低,建議介質(zhì)選擇的基本原則是:

(1)工件尺寸小盡量選擇較高的介質(zhì)濃度,工件尺寸大則可適當(dāng)降低濃度;

(2)多臺(tái)階或形狀不規(guī)則的工件盡量選擇較高的介質(zhì)濃度;

(3)若工件材料的淬透性較差,可選擇冷速較快的介質(zhì)及較低的介質(zhì)濃度;若工件材料的淬透性較好,則應(yīng)選擇冷速較慢的介質(zhì)及較高的介質(zhì)濃度。

自來水的冷卻特性具有兩大缺陷,一是低溫冷速太快,二是冷卻特性對(duì)水溫異常敏感,水溶性淬火介質(zhì)同樣遺傳了自來水的這樣一些特性。淬火液在使用過程中液溫難免會(huì)升高,溫度升高使蒸氣膜的穩(wěn)定性提高,導(dǎo)致高溫階段的冷卻速度和特性溫度明顯下降,甚至出現(xiàn)了油類淬火介質(zhì)典型的蒸氣膜階段。液溫升高同時(shí)會(huì)使工件表面包附更厚的PAG膜,提高了對(duì)流冷卻階段的開始溫度,導(dǎo)致低溫冷速降低。(來源：大型鑄鍛件）