什么是亚温淬火

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亚温淬火是亚共析钢在Ac1~Ac3温度之间两相区内加热，经充分保温后淬火，又称临界区淬火。亚温淬火是根据亚共析钢在加热到奥化体和铁素体两相区后进行淬火的工艺。为了消除机加应力和为淬火作好组织准备。则在淬火前要进行正火，然后在<800 ℃进行淬火并直接在盐水中冷透，使淬火组织中保留有15~20%未溶铁素体。既保证了硬度，减少了变形，又防止了裂纹。

许多热处理新工艺已作为钢的强韧化手段而发展起来，利用韧性相的复合组织即为其中之一。亚温淬火就是利用韧性相铁素体的存在而显示出其工艺的生命力。亚温淬火可称为亚共析钢的不完全淬火、两相(α+γ)区淬火或临界区淬火。亚温淬火所获得的组织为马氏体一铁素体双相组织。

按经典热处理的观念，亚共析钢淬火必须进行完全奥氏体化，即完全淬火，而不允许有铁素体存在。因此，(α+γ)两相区对亚共析钢淬火而言曾是一个禁区，亦即亚共析钢不允许进行不完全淬火，理由是铁素体的存在使钢的性能变坏。

然而，国内外的研究结果表明，亚温淬火的优点不仅打破"禁区"这一陈旧观念，而且成为强韧化的基础。对结构钢进行亚温淬火，获得在马氏体基底上保留少量弥散分布的铁素体组织，其优点可归纳为以下几方面:第一，提高钢在室温和低温下的冲击韧性，从而扩大材料的使用范围;第二，降低钢的冷脆转变温度，材料可在更低的温度下处于韧性状态;第三，抑制钢的可逆回火脆性，因而可以降低调质件的回火温度而使强度得到恢复，从而在不牺牲强度的前提下获得高韧性。

在正常的完全淬火与回火之间增加一次或多次加热温度在Ac1~Ac3之间的亚温淬火，可以显著提高钢的韧性，降低脆性变温度，减少高温回火脆性。

1、亚温淬火细化了晶粒，得到适量的均匀分布的细小铁素体组织，阻抑裂纹扩展，ak值与回火温度成正比例增加，与常规淬火工艺比，获得相等硬度可用较低回火温度，兼有更高韧性，且可抑制应力集中与阻碍裂纹萌生及扩展;

2、亚温淬火组织中存在未溶铁素体，使奥氏体中碳和合金元素含量增加，淬火后存在少量稳定的残余奥氏体，亦可阻止裂纹的萌生与扩展;

3、亚温淬火可降低有害杂质元素在奥氏体晶界偏聚，起到净化晶界作用;

4、亚温淬火温度低，经形变淬火而细化了的未溶铁素体可阻止晶粒长大，沿淬火前原粗大奥氏体晶界可形成极细的奥氏体晶粒，晶粒细化，晶界增多，故单位界面上有害杂质元素含量降低，有利于增加强韧性，降低缺口敏感性。

5、使引起可逆回火脆性的P、Si、Sb等杂质富集在铁素体中，减少它们在奥氏体晶界上的偏聚机会，降低晶界脆性。

亚温淬火新工艺对钢的原始组织有一定的要求，原始组织为调质态时，亚温淬火可获得良好的效果。亚温淬火的加热温度以略低于Ac3为最佳，淬火组织中保留少量韧性铁素体。若接近于Ac1的温度加热，则组织中将会存在大量未溶铁素体，将使钢的性能变坏。亚温淬火后的回火温度以500~600℃的效果为最佳。

亚共析钢，亚温淬火能实现铁素体+共析点转变的马氏体可以将机械性能达到亚温淬火的最佳状态，尤其是可以得到较高的冲击功，这一点在中碳钢及中碳合金钢中表现的较明显。相对于调质组织状态性能，亚温淬火不可能得到较高的屈服强度，因此屈强比较低，强度较低;疲劳寿命较低。在某些特定情况下，是可以以这种组织状态使用。

影响亚温淬火强韧化效果的因素颇多，诸如钢中含碳量的影响、原始组织的影响等。通过改变材料的成分、采用形变亚温淬火和调整亚温淬火前的热处理规范(包括预处理的加热温度、保温时间和冷却方式)等工艺，以控制α相形态的方法可以获得定向相间分布的两相纤维状复合组织、针状α相，从而获得材料所需性能。

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成考哥

亚共析钢亚温淬火强韧：按照传统热处理观念，亚共析钢淬火必须进行完全奥氏体化。即完全淬火，其目的是避免钢中出现未溶铁素体，使钢获得马氏体组织。以保证其具有较高的强度。但由于钢淬火时加热温度较高，易使钢中出现裂纹和产生较大的变形。从而影响钢的韧性。尤其对形状复杂的零件更为严重。然而。近些年来国内外的研究结果表明，对亚共析钢采用亚温淬火，则可在不降低钢强度的同时提高其韧性。所谓亚温淬火即亚共析钢的不完全淬火。或称临界区淬火、两相区加热淬火，是指将具有平衡态或非平衡态原始组织的亚共析钢。加热至铁素体+奥氏体双相区的一定温度区间。保温一定时间后进行淬火的热处理工艺。亚温淬火是一种新型的、利用超细化复合组织强韧化的热处理工艺。亚共析钢亚温淬火强韧机理：

1、细化晶粒：亚温淬火可使钢的晶粒度得到显著细化。亚温淬火分为高温哑温淬火和低温亚温淬火，其加热温度均处于奥氏体和铁素体两相区。由于较完全淬火加热温度低．因此形成的初始奥氏体晶粒相对比较细小；同时，钢中存在的未溶铁素体以细小的针状或颗粒状弥散分布，对生成的奥氏体晶粒也起到了切割作用。阻碍奥氏体晶粒长大，从而有效细化了钢的奥氏体晶粒。

2、钢中的未溶铁素体阻碍裂纹扩展：亚温淬火温度较完全淬火的低，因此，钢中保留一部分细小的未溶铁素体。硬度低、塑性好的铁素体的存在能防止应力集中和阻碍裂纹扩展，故能提高钢的低温韧性。材料在断裂前，裂纹是在其尖端塑性区扩展的，在双相合金中当塑性区半径大于晶粒半径时，裂纹沿较软相扩展；铁素体与马氏体呈针状时，脆性相马氏体被塑性相铁素体最大限度地分割开，故断裂时裂纹不仅通过马氏体，还必然通过铁素体而扩展，由于铁素体在断裂前发生大量塑性变形而消耗较多能量，从而使韧性升高；另外，裂纹扩展到韧性相未溶铁素体时，由于扩展受阻或被迫改向阻力较小及危害性较小的方向，例如分层，从而松弛能量，提高韧性。

3、改善有害杂质元素的分布：亚温淬火能改善有害杂质元素在钢中的分布，主要从以下两方面进行解释：一方面，在奥氏体和铁素体两相区加热时，钢中的晶粒得到细化，晶粒体积减小，表面积与体积的比上升，总晶界面积明显增多，铁素体与奥氏体晶界的面积较常规淬火组织里的奥氏体晶界面积大10～50倍，由于总晶界面积增大，晶界增多，故单位面积上的有害杂质元素（P、Sn、Sb、S等）含量减少，有效地减少了有害杂质元素的偏聚；另一方面，亚温淬火后组织为奥氏体与铁素体，其中生成的铁素体主要起净化作用，由于杂质元素在铁素体中的溶解度远大于在奥氏体中的溶解度，对杂质元素起富集作用，有效地抑制了有害杂质元素在奥氏体晶界上的偏聚。