调质处理名词解释
淬火与高温回火相结合即为调质，这是一种复合热处理工艺，旨在提升工件的综合机械性能。
钢的热处理工艺
包括退火、正火、淬火、回火和表面热处理等多种方法。其中，回火工艺又可细分为调质处理和时效处理。钢的回火是通过将淬火后的钢加热至350℃至650℃的温度范围内，使碳以细小的渗碳体形式析出。随着回火温度的升高，碳化物的颗粒变大，屈服点和拉伸强度下降，硬度降低，脆性降低，而延伸率和收缩率升高。此过程旨在消除淬火产生的内应力，以获得预期的力学性能。
回火分类
回火分为高温回火、中温回火和低温回火三种类型。
高温回火：500℃~650℃
中温回火：300℃~450℃
低温回火：150℃~250℃
调质处理方法
调质处理是淬火后进行高温回火的热处理方法。高温回火是在500-650℃之间进行的。调质处理可以显著改善钢的性能和材质，使其强度、塑性和韧性都得到提升，具有优越的综合机械性能。调质处理后，得到的是回火索氏体。回火索氏体是马氏体在回火过程中形成的一种组织，需要在光学显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来。它是一种铁素体基体上分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。此时的铁素体基本没有碳的过饱和度，碳化物为稳定型碳化物。在常温下，它是一种平衡组织。
时效处理方法
时效处理是为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状的变化。通常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）进行精加工前，将工件重新加热至100-150℃，保持5-20小时。这种为稳定精密制件质量的处理称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
调质钢分类
调质钢分为碳素调质钢和合金调质钢两大类。无论是碳钢还是合金钢，其含碳量控制都比较严格。如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不足；如果含碳量过低，韧性提高但强度不足。为了使调质件获得良好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%之间。
调质淬火要求
调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂可能无法每炉进行金相分析，一般只进行硬度测试。这意味着淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后的硬度按图要求进行检查。
应用及案例
调质处理常应用于中碳（低合金）结构钢，也用于低合金铸钢中。总之，对力学性能要求高的结构零部件都要进行调质处理。调质处理是金属材料热处理工艺之一。材料在淬火后高温回火叫调质处理。目的是使钢件具有很高的韧性和足够的强度，具有综合的优良机械性能。例如立轴、丝杠、齿轮等。一般是在零件加工后进行，也可将粗坯调质后再进行机械加工。
45钢的调质处理
45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都很好，机械性能较好，价格低廉、来源广泛，因此应用广泛。它的最大缺点是淬透性低，不适合截面尺寸大和要求较高的工件。
45钢的淬火温度在A3+(30~50)℃之间，实际操作中通常取上限。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，并能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需要适当延长保温时间。否则，可能会因为加热不均匀造成硬度不足的现象。但是，保温时间过长，也可能会出现晶粒粗大、氧化脱碳严重的问题，影响淬火质量。我们认为，如果装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需要延长1/5。
因为45钢的淬透性低，所以应采用冷却速度较大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不能冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体会迅速转变为马氏体，造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域时，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，需要凭经验操作，当水中的工件抖动停止时，即可出水空冷（如果能油冷更好）。另外，工件入水时宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，会导致硬度不均匀，应力不均匀，从而使工件变形大，甚至开裂。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低一些，但不能低于HRC48，否则，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火后，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是获得综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但如果有硬度要求的图纸，就要根据图纸要求调整回火温度，以保证硬度。例如，有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因为调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低一些。关于回火保温时间，根据硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。
40Cr钢的调质处理
Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。
40Cr工件调质的淬回火，各种参数工艺卡片都有规定，我们在实际操作中体会是：
A、40Cr工件淬火后应采用油冷，40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。但是，小型企业在供油紧张的情况下，对形状不复杂的工件，可以在水中淬火，并未发现开裂，只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。
B、40Cr工件调质后硬度仍然偏高，第二次回火温度就要增加20~50℃，否则，硬度降低困难。
C、40Cr工件高温回火后，形状复杂的在油中冷却，简单的在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。
三 影响调质工件的质量，操作工的水平是个重要因素，同时，还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因。我们认为：
a、工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于Ar3临界点，产生部分分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度，大工件预冷要掌握时间。
b、工件装炉量要合理，以1~2层为宜，工件相互重叠造成加热不均匀，导致硬度不匀。
c、工件入水排列应保持一定距离，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。
d、开炉淬火，不能一口气淬完，应视炉温下降程度，中途闭炉重新升温，以便前后工件淬后硬度一致。
e、要注意冷却液的温度，10%盐水的温度如高于60℃，不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质，否则，会出现硬度不足或不均匀现象。
f、未经加工毛坯调质，硬度不会均匀，如要得到好的调质质量，毛坯应粗车，棒料要锻打。
g、严把质量关，淬火后硬度偏低1~3个单位，可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬度过低，有的甚至只有HRC25~35，必须重新淬火，绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，否则，失去了调质的意义，并有可能产生严重的后果。
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