淬火开裂原因
1材料弄混
2冷却不当，在M S点以下快冷，因组织应力大而开裂。淬火油中含水过多。
3未淬透工件心部硬度为36~45时，在淬硬层与非淬硬层交界处易形成淬火裂纹。
4具有最危险尺寸的工件易形成淬火裂纹。全淬透最危险尺寸是：水淬为8~15（mm），油淬为25~40（mm）。
5严重表面脱碳易形成网状裂纹。严重表面脱碳的高碳钢中，脱碳层的马氏体比体积小。易形成表面拉应力而导致形成网状裂纹。
6内径较小的深孔工件，由于内表面较外表面冷速慢，使得残余热应力作用小，所受的残余拉应力较外表面大，内壁易形成平行的纵向裂纹。
7淬火加热温度过高，引起晶粒粗化，晶界弱化，钢的脆断强度降低，易淬火开裂。
8重复淬火前，未进行中间退火，过热倾向大，前项淬火的应力还未消除，又增加了新的应力，应力叠加易开裂。另外，多次加热引起表面脱碳，促使开裂。
9大截面高合金钢工件淬火加热时，未经预热或加热速度过快，加热时的应力和组织应力增大，引起开裂。
10原始组织不良。如高碳钢球化退火质量欠佳，其组织是细片状珠光体和点状珠光体时，过热倾向大，晶粒粗化，马氏体含碳量高，淬火开裂倾向大。
11原材料显微裂纹，非金属夹杂物，严重的碳化物偏析，淬火开裂倾向增大。如非金属夹杂物，严重的碳化物沿轧制方向成带状分布，由于力学性能的各项异性，其横向性能比纵向性能低（30~50）%，在表面最大拉应力作用下，常呈纵向开裂。
12锻造裂纹在淬火时开裂。在普通炉内淬火加热时，破断面上有黑色的氧化皮，裂纹两侧有脱碳层。
13过烧裂纹。裂纹多呈网状，晶界有氧化或熔化现象。
14淬透性低的钢，被钳子夹持的地方，冷速慢，有非马组织，钳口位于淬硬层与非淬硬层交界处时易开裂。
15工件的尖角，孔，截面突变及粗加工刀痕等，因应力集中引起开裂。
16高速钢，高铬钢分级淬火工件，未冷至室温，就急于清洗而引起开裂。
17深冷处理因急冷，急热，引起较大的组织和热应力，且低温时，材料的淬断强度低，易开裂。
18淬火后未及时回火，工件内部的显微裂纹在淬火应力作用下扩展形成淬火裂纹。
淬火裂纹 淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。 淬火裂纹的特征 在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。 在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂；有的呈放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体；工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。 非淬火裂纹的特征 淬火后发生的裂纹，不一定都是淬火所造成的，可根据下面特征来区分： 淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。与此相对应的温度，大约在250℃以下。在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。 如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。 实例探讨 1、轴，40Cr，经锻造、淬火后发现裂纹。裂纹两侧有氧化迹象，金相检验，裂纹两侧存在脱碳层，而且裂纹两侧的铁素体呈较大的柱状晶粒，其晶界与裂纹大致垂直。结论：裂纹是在锻造时形成的非淬火裂纹。 当工件在锻造过程中形成裂纹时，淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。随着脱碳过程的进行，裂纹两侧的碳含量降低，铁索体晶粒开始生核。当沿裂纹两侧生核的铁素体晶粒长大到彼此接触后，便向离裂纹两侧较远的基体方向生长。由于裂纹两侧在脱碳过程中碳浓度的下降，也是由裂纹的开口部位向内部发展，因而为铁素体晶粒的不断长大提供了条件，故最终长大为晶界与裂纹相垂直的柱状晶体。 2、半轴套座，40Cr，淬火后出现开裂。金相检验，裂纹两侧有全脱碳层，其中的铁素体呈粗大柱状晶粒，并与裂纹垂直。全脱碳层内侧的组织为板条马氏体加少量托氏体，这种组织是正常淬火组织。结论：在加工过程中未经锻造，因此属原材料带来的非淬火裂纹。
工件淬火裂纹的原因分析与对策 赵新星 (衡阳纺织机械厂421007) 摘要通过分析工件淬火裂纹产生的原因和在具体实践生产中针对各种不同的裂纹的分析，找到了具体的预防对策。 关键词淬火裂纹应力对策 1 前言 工件在热处理过程中最让人头疼的是产生淬火裂纹。淬火裂纹是指在工件淬火过程中所产生的开裂现象。裂纹基本上分为纵向裂纹、弧型裂纹、网状裂纹、剥离裂纹和显微裂纹几种(如图1)。淬火裂纹的发生时间并非发生在淬入冷却剂后的那一刻，而是在冷却到200℃以下时，或在淬火完成从冷却剂中取出之后，或者是在淬火后经过几小时乃至几十小时后发生的。 图1 淬火裂纹类型及形成裂纹的内应力 2 原理分析 造成工件开裂的热处理应力主要包括“热应力”和“组织应力”。“热应力”也就是由热胀冷缩所引起的力。工件在加热和冷却过程中，工件的内外温度不同，即内冷外热或外冷内热。因为工件表面比心部总要加热和冷却得快些，随时间增长，冷却到最后，中心收缩时，又受到压应力作用。因此，热应力作用的结果是使工件表面呈压应力状态。热应力随时间的变化如图2所示。“组织应力”即由于组织转变所产生的体积变化不等时性而引起的应力。
钢中各种组织物的比容是不同的。在化学成分相同时，奥氏体的比容小于珠光体的比容，珠光体的比容小于马氏体的比容，因此，在淬火冷却时，奥氏体向马氏体转变时会引起体积膨胀，此时表面膨胀受到未转变的中心部分的限制，表面和中心均受到压应力。当继续冷却时，中心奥氏体向马氏体转变，伴随体积膨胀，使表面受到拉应力作用。因此，组织应力最后使工件表面层处于拉应力状态。组织应力随时间的变化如图3所示。 图2 热应力随时间的变化 图3 组织应力随时间的变化 热应力主要造成变形，而组织应力最容易造成开裂。当淬火形成的残余热应力大于钢的屈服极限时引起工件变形;当残余组织应力大于钢的屈服极限时会导致工件开裂。根据断裂韧性理论，脆性断裂是由微细的宏观裂纹的扩展引起的。由于材料在冶炼或者轧锻过程中往往不可避免地存在着微小的局部裂纹。只有当残余应力不超过有细微裂纹的钢的实际强度时才能保证淬火不开裂。在淬火过程中热应力和组织应力同时存在，作用相反。不容易淬透的大件，主要是热应力;容易淬透的小件，主要是组织应力。为了避免开裂，必须预防工件的拉应力。 3 实例分析 我们针对多年来的断裂锭杆和一些工夹具零件的断口从外表及金相分析，结合一些文献资料，总结了以下的结论。 3.1将零件剖开，如零件断面处有少量的红色锈迹或发现有新的裂纹，则可判断是在淬火冷却时产生的裂纹，或是由于过冷及冷却不均匀引起的裂纹。 3.2如果断面是被一层黑色氧化层所遮盖或呈粗的纤维状时，是由锻造时所产生的裂纹，或者是钢材本身缺陷所导致的。
热处理变形的原因 在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。 一、热处理变形产生的原因 钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。 1.热应力 在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。 2.组织应力 组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力，心部产生拉应力。 二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选材和提高硬度要求 对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件 零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系
常见淬火裂纹有以下10种类型 模具钢热处理中，淬火是常见工序。然而，因种种原因，有时难免会产生淬火裂纹，致使前功尽弃。分析裂纹产生原因，进而采取相应预防措施，具有显著的技术经济效益。常见淬火裂纹有以下10种类型。 1纵向裂纹裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体，产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生：(1)钢中含有较多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹；(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。预防措施：(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；(2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改进热处理工艺，采用真空加工热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分析淬火、等温淬火；(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。 2横向裂纹 裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。 预防措施：(1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间，锻造之间双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小、匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，减少和消除应力源；(2)选择理想的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力，表层为压应力，内层为张应力，相互抵消，有效防止热应力裂纹形成，在钢的Ms-Mf之间缓冷，大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。当钢中热应力与相应应力总和为正(张应力)时，则易淬裂，为负时，则不易淬裂。充分利用热应力，降低相变应力，控制应力总和为负，能有效避免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较理想淬火剂，同时可减少和避免淬火模具畸变，还可控制硬化层合理分布。调正CL-1淬火剂不同浓度配比，可得到不同冷却速度，获得所需硬化层分布，满足不同模具钢需求。 3弧状裂纹 常发生在模具棱角、凸台、刀纹、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。这是因为，淬火时棱角处产生的应力是平滑表面平均应力的10倍。另外，(1)钢中含碳(C)
模具钢热处理中，淬火是常见工序。然而，因种种原因，有时难免会产生淬火裂纹，致使前功尽弃。分析裂纹产生原因，进而采取相应预防措施，具有显著的技术经济效益。常见淬火裂纹有以下10类型。 1、纵向裂纹 裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体，产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生：(1)钢中含有较多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹，或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹；(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。 预防措施：(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；(2)尽量选用真空冶炼，炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火；(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。 2横向裂纹 裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P．Sb，Bi，Pb，Sn，As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。 预防措施：(1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2—3之间，锻造采用双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小，匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，减少和消除应力源；(2)选择理想的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力
十种常用淬火方法，学会成淬火大师！淬火；空气）（水、油、热 处理工艺中淬火的常用方法有十种，分别是单介质点的马氏体分级淬火法；贝氏体等温淬Ms双介质淬火；马氏体分级淬火；低于火法；复合淬火法；预冷等温淬火法；延迟冷却淬火法；淬火自回火法；喷射淬火法等。一、单介质（水、油、空气）淬火单介质（水、油、空气）淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介 常用于形状简单的碳钢和合金钢使其完全冷却。这种是最简单的淬火方法，质，工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。 二、双介质淬火先在冷却能力强的淬火介质中冷却双介质淬火：把加热到淬火温度的工件， 点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温Ms至接近合金钢制作用于形状复杂件或高碳钢、度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。-硝盐、水油、水-的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-空气，一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，较少-空气、油采用空气。三、马氏体分级淬火随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点钢材奥氏体化，马氏体分级淬火： 中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度)的液态介质(盐浴或碱浴一般用于形状复杂和变后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。形要求严的小型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。点的马氏体分级淬火法四、低于 Ms . . . .
Mf而高于低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms常尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。时，工件在该浴槽中冷却较快，用于尺寸较大的低淬透性钢工件。五、贝氏体等温淬火法使其发生贝氏体等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，。贝氏体等温淬火工艺主要三个步下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min贝氏体等温处理；常用于 合金奥氏体化处理；②奥氏体化后冷却处理；③骤：①钢、高碳钢小尺寸零件 及球墨铸铁件。六、复合淬火法的马氏体，以下得体积分数为Ms10%~30%复合淬火法：先将工件急冷至常用于合金然后在下贝氏体区等温，使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织，工具钢工件。七、预冷等温淬火法）浴槽Ms预冷等温淬火法：又称升温等温淬火，零件先在温度较低（大于适用于淬透性较然后转入温度较高的浴槽中，中冷却，使奥氏体进行等温转变。差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。八、延迟冷却淬火法 Ar1Ar3或延迟冷却淬火法：零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的零然后进行单介质淬火。温度，件。 九、淬火自回火法（常但在淬火时仅将需要淬硬的部分淬火自回火法：将被处理工件全部加热，立即取出在空待到未浸入部分火色消失的瞬间，浸入淬火液冷却，为工作部位） . . . . 使表气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利用心部未全部冷透的热量传到表面，面回火。常用于承受冲击的工具如錾子、冲子、锤子等。十、喷射淬火法根据所要求的淬向工件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，喷射淬火法： 这样就能够保证得到比昔喷射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜，火深度而定。
《钢件的淬火开裂及防止方法》课程教学大纲 课程代码： 课程英文名称： Quenching crack of steel parts and preventive methods 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：材料类各专业 大纲编写（修订）时间：2017.12 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 （1）课程地位 《钢件的淬火开裂及防止方法》是金属材料工程、材料成形及控制工程专业的选修课，考查课。 （2）教学目标 《钢件的淬火开裂及防止方法》从材料的应用出发，根据材料科学的基础理论，掌握钢件的淬火过程中相变规律和内应力的成因和变化规律，了解导致钢件裂纹的内部因素和外部条件，并熟悉生产中影响钢件淬裂的因素及其防止措施和工艺方法。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 （1）知识方面的基本要求 了解淬火开裂相关马氏体的晶体结构特点和切变特征，要求掌握导致钢件裂纹的内部因素和外部条件，淬火宏观内应力的成因及变化规律，熟悉影响钢件淬裂的因素及其防止措施和工艺方法等 （2）能力方面的基本要求 通过学习，使学生了解和初步掌握钢件的淬火开裂及防止方法，掌握基本理论及应用，培养学生对材料基础理论知识的应用能力。通过课堂讲授和试验观察，培养学生分析问题和解决问题的能力。 （三）教学大纲实施说明 1. 教学方法：钢件的淬火开裂及防止方法应用性和实践性强，所以教学以教材为基础，配合实验教学，通过讲授、作业、讨论、答疑来达到要求。 2．教学手段：本课程属于专业课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，并配合现场实验和课后分析，以确保课程在有限的学时内，全面、高质量地完成教学任务。 （四）对选修课的要求 学习本课程前,学生应学完材料科学基础、金属力学性能、金属工艺学、金属材料热处理原理及工艺等相关课程，对金属材料的理论和性能及应用有熟练的掌握，其中熟练掌握晶体结构基础知识是必须的。 （五）对习题、实验环节的要求 对习题的要求： 针对本课程知识和能力的基本要求，选择和设计思考题和论述题，作为学生的课后作业，训练和培养学生对所要求的钢件的淬火开裂及防止方法的掌握。 有实验室热处理淬火实验和金相分析。
热处理变形与裂纹 工件热处理后常产生变形和开裂，其结果不是报废，也要花大量工时进行修整。 工件变形和开裂是由于在冷、热加工中产生的应力所引起的。当应力超过弹性极限时，工件产生变形；应力大于强度极限时，工件产生裂纹。 热处理中热应力和组织应力是怎样产生的？只有不断认识这个问题，才能采用各种工艺方法来减小和近控制这两种应力。 在加热和冷却时，由于工件热胀冷缩而产生的热应力和组织转变产生的组织应力是造成变形和开裂的主要原因，而原材料缺陷、工件结构形状等因素也促使裂纹的产生和发展。 后面主要叙述热处理操作中的变形和开裂产生原因及一般防止方法，也讨论原材料质量、结构形状等对变形和开裂的影响。 一、钢的缺陷类型 1、缩孔：钢锭和铸件在最后凝固过程中，由于体积的收缩，得不到钢液填充，心部形 成管状、喇叭状或分散的孔洞，称为缩孔。缩孔将显著降低钢的机械性能。 2、气泡：钢锭在凝固过程中会析出大量的气体，有一部分残留在处于塑性状态的金属 中，形成了气孔，称为气泡。这种内壁光滑的孔洞，在轧制过程中沿轧制方向延伸，在钢材横截面的酸浸试样上则是圆形的，也叫针孔和小孔眼。气泡将影响钢的机械 性能，减小金属的截面，在热处理中有扩大纹的倾向。 3、疏松：钢锭和铸件在凝固过程中，因部分的液体最后凝固和放出气体，形成许多细 小孔隙而造成钢的一种不致密现象，称为疏松。疏松将降低钢的机械性能，影响机 械加工的光洁度。 4、偏析：钢中由于某些因素的影响，而形成的化学成份不均匀现象，称为偏析。如碳 化物偏析是钢在凝固过程中，合金元素分别与碳元素结合，形成了碳化物。碳化物 （共晶碳化物）是一种非常坚硬的脆性物质，它的颗粒大小和形状不同，以网状、 带状或堆集不均匀地分布于钢的基体中。根据碳化物颗粒大小、分布情况、几何形 状、数量多少将它分为八级。一级的颗粒最小，分布最均匀且无方向性。二级其次，八级最差。碳化物偏析严重将显著降低钢的机械性能。这种又常常出现于铸造状态 的合金具钢和高速钢中。对热处理工艺影响很大，如果有大块碳化物堆集或严重带 状分布，聚集处含碳量较高，当较高温度淬火时，工件容易因过热而产生裂纹。但 为了避免产生裂纹，而降低淬火温度，结果又会使硬度和红硬性降低。碳化物偏析 严重将直接影响产品质量，降低使用寿命或过早报废。 5、非金属夹杂物：钢在冶炼、浇铸和冷凝等过程中，渗杂有不溶解的非金属元素的化 合物，如氧化物、氮化物、硫化物和硅酸盐等、总称为非金属夹杂物。钢中非金属 夹杂物存在将破坏基体金属的连续性，影响钢的机械性能、物理性能、化学性能及 工艺性能。在热处理操作中降低塑性和强度而且夹杂物处易形成裂纹。在使用过程 中也容易造成局部应力集中，降低工件使用寿命。夹杂物的存在还降低钢的耐腐蚀 性能。 6、白点：钢经热加工后，在纵向断口上，发现有细小的裂纹，其形状为圆形或椭圆形 的，呈银亮晶状斑点。在横向热酸宏观试样上呈细长的发裂，显微观察裂缝穿过晶 粒，裂缝附近不发现塑性变形，裂缝处无氧化与脱碳现象。这种缺陷称为白点。白 点将显著降低横向塑性与韧性，在热处理中易形成开裂。 7、氧化与脱碳：钢铁在空气或氧化物气氛中加热时，表面形成一层松脆的氧化皮，称
热处理工艺、操作与变形关系 一、预处理 淬火前通过对工件进行消除应力、改善组织的预备热处理，对减少淬火变形是非常有利的。预处理一般包括球化退火、消除应力退火，有些还采用调质或正火处理。 ①消除应力退火：在机械加工过程中，工件表层在加工方法、背吃刀量、切削速度等的影响下，会产生一定的残余应力，由于其分布的不均衡，导致了工件在淬火时产生了变形。为了消除这些应力的影响，淬火前将工件进行一次消除应力的退火是必要的。消除应力退火的温度一般为500-700 ℃，在空气介质中加热时，为防止工件产生氧化脱碳可采用500-550 ℃进行退火，保温时间一般为2-3h。工件装炉时要注意可能因自重引起的变形，其他操作同一般退火操作。 ②以改善组织为目的的预热处理：这种预处理包括球化退火、调质及正火等。 ——球化退火：球化球退火是碳素工具钢及合金工具钢在热处理过程中必不可少的工序，球化退火后所获得的组织对淬火变形趋势影响很大。所以可以通过调整退火后的组织来减少某些工件有规律的淬火变形。 ——其他预处理：为减少淬火变形所采用的预处理方法有很多种，如调质处理、正火处理等。针对工件产生淬火变形的原因及工件所用材料，合理地选用正火、调质等预处理对减少淬火变形是有效的。但应对正火后引起的残余应力及硬度提高对机加工的不利影响应给予注意，同时调质处理对含W Mn 等钢可减少淬火时胀大，而对GCr15等钢种的减少变形作用不大。 在实际生产中要注意分清淬火变形产生的原因，即要分清淬火变形是由残余应力引起的还是由组织不佳引起的，只有这样才能对症处理。若是由残余应力引起的淬火变形则应进行消除应力退火而不用类似调质等改变组织的预处理，反之亦然。只有这样，才能达到减少淬火变形的目的，才能降低成本，保证质量。 以上各种预处理的具体操作同其他相应操作，此处不赘述。
淬火常见问题与解决技巧 Ms点随C%的增加而降低 淬火时，过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点，变态完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。 0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右，而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。 淬火液可添加适当的添加剂 （1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷 却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。 （2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助於工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。 （3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无 火灾、污染及其他公害之虞，颇具前瞻性。 （4）乾冰加乙醇可用於深冷处理容液：将乾冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。 硬度与淬火速度之关联性 只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时沃斯田体变态温度较高，沃斯田体会生成波来体，变态开始点为Ps点，变态终结点为Pf点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps曲线时，则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关，因此麻田散体的硬度会随著%C含量之增加而变大，但超过0.77%C后，麻田散体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化 亦趋於缓和。 淬火与回火冷却方法之区别 淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高於临界冷却速率的急速冷却为宜；进入危险区域时，使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此，此类冷却方式施行时，使用阶段冷却或恒温冷却（麻回火）是最适宜的。 回火处理常见的冷却方式包括急冷和徐冷两种冷却方法，其中合金钢一般使用急冷；工具钢则以徐冷方式为宜。工具钢自回火温度急冷时，因残留沃斯田体变态的缘故而易产生裂痕，称之为回火裂痕；相同的，合金钢若采用徐冷的冷却方式，易导致回 火脆性。 淬火后，残留沃斯田体的所扮演的角色 淬火后的工件内常存在麻田散体与残留沃斯田体，在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生，此乃因残留沃斯田体产生变态、引起膨胀所导致，此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。此外，残留沃斯田体另一个大缺点为硬度太低，使得工具的切削性劣化。可使用深冷处理促使麻田散体变态生成，让残留沃斯田体即使进一步冷却也无法再产生变态；或以外力加工的方式，使不安定的残留沃斯田体变态成麻田散体，降低残留沃斯田体对钢材特性之影响。 淬火处理后硬度不足的原因 淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度，若硬度值不理想，则可能是下列因素所造成：（1）淬火温度或沃斯田体化温度不够；（2）可能是冷却速率不足所致；（3）工件表面若热处理前就发生脱碳现象，则工件表面硬化的效果就会大打折扣；（4）工件表面有锈皮或黑皮时，该处的硬度就会明显不足，因此宜先使用珠击法将工件表面清除乾净后，再施以淬火处理。 淬裂发生的原因 会影响淬裂的主要原因包括：工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法等。钢铁热处理会产生淬裂，导因於淬火过程会产生变态应力，而这个变态应力与麻田散体变态的过程有关，通常钢材并非一开始产生麻田散体变态即发生破裂，而是在麻田散体变态进行约50%时（此时温度约150℃左右），亦即淬火即将结束前发生。因此淬火过程，在高温时要急速冷却，而低温时要缓慢冷却，若能掌握『先快后缓』的关键，可将淬火裂痕的情况降至最低。 过热容易产生淬火裂痕 加热超过是当的淬火温度100℃以上，称之为过热。过热时，沃斯田体之结晶颗粒变得粗大化，导致淬火后生成粗大的麻田散体而脆化，易使针状麻田散体之主干出现横裂痕（此称为麻田散体裂痕），此裂痕极易发展成淬火裂痕。因此，当您的工件在沃斯田体化温度时产生过热现象时，后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生，故有人把『过热』称为发生淬火裂痕的元凶。 淬火前的组织会影响淬火裂痕？ 淬火前的组织当然会影响淬火的成败。最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织（波来体结构），若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。过热组织易产生淬火裂痕，球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯，因此工具钢或高碳钢在淬火前，可施行球状化处理已是淬火重要技术之一。此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得球状碳化物。碳 化物若以网状组织存在，则容易由该处发生淬火裂痕。 淬火零件因常温放置引起之瑕疵 淬火后的零件，若长时间放置在室温，可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。搁置裂痕又称为时效裂痕，尤其在冬天寒冷的夜晚，随温度之下降导致残留沃斯田体变态为麻田散体，使裂痕因此而产生，又称之为夜泣裂痕。搁置变形又称之为时效变形，乃淬火工件放置於室温引起尺寸形状变化之现象，大多导因於回火处理不完全所致。为防止搁置变形，需让钢材组织安定化，因此首先要消除不安定之残留沃斯田体（实施深冷处理）。接著实施200℃~250℃的回火处理使麻田散体安定化。 火---淬火---回火 工种资料 2008-03-28 16:40 阅读13 评论0 字号：大中小 退火---淬火---回火 一．退火的种类 1．完全退火和等温退火
热处理淬火裂纹产生的原因 及防止措施分析 摘要：在热处理生产实践时，常常会遇到一些零件和工具，特别是形状复杂时，淬火过程因处理不当以及一些其他因素，造成工件内部存在有强大的淬火应力，以致引起淬火裂纹。淬火裂纹直接导致零件的报废，产生的原因和条件及防止方法具有很摘要的现实意义。 关键词：淬火裂纹的实质产生原因和条件防止方法 一、淬火裂纹的实质 钢件在进行淬火是，在冷却的过程中同时产生了热应力和组织应力。由于温度的降低使零件内部产生了热应力，由于奥氏体向马氏体的转变使内部产生了组织应力，组织应力是钢件表面淬火时拉应力，钢件表面在拉应力的作用下，有开裂的危险。根据淬火裂纹断口形式和外观状态分析，淬火裂纹是在内应力作用下的脆性断裂。 二、淬火裂纹产生的原因和条件 1、钢的化学成分对淬火裂纹敏感性的影响 在一定的淬火介质中冷却时，钢的化学成分对热处理裂纹形成的影响，是由于它使钢件的内应力分布于应力集中的敏感性和钢的机械性能发生了改变的缘故。合金元素对内应力的影响，则主要是由于合金元素对钢的组织结构影响的结果。 在钢中含有的所有元素中，碳对钢机械性能的影响最大，随着含碳量的增加，钢件淬火后组织应力也有所增大，由于组织应力作
用的结果，使钢的表面具有危险的拉应力。因此，淬裂倾向将随着含碳量的增多而增大。 钢中其他常存因素，如硫、磷等夹杂物较多，呈条状、网状分布时，往往在正常淬火条件下形成裂纹。 合金元素能够在不同程度上使奥氏体的等温曲线的位置右移，即增大其淬透性，这样可以用缓慢的冷却介质进行淬火。从而残余应力较小，是钢的马氏体转变温度降低，则残余奥氏体数量增多，组织应力减小，有利于降低钢件的淬裂倾向。 2、原材料缺陷对淬火时形成裂纹的影响 钢件内部的发纹、皮下气泡、较严重的碳化物偏析以及非金属夹杂等在淬火过程中，有可能在这些缺陷处产生裂纹。 各种锻件加工时，不论是温度过高或过低都容易在锻轧过程出现细小裂纹。由于毛坯在锻轧后，表面上存在一些氧化皮，因此这些细小裂纹便不容易被发现。但钢件机械加工后一些淬火处理，将会使原来存留的的裂纹扩展开来，从而使其暴露于钢件的表面。 3、钢件的结构特点对形成裂纹的影响 钢件的淬火裂纹的形成倾向与钢件的尺寸和形状等设计结构特点有关。生产实践表明，具有截面急剧变化的工件或者有尖锐槽口的工件，在淬火冷却时这些部位会淬火时大的应力集中，都易于产生淬火裂纹。 4、淬火前的原始组织和应力状态对形成裂纹的影响 根据加热时的相变理论可以知道，钢的原始组织对加热时奥氏
钢板淬火变形的原因及研究现状 工件在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致，形成温差，导致体积膨胀和收缩不均而产生热应力。在热应力的作用下，由于表层开始温度低于心部，收缩也大于心部，而使心部受压;当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压，心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度，材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大，最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随工件体积的膨胀。工件各部位先后相变，造成体积变化不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力心部受压应力，恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度，形状，材料的化学成分等因素有关。热应力在组织转变以前就已经产生，而组织应力则是在组织转变过程中产生的。在整个冷却过程中，热应力与组织应力综合作用的结果，就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的，受着许多因素的影响，如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型，即热应力和组织应力，作用相反时二者抵消，作用相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加，两个应力应有一个占主导因素，热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉，表面受压。组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。在薄板淬火中，钢板冷却引起翘曲变形的诱导因素是不均匀冷却，而影响冷却均匀性的原因很多，在采用同一种冷却方式的前提下，诸如钢板冷却前的板形和表面质量、冷却区长度、上下喷孔水量比、喷孔分布间距、喷孔与板的间距等都对钢板的变形产生不同程度的影响。 国内中厚板淬火主要是针对普通钢板，采用进口的辊式淬火机。 根据淬火钢板规格和种类的不同，淬火可分为两种方式:连续通过淬火或高压低压段间歇式。武钢采用连续式，宝钢采用连续式和间歇式，浦钢采用间歇式。淬火机组需配套建设供水和水处理系统，要求水质纯净、实现自循环，这样钢板淬火均匀。辊式淬火机由上下两组辊道组成，上下两排喷嘴位于辊道之间，钢板高速出炉，连续通过炉后的辊式淬火机组，实现运动中淬火。目前国内武钢、宝钢、舞钢的调质线均由德国LOI热工工程有限公司提供，包括1座辐射管加热无氧化辊底式炉和1台辊压式连续淬火机，可进行钢板的淬火。浦钢采用原美国DREVER公司设备，鞍钢系引进日本住友二手设备。中厚板淬火机德国LOI公司处于技术领先地位。 目前中厚板淬火处理后的平面度在ZOmm/mZ以上，用此设备无约束淬火处理薄板(4mm以下)，，由于水量、喷淬角度等原因会造成淬透性好的装甲板变形剧烈，难以或无法校平。 国内对于低于3mm厚度的钢板淬火，多采用人工出料、淹没冷却方式，淬火变形量最大达到50mm/mZ，淬火后在矫直机上整形，生产效率低，易出现废品，热处理工艺达不到批量生产的要求。
（一）单液淬火法 把加热工件投入一种淬火冷却介质中，一直冷却至室温的淬火方法。 曲线a所示这是一种常用的方法，特点是操作简便，易实现机械化与自动化，缺点是在650～550℃和300～200℃都不理想。
将加热的工件从加热炉中取出后，先在空气中预冷一定的温度，然后再投入淬火冷却介质中冷却。 曲线b所示这种方法即可不降低淬火工件的硬度与淬硬层深度的条件下，使热应力大大减小，因此，它对防止变形和开裂有积极措施。
把加热的工件先投入冷却能力较强的介质到稍高于Ms点温度，然后立即转入另一冷却能力较弱的介质中，进行发生M转变的淬火。 如图所示，即为双液淬火法，双液淬火的关键是要控制好从第一冷却介质进行到第二冷却介质的温度，温度太高（C点以上）取出缓冷回发生珠光体型转变，太低又发生M转变，失去了双液的意义，又达不到双液淬火的目的。
(a)曲线将加热的工件先投入温度在Ms点附近的盐溶或碱溶槽中，停留2～3分钟，然后取出空冷，以获得M组织的淬火，称分级淬火。分级淬火是通过在Ms点附近的保温，消除了工件内外温差，使淬火热应力减到最小，而且在随后空冷时，可在工件截面上几乎同时形成M组织，所以可减少组织应力的产生，也减少了变形与开裂的倾向。盐溶或碱溶的冷却能力较小，容易使A稳定性较小的钢在分级过程中形成珠光体，故上法只使用于截面尺寸不大，形状较复杂的碳钢及合金钢件，一般直径小于10～15mm的碳钢工件以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具，以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具。过去分级淬火一般都高于Ms点，而现在较多的该在略低于Ms点温度，这是因为选在Ms点以下，能增加工件在盐溶中的冷却速度，可以获得更深的淬硬性，注意分级淬火不能在Ms点以下太多，否则就成了单液淬火法了。 （五）等温淬火法 把加热的工件投入温度稍高于Ms点的盐溶或碱溶槽中，保温足够的时间（一般为半小时以上）发生下贝氏体转变后取出空冷，钢等温淬火后组织是贝氏体，故又称为贝氏体淬火。特点：淬火内应力很小，工件不易变形和开裂，而且所获得的下贝氏体组织具有良好的综合机械性能，强度，硬度，韧性也都较高，多用来处理形状复杂，尺寸精度较高，且硬度，韧性也都很高的工件，象各种冷，热冲模，成型工具和弹簧等。另外低碳贝氏体性能不如低碳M好，因此低碳钢不进行等温淬火，等温淬大实用于中碳以上的钢。
高合金钢淬火产生的裂纹的原因和解决方法 高合金钢是指在钢铁中有一种合金元素在10%以上时的合金钢。淬火是指将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。 高合金钢淬火时由于内应力超过材料的断裂强度，将导致工件产生淬火裂纹（尤其是在应力集中处）。而同时又由于高合金钢一般加热温度较高，而Ms点又较低，用普通方法有可能产生较严重的的裂纹。由于高合金钢的合金元素较大而随着合金元素的增加，若采用较大加热与冷却速度时，也会因加热与冷却的不均匀产生强大的内应力而淬裂。同时若合金钢的零件的设计不合理造成应力集中侧更加大淬裂倾向，原始组织中的严重带状和网装碳化物,晶粒粗大等在淬火时也会加大淬裂的倾向。同时如果合金里面含有氢也会对合金的淬裂纹有很大影响，一些有害杂质如磷，锑，铋，铅，锡等在淬火时容易产生应力集中从而形成纵向裂纹。 高合金钢的热处理是为了改善其力学性能，化学性能，物理性能，提高产品的使用寿命和提高效能。但是高合金钢一旦产生或形成裂纹，侧产品不得不报废，造成很大的经济损失，因此解决淬火裂纹的产生有很重要的经济意义。 工作应该从产品的设计开始，在设计时应正确选择材料，合理进行结构设计，提出恰当的热处理技术要求。零件设计完成后合理制定热处理工艺，并按照工艺流程正确热处理。其几个重要解决淬火裂纹的环节如下： 1 确定恰当的加热参数 在热处理中，加热不当是引起淬火开裂的主要因素。因此要正确选择加热介质，加热温度，加热速度和保温时间等加热参数。 2 选定合适的淬火方法 合适的淬火方法可以很好的解决淬火裂纹的产生，其中可分为： （1）预冷淬火 预冷淬火是淬火时零件先在空气,油，热浴中，预冷到略高Ar3的温度后，再迅速置于淬火介质中淬火。预冷淬火可以减少热应力，使工件变形和开裂倾向减少。 （2）多介质淬火 多介质淬火，根据选用的淬火介质的不同，以及操作方法的特点可分为双介质淬火，三介质淬火等。 （3）分级淬火 分级淬火是将工件从淬火温度，直接速冷到Ms点以上某一温度，经适当保温，使工件表面与心部的温度均匀后，再取出空冷，使工件在缓慢冷速下进行马氏体转变的淬火方法。 （4）马氏体等温淬火 零件奥氏体化后淬入低于Ms点以下50—到100°C的热浴中等温保持，以获得马氏体的淬火方法。 （5）薄壳淬火 薄壳淬火是指将低淬透性的钢制工件，整体加热后，用水，盐水等急速冷却，使其表面得到一定均匀的马氏体壳层。 （6）间断淬火法 将加热好的工件淬入水中，数秒后随即提出水面，在客气中稍等一定时间，再淬入水中，如此往复几次，最后放入水中冷至室温。 （7）浅冷淬火 有些工件在淬火时，自高温一直冷却到室温，侧因淬火应力较大，较易发生变形开裂。
钢板淬火变形的原因及现状 工件在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致，形成温差，导致体积膨胀和收缩不均而产生热应力。 在热应力的作用下，由于表层开始温度低于心部，收缩也大于心部，而使心部受压;当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压，心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。 这种现象受到冷却速度，材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大，最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随工件体积的膨胀。工件各部位先后相变，造成体积变化不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力心部受压应力，恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度，形状，材料的化学成分等因素有关。 热应力在组织转变以前就已经产生，而组织应力则是在组织转变过程中产生的。在整个冷却过程中，热应力与组织应力综合作用的结果，就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的，受着许多因素的影响，如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型，即热应力和组织应力，作用相反时二者抵消，作用相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加，两个应力应有一个占主导因素，热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉，表面受压。 组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。在薄板淬火中，钢板冷却引起翘曲变形的诱导因素是不均匀冷却，而影响冷却均匀性的原因很多，在采用同一种冷却方式的前提下，诸如钢板冷却前的板形和表面质量、冷却区长度、上下喷孔水量比、喷孔分布间距、喷孔与板的间距等都对钢板的变形产生不同程度的影响。 国内中厚板淬火主要是针对普通钢板，采用进口的辊式淬火机。 根据淬火钢板规格和种类的不同，淬火可分为两种方式:连续通过淬火或高压低压段间歇式。武钢采用连续式，宝钢采用连续式和间歇式，浦钢采用间歇式。淬火机组需配套建设供水和水处理系统，要求水质纯净、实现自循环，这样钢板淬火均匀。辊式淬火机由上下两组辊道组成，上下两排喷嘴位于辊道之间，钢板高速出炉，连续通过炉后的辊式淬火机组，实现运动中淬火。目前国内武钢、宝钢、舞钢的调质线均由德国LOI热工工程有限公司提供，包括1座辐射管加热无氧化辊底式炉和1台辊压式连续淬火机，可进行钢板的淬火。浦钢采用原美国DREVER公司设备，鞍钢系引进日本住友二手设备。中厚板淬火机德国LOI公司处于技术领先地位。 目前中厚板淬火处理后的平面度在ZOmm/mZ以上，用此设备无约束淬火处理薄板(4mm 以下)，，由于水量、喷淬角度等原因会造成淬透性好的装甲板变形剧烈，难以或无法校平。 国内对于低于3mm厚度的钢板淬火，多采用人工出料、淹没冷却方式，淬火变形量最大达到50mm/mZ，淬火后在矫直机上整形，生产效率低，易出现废品，热处理工艺达不到批量生产的要求。
热处理淬火十种裂纹分析与措施 2007-4-16 1、纵向裂纹 裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体,产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生：(1)钢中含有较多S、P、***、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹，或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹；(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。 预防措施：(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；(2)尽量选用真空冶炼，炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火；(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。 2、横向裂纹 裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P．***，Bi，Pb，Sn，As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。 预防措施：(1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2—3之间，锻造采用双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小，匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，减少和消除应力源；(2)选择理想的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力，