鍛後餘熱淬火的質量控制
世界各國大力倡導減排減耗政策：國內眾多學者和企業從多方面採取措施，鍛後餘熱淬火是重要措施之一。
鍛後餘熱淬火是熱機械熱處理中的一種高溫熱機械熱處理。 數據 [1, 2, 3] 有具體的描述。 到目前為止，國內很多廠家採用鍛後餘熱淬火，少數廠家因質量控制措施不善，推出→拆裝→重新安裝或安裝→拆裝→繼續拆裝。
與常規熱處理相比，由於高溫加熱和鑄造變形，鋼的馬氏體小角晶界增加，位錯密度增加，原有氫部分逸出，原有裂紋癒合減少，碳化物被分散和沈淀。 鋼件的淬火硬度有明顯提高（一般提高10%左右）。 鋼件在回火過程中具有較高的回火抗力（回火溫度較常規鋼件提高，一般為20℃-30℃）。
- 1、我們因為各種原因去熱處理廠，很多工程技術人員都說原材料等方面都不錯，怎麼看對方的淬火斷裂現象呢？ 這是三大效應的總結（這三大效應對於表面處理過程中的氫脆和應力腐蝕斷裂也有參考價值）。
- 1.1 化學成分影響：例如：碳鋼：同規格ф6，同淬鹽水：35鋼、40鋼、45鋼、50鋼、55鋼、60鋼、65鋼，結果是45鋼~60鋼很容易壞。 因為馬氏體含碳量越高，應力越大，最大含碳量約為0.6%。 當鋼的含碳量很高時，大於0.6%，會產生殘餘A，減緩馬氏體應力的選擇性釋放，不易斷裂。 一般而言：合金鋼最容易發生淬火和開裂。 例如：42CrM。 φ100大時，淬火水不會開裂。 這就是下面描述的尺寸效應。
- 1.2尺寸效應：例如：45鋼：ф1、ф2、ф3…… ф10淬火結果發現，ф6最容易被淬火。 因為在ф6以下，一般可以淬成馬氏體。 但是，ф6整體轉變為馬氏體的應力最大，因此最容易斷裂。同理：合金鋼的最大整體應力是淬透性指標（淬透性為馬氏體的一半），約為2/3 . 因此，首先檢查某種合金鋼的淬透性指標，然後再看工件。 最危險的尺寸是多少？
- 1.3 形狀影響：斷面突變、R角過小、相鄰尖角突出、邊緣深槽、沖切和標記銳邊、盲孔、底孔、門孔、孔距不當、孔徑大小不一等，截面積不對稱等。
- 2、預冷溫度的選擇：眾所周知，鍛後不預冷直接淬火的馬氏體組織晶粒較小。 能滿足目前國內通用金相標準要求，性能也不錯，但對於大型複雜零件，淬火油達不到要求，用水或水性淬火介質淬火容易產生裂紋。 是淬火油，為防止污染，節約成本，應盡量改用水性淬火介質；重慶某公司生產的斯太爾重卡總成中的42CrM。 鋼; 前橋樑、平衡軸鍛件，公司某技術人員單方面將預冷≈800℃改為≥850℃直接淬火，造成80%左右的大淬火裂紋。 當然分析了斷裂原因，重慶建工集團檢測報告中原材料B含量達到0.0022%，兵器部西南理化檢測中心長安集團報告0.0042%。 注：（1）。 國軍標GJB2720-1996，硼鋼含硼量標準為0.0005~0.0035%； (2). 含金結構鋼技術條件GB3077-88硼鋼含硼量標準為0.0005~0.0035%。 帶狀偏析到Ⅰ級...也是原因之一。原材料嚴重的帶狀偏析達到Ⅰ級的問題是產生裂紋的重要因素（偏析較重導致化學成分不均勻，熱處理淬火應力分佈不均勻，容易引起淬火裂紋）；
採用X射線能譜分析：採用Vantage X射線能譜分析儀對製備的金相樣品結構中的晶界和基體進行定性和半定量分析。 分析結果見圖1、圖2和表1。
但另一種爐鋼含硼量高，偏析大。 通過降低預冷溫度來調整PAG濃度，因此沒有出現裂紋。
預冷溫度的選擇：首先，根據上面提到的三個效應，確定最脆弱的部分。 應適當調整工藝參數。 例如：
- (1)“前橋樑上方”42CrM。 我們預冷≈800℃淬火PAG，很容易將HRC控制在48-52。
- (2)重慶某大型摩托車曲軸廠：採用鍛後排隊預冷的方法，達到預冷≈770℃淬火PAG，採用網帶升降機構離開液面，不冷不冷。稍微有點自我調節。 沖裁後45鋼和40Cr的預冷溫度相近，但PAG濃度不同。
- (3)重慶某曲軸廠：採用鍛造後進入恆溫爐保持在≈770℃預冷並淬火成水基溶液的裝置...
淬火介質的選擇：基於全球最新研究，即所謂的硬殼效應。 要求：珠光體旋轉的第一次冷卻速度必須快，以形成具有壓應力的硬殼效應。 馬氏體轉變緩慢，不易產生裂紋，採用程控噴淋冷卻控制速度等一系列研究成果值得推廣應用。
我們開發的PAG-ⅢA和PAG-ⅢB淬火液是基於迫切需要一種類似於鹽水和鹼性水的新型珠光體轉變速度和類似於油的馬氏體轉變速度，真正替代水淬和油淬。冷卻。 淬火液，防銹能力保持5天以上。 要使珠光體變化類似於鹽水和鹼性水，必須迅速將淬火工作進入液體時形成的氣泡膜破裂，從而加快冷卻速度。 例如，在3%的濃度下，第一次冷卻速度不如鹽水和鹼性水，即必須加入一種或多種混合添加劑才能滿足上述要求。 其實PAG-ⅢA的濃度達到第一速度比水和聚乙烯醇快，第二速度在PAG濃度相同的情況下比其他廠家慢.......在滲碳淬火網帶式爐：PAG-ⅢA經過多方面的開發和應用……目前全國有20多台網帶式爐在使用； 特別是網帶爐滲碳解決了軟點、硬度不足、變形大的問題……。 防銹能力5天以上，PAG用量減少20%。
重慶有6個PAG-ⅢA申請。 由於一些廠家採用這種模式，一些特殊產品解決了用其他介質難以解決的問題，產量不斷增加。 為保密起見，我們就不一一介紹了。 廣泛應用於高頻； 中頻淬火汽車半軸。
淬火液的濃度、溫度和攪拌
我們服務的單位：淬火液的PAG濃度，根據鋼種、零件尺寸、外形尺寸根據理論和經驗調整其濃度....
液體溫度控制在30-50℃，採用廠外大型循環水池進行循環熱交換。 攪拌和循環是一個整體。
淬火後的硬度控制
淬火後的硬度是防止開裂的一個非常重要的指標：尤其是使用水性淬火液時，硬度越高，越容易出現裂紋和變形的增加。 取 42CrMo。 例如前橋樑應控制在HRC48～52。
淬火後應立即回火
調質間隔：≤30分鐘（重慶建工軍民產品要求水性液體淬火回水間隔超過30分鐘報廢）小零件生產可採用連續回火生產線。
鍛造和淬火後的金相組織和性能
鍛造熱淬，如果需要預冷，晶粒一般較大。 資料[1]由於當年學生畢業論文的測試，一般使用的小試件沒有預冷直接淬火，給出了很重要的理論依據。
隨著人們的創新發展：目前的生產工藝目前採用預冷淬火，晶粒度一般為2-3，但性能優良。 以上述前橋樑為例：晶粒小，標準疲勞循環數據為900,000萬次後允許斷裂，採用鍛造後預冷淬火疲勞循環達到1.3萬次而不破。
為什麼鍛造、預冷和淬火晶粒粗大且測試性能好？ 主要原因是小角度晶界增加，位錯密度增加，在一般金相顯微鏡下是看不到的。 因此，很多鍛、淬火單位不得不與之前的檢驗單位“教問題”。 為此，對於目前從事金相標準的工程技術人員來說，快速制定鍛造和淬火金相標準是當務之急...
結論
- 鍛後餘熱淬火預冷方法的應用預冷溫度的選擇是根據所需的結構和性能，只要符合要求，越低越好。
- 鍛造後，盡量選擇餘熱淬火的淬火介質，利用第一冷卻速度（珠光體轉變速度）形成硬殼效應。 第二淬火液冷卻速度慢（馬氏體轉變速度慢）。
- 當原材料等方面都好時，前期規劃是否會產生裂縫，要了解三大作用。
- 原料的化學成分和偏析特別容易產生裂紋。 建議更改爐號時，必須進行小批量試生產和100%磁化檢驗。 趁機想辦法，防止大量報廢的發生。
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