2-6 等温热处理的种类和作用

采用等温转变曲线的热处理称为等温热处理，它可以在比普通热处理更短的时间内得到相同的金属组织，因热处理而产生的变形较小，具有优良的力学性能。它是一种热处理方法，具有许多优点，例如可以得到东西。等温热处理包括等温退火、等温淬火和不等温淬火，每一种都有不同的冷却操作方法和热处理的目的。图 1 和图 2 显示了用于等温热处理的各个冷却操作方法。

图1 机械结构钢等温转变热处理的冷却操作方法

如图1(A)和(B)所示，该处理是一种退火方法，其中温度从奥氏体化温度迅速冷却到TTT曲线的前端附近(550至650°C)和然后保持在等温温度直到转变结束。它常用于机加工合金钢和高合金钢，因为加工时间明显短于普通完全退火。转变完成后，可以空冷，得到的金属组织为铁素体+碳化物，与完全退火的情况相同。保持等温温度的温度越低，获得的硬度越高，在550℃左右，金属组织与正火相当。

在此过程中，奥氏体化温度与正常淬火温度相同，具体冷却操作如图1（C）和（D）所示。在保持在Ms点以上的预定温度的热浴中淬火，保持等温温度，在转变完成后将过冷奥氏体拉起并冷却。风冷是没有问题的，但工业上，水冷（浸泡、淋浴）也用于洗盐浴。由于得到的金相组织为贝氏体，故又称贝氏体淬火。

很多情况下，热浴的温度在300～500℃范围内为400℃左右，温度越低硬度越高。如第1章1-7所述，在500℃左右的较高温度下得到的贝氏体组织呈羽毛状，称为上贝氏体。另外，在Ms点附近的温度下得到的贝氏体组织呈与马氏体相似的针状，称为下贝氏体。此外，不需要进行普通淬火产品所必需的回火。

等温淬火处理常被用作弹簧的一种热处理方法，因为它比普通调质调质处理的冲击值和拉伸性能更好，具有韧性，使硬度相同。.. 然而，由于奥氏体组织必须保持直到它在热浴中冷却到预定温度，如果TTT曲线位于尽可能长的一侧，则适用的钢种更有利。此外，它不能应用于厚的产品。

图 2 Martempa (Marquench) 的冷却操作方法

如图2所示，该处理是在温度保持在正常淬火温度直接高于或低于Ms点的热浴中进行淬火，从而使处理产品的表面和中心处于相同温度. 保持在等温温度后，将其拉起并在空气中冷却，然后再转变为贝氏体。进行该操作时，从过冷奥氏体向马氏体的相变逐渐进行，加工品整体冷却均匀，不易发生淬裂和淬火变形。

由于在冷却过程中要避免铁素体析出和珠光体转变，所以需要淬火到等温保持温度，适用钢种仅限于淬透性好的钢种。由于得到的金相组织是正常的硬化马氏体，因此处理后的回火是必不可少的。因此，此过程也称为淬火，其冷却操作为分步淬火和时间淬火。

此外，作为一种类似的处理方法，还有在中间中断淬火冷却的上拉淬火（间断淬火），但这种淬火方法使用低温冷却剂如水代替冷却到工件的温度。然而，在达到该温度之前，物体在适当的温度（Ms 点附近）被拉起，冷却被中断。目的是防止或减少淬裂和淬火变形。