亚共析钢的亚温淬火：α＋γ两相区淬火

亚共析钢制工件在Ac₁～Ac₃温度区间奥氏体化后淬火冷却，获得马氏体及铁素体组织的淬火工艺称为亚温淬火。

亚温淬火的基本目的是提高钢材回火后的室温及低温韧性，降低了脆性转变温度（FATT），有效地抑制某些钢材的可逆回火脆性倾向。

亚温淬火主要用于亚共析碳素钢及一些低合金结构钢如Q345（16Mn）、Q390（16MnV）、20CrMnTi、18MnMoNb、25MnTiBRE、25Ni3Cr2Mo、25Cr2Ni4MoV、45、40Cr、60Si2、40CrNi、30CrMnSi、40CrMnSi、40CrMnSiTiV、w（Ni）5％钢等。随着钢中碳含量增加，亚温淬火效果减弱。

1.准备工作

可参照本章2.1.1节淬火准备工作进行。

2.工件的装炉

可参照本章2.1.2节淬火时工件装炉要求进行。

3.工艺规范

（1）预备热处理 一般来说，原始组织对亚温淬火效果影响不大。其基本原则是，只要不存在大块铁素体即可。

原始组织如系调质状态，或是贝氏体、马氏体则能获得最佳效果。残留铁素体数量不宜太多，一般控制在5％～15％为宜。

（2）加热方式　一般是在普通淬火与回火之间插入一次或多次亚温淬火（即QLT处理），以获得一定数量的细小均匀分布的铁素体与马氏体混合组织，从而提高钢件的强韧性。

亚温淬火加热有两种方式：

1）先将钢加热到Ac₃以上，待完全奥氏体化后，再冷至两相区加热。

2）直接升温进入两相区加热。

两种方法相比，第二种效果较好。

（3）加热温度及加热速度　加热温度以略低于Ac₃为佳。表2-12为一些钢种推荐的亚温淬火加热温度。

加热速度以大于300℃／min为宜，有利于细化晶粒，提高强度。

（4）保温时间　在保证组织充分转变的前提下，保温时间不宜过长。可参见本章2.1.3节淬火工艺规范保温时间选择。

一些钢种的亚温淬火加热温度见表2-12。(https://www.xing528.com)

表2-12 一些钢种的亚温淬火加热温度

（5）冷却　淬火冷却类同于普通淬火。一般碳素钢用水或盐水淬冷；形状复杂件可采用双液淬火；合金钢则用油冷。具体可参见本章2.1.3节淬火工艺规范。

（6）回火　试验表明，亚温淬火后必须施以高温回火（500～600℃），才有利于发挥强韧化效果。

增加亚温淬火次数，不仅有利于强韧化，还可允许采用比常规淬火、回火温度较低的温度回火。有关回火规范可参见本章2.5.3节回火工艺规范。

（7）实例简介

1）核动力设备零件，采用18MnMoNb钢制造。其亚温淬火工艺曲线如图2-3所示。

图2-3 18MnMoNb钢亚温淬火工艺曲线

通过三段热处理工艺，可显著提高在350℃的强度和塑性，并降低了脆性转变温度。

2）25Ni3Cr2Mo转子用钢采用亚温淬火可提高韧性，降低脆性转变温度，消除晶间断裂倾向，其工艺曲线如图2-4所示。

图2-4 25Ni3Cr2Mo钢亚温淬火工艺曲线

3）25MnTiBRE钢制齿轮渗碳后于740～760℃亚温淬火，可显著减少齿轮畸变，缩短了工艺周期，节约了能源。

4.后续工序

参照本章2.1.4节淬火后续工序进行。

5.检验

参照本章2.1.5节淬火检验要求进行。