低碳马氏体组织的应用知识点详解

1.低碳马氏体淬火

将低碳钢及低碳合金钢实行淬火强化，得到板条状低碳马氏体组织。研究表明，低碳马氏体具有较高的强度与良好的塑性韧性的配合（σ_b为1200～1500MPa，δ₅≥10%、Ψ≥40%，a_K=60J/mm²）同时还具有低的脆性转化温度。在静载荷、疲劳载荷及多冲负荷下，具有低的缺口敏感度和低的过载敏感性。其性能优于调质后的中碳钢，并且有良好的冷变形成型能力、好的焊接性、低的脱碳敏感性及变形倾向。

由于低碳钢淬透性较差，必须适当提高淬火温度、保温较长时间，并进行强烈的冷却，以便得到较大的淬透深度。一般在含10%～15%NaOH水溶液或含10%NaCl水溶液中激冷，但其变形较大，所以对变形要求严格的工件应考虑选用淬透性好的低合金结构钢。低碳马氏体淬火主要用于常温下工作，要求具有一定强韧性的农业机具、汽车标准件、石油机械零部件等中小型结构零件。

2.中碳钢的高温淬火

提高某些中碳合金钢的淬火温度，随淬火温度的提高，钢的淬透性加大，将在淬火后得到较多的板条马氏体，并在板条之间夹杂着残留奥氏体薄片，有较好的强韧性。如40CrNiMo钢加热温度从870℃提高到1200℃淬火不经回火，断裂韧性（KⅠC）将提高70%；在淬火经低温回火后，可提高20%。把5CrMnMo钢淬火温度从840℃提高到900℃，及延长500～520℃中温回火时间同样也使断裂韧性适当提高。

3.高碳钢的低温短时加热淬火和高温淬火(www.xing528.com)

高碳钢在略高于Ac₁温度加热淬火具有更高的硬度、耐磨性以及较好的韧性。高碳钢淬火后出现的“隐晶马氏体”降低了奥氏体中的含碳量，碳浓度约为0.60%，因此有利于获得一定数量的板条马氏体，高碳钢在低温淬火时还使马氏体细化。这种淬火组织是由很细的板条马氏体及片状马氏体，自由碳化物和少量残留奥氏体所组成。不仅性能较好，而且减少了变形开裂倾向。因此通过对高碳钢实行在稍高于Ac₁的低温、快速、短时间加热，可以调整高碳钢中奥氏体内的碳浓度，从而改变淬火后的组织形态和机械性能，获得较好的强韧性。表6-3为T10钢淬火、回火后的硬度及显微组织。

表6-3 T10钢淬火、回火后的硬度及显微组织

注：M—马氏体，K—碳化物，A_R—残留奥氏体。

T10钢采用完全淬火的方法，可以获得一部分板条马氏体，得到了板条状马氏体，提高淬透性，可以提高强韧性及多冲寿命，铆钉风窝头是典型的承受多冲负荷的模具，采用高温淬火工艺时原始组织为片状珠光体，并经840℃淬火和200℃回火后强韧性及多冲寿命最优，高温淬火使模具寿命提高了2～3.5倍。