CN102605145B - 钢铁等温淬火-回火冷却工艺 - Google Patents

Abstract

一种钢铁等温淬火-回火冷却工艺，用创新思维定义“热处理难度系数”，重新定义“贝氏体转变等温淬火冷却方式”，颠覆“传统单一的冷却方式”。从而颠覆传统钢的淬透性理论，建立崭新的钢的淬透性理论，大大提高了钢的淬透性。钢奥氏体化后，在水中冷却而未冷透，通过回温增大钢表面与水的能量差，来提高再次水冷速度，从而提高钢的淬透性。再回温，利用余热进行等温。进行中高温回火，为避免第二类回火脆性采用水冷而未冷透，又通过回温，利用余热进行二次贝氏体淬火和自回火处理。本发明的技术效果是：节约大量的能源和资源，降低热处理成本，保护环境，减轻工人的劳动强度，提高热处理质量，解决大型工件1/2T处强韧化热处理的淬透性难题，工序合并，节能减排。

Description

钢铁等温淬火-回火冷却工艺

技术领域

本发明涉及一种钢铁热处理工艺，尤其涉及一种钢铁等温淬火-回火冷却工艺。

背景技术

传统钢铁热处理耗能大、污染严重、工人劳动繁重、工艺落后、成本高；我国热处理理论水平不低，根本是如何用热处理理论指导热处理实践，理论和实践相结合，保证零件的质量，使零件一个顶几个，这是热处理的关键；由于钢的淬透性问题没有突破，使大型工件1/2T处的质量技术指标难以达标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁等温淬火-回火冷却工艺，该工艺节约大量的能源和资源，降低热处理成本，保护环境，减轻工人的劳动强度，提高热处理质量，解决大型工件1/2T处强韧化热处理的淬透性难题。

本发明是这样实现的，其特征是工艺为：

(一)淬透性差的钢铁等温淬火加热温度EF按下列原则确定；

热处理难度系数N≥300mm，淬火加热温度EF确定比该钢号淬火加热温度高50℃～80℃；

热处理难度系数N＜300mm，淬火加热温度EF 确定比该钢号淬火加热温度高20℃～50℃；

(二)采用两次阶梯预热，减小因加热造成的内应力，为淬火水冷作准备；

当加热温度EF为800℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为400℃和600℃；

当加热温度EF为950℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为500℃和700℃；

当加热温度EF为800℃～950℃之间时，以此类推阶梯AB和CD的预热温度；

(三)两次阶梯预热的升温速度OA和BC均为100℃～150℃/h；从600℃～700℃升至800℃～950℃的升温速度DE为150℃～200℃/h；

(四)淬火(预热)保温时间；

淬火(预热)保温时间按下列公式计算：

　　τ总　＝　Kz+Az(Ay)×D×K　　

式中 τ总　— 保温过程的总时间（mm）；

　　　　Kz(Ky) — 淬火（预热）保温时间基数（min）；

　　　　Az(Ay) — 淬火（预热）保温时间系数（min/mm）；

　　　　D — 工件有效厚度（mm）；

　　　　K — 工件装炉修正系数；

(五)确定出炉淬火在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间F1G1。

　　　　计算工件水冷时间公式：

　　　T＝a×N

式中　T — 工件水冷时间（min）；

　　　N — 热处理难度系数（mm）；

　　　a — 冷却系数（min/mm）；

　当N≥300mm，碳素钢a值取0.005～0.009mim/mm；合金钢a值取0.002～0.006mim/mm；

　当N＜300mm，碳素钢a值取0.008～0.02mim/mm；合金钢a值取0.002～0.015mim/mm；

　（六）确定出水后回温到点H的温度为贝氏体转变点以上50℃～100℃，但须低于珠光体转变温度，即C-曲线弯折处温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度点H取上限；反之，取下限；

回温温度升到确定点H，立即入质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却，防止发生珠光体和上贝氏体的转变；

（七）确定第二次水冷时间H2I2；

当热处理难度系数N≥300mm，确定在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的50%～80%；

当热处理难度系数N＜300mm，确定在5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的40%～70%；

　　（八）确定第二次回温温度，实际是确定利用余热进行等温的温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度JK确定比Ms点高10℃～30℃；

当热处理难度系数N＜300mm，回温温度JK确定比Ms点高20℃～40℃；

（九）在上述确定的等温温度下，确定等温时间J1K1为贝氏体转变开始和终了线所需时间的50%～70%。

回温温度停止上升，工件静置空冷，以确保在等温时间内，降温不低于Ms点，即开始计算等温时间；

　　（十）等温后，中、低碳钢、低合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；高碳钢、中合金钢采用快速空冷；高合金钢、高速钢采用空冷；以上冷却至室温，立即转入回火工序；

（十一）根据强度和硬度的要求以及其他特殊要求，确定回火温度和保温时间；

钢的回火温度与硬度的关系，可以在有关资料中查到，也可以通过试验确定；对于一些重要的结构零件，由于它们具有高的机械性能，回火温度不能仅仅根据硬度来确定；这时，必须通过测定它们在不同温度下回火后的机械性能(强度、塑性、韧性)的试验来确定；

回火时间的确定；

回火保温时间随炉子类型、工件大小、装炉量多少和对工件的要求而定，其原则是保证透烧、均匀，并沿整个截面获得一致的机械性能；

回火保温时间可按经验公式确定：

th = Kh + Ah × D

式中 th — 回火保温时间(min)；

Kh — 回火保温时间基数(min)；

Ah — 回火保温时间系数(min/mm)；

D — 工件的有效厚度(mm)；

回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah见表3；

表3 回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah

　　（十二）如是450℃～650℃回火：

采用一次预热，减小产生内应力，为回火后水冷作准备；

确定预热温度MN为回火温度PQ的60%～70%，但须避开脆性温度区域，

确定预热保温时间M1N1为回火保温时间P1Q1的1.2倍，则回火保温时间P1Q1可减少40%；

预热升温LM和回火升温NP的速度均为100℃～150℃/h；

　　（十三）为避免出现第二类回火脆性，碳素钢、合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；

确定水冷时间Q1R1为淬火时第一次水冷时间F1G1的40℃～80%；

　　（十四）确定出水后回温温度，实际是确定利用余热二次贝氏体淬火的等温温度和消除回火后由于水冷处理在工件内部产生内应力的自回火温度，将自回火和二次贝氏体转变等温淬火两道工序合并为一道工序，两道工序合并为一道工序，先要确定：（1）如果是以二次贝氏体转变等温淬火为主，兼顾自回火的原则，确定这一回温温度ST为240℃～280℃；（2）如果是以自回火为主，兼顾二次贝氏体转变等温淬火的原则，确定这一回温温度ST为180℃～240℃；

（十五）回温停止上升，立即将工件移至静置空冷至室温，以确保从180℃～280℃降温至160℃不得少于60分钟。

所述NaCl水溶液温度控制在18℃～38℃。

本发明的技术效果是：节约大量的能源和资源，降低热处理成本，保护环境，减轻工人的劳动强度，提高热处理质量，解决大型工件1/2T处强韧化热处理的淬透性难题，工序合并，节能减排。

附图说明

图1为本发明钢铁热处理工艺流程图。

图2为传统等温淬火示意图。

图3为本发明等温淬火示意图。

具体实施例

热处理难度系数：

　　钢加热转变为奥氏体后，在水中冷却到了临界点A1以后并不立即发生转变，此时存在的奥氏体称为过冷奥氏体。当过冷奥氏体冷却到低于Ar1的某一温度时，将发生分解，而转变为其他组织。

热处理难度系数是钢奥氏体化（工件内外的温度均匀一致，奥氏体均匀化，相变完成，奥氏体晶粒不得长大，费用低）后，其心部½T处在水中冷却到低于Ar1的某一温度时，发生分解而转变成为马氏体或下贝氏体的难易程度。

热处理难度系数用公式计算：

　

式中　N — 热处理难度系数（mm）；

　　　V — 钢的冷却体积（mm³）；

S — 钢的冷却面积（mm²）。

淬透性好的钢铁等温淬火加热温度EF确定比该钢号淬火加热温度高0℃～20℃。

如图1所示，本发明是这样实现的，方法为：

(一)淬透性差的钢铁等温淬火加热温度EF按下列原则确定；

热处理难度系数N≥300mm，淬火加热温度EF确定比该钢号淬火加热温度高50℃～80℃；

热处理难度系数N＜300mm，淬火加热温度EF 确定比该钢号淬火加热温度高20℃～50℃；

(二)采用两次阶梯预热，减小因加热造成的内应力，为淬火水冷作准备；

当加热温度EF为800℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为400℃和600℃；

当加热温度EF为950℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为500℃和700℃；

当加热温度EF为800℃～950℃之间时，以此类推阶梯AB和CD的预热温度；

(三)两次阶梯预热的升温速度OA和BC均为100℃～150℃/h；从600℃～700℃升至800℃～950℃的升温速度DE为150℃～200℃/h；

(四)淬火(预热)保温时间；

淬火(预热)保温时间按下列公式计算：

　　τ总　＝　Kz+Az(Ay)×D×K　　

式中 τ总　— 保温过程的总时间（mm）；

　　　　Kz(Ky) — 淬火（预热）保温时间基数（min）；

　　　　Az(Ay) — 淬火（预热）保温时间系数（min/mm）；

　　　　D — 工件有效厚度（mm）；

　　　　K — 工件装炉修正系数。

　　各种钢的淬火(预热)保温时间基数Kz、Ky、及保温时间系数Az、Ay见表1。

　　工件装炉修正系数K见表2。

表1：各种钢淬火(预热)保温时间基数Kz、Ky及保温时间系数Az、Ay值

　工件加热的有效厚度（D）可按照如下方法计算：

　①圆柱体以直径作为有效厚度；

　②正方形截面以边长作为有效厚度；

　③矩形截面工件以短边作为有效厚度；

　④板状零件，有效厚度为最大厚度之1.5倍；

　⑤薄壁套类零件以壁厚作为有效厚度；

孔径小于50毫米，并且孔径小于外径之

的套类，则有效厚度为壁厚之两倍，

当,其有效厚度按以下公式计算：

式中 D — 工件有效厚度(mm)；

D0 — 工件单边实际厚度(mm)；

Ф内 — 工件内圆直径(mm)；

Ф外 — 工件外圆直径(mm)；

举例：工件OD440×ID160×L430mm

D0 =(440-160)÷2=140mm

⑥圆锥体工件以离小端

处的直径作为有效厚度；

⑦形状复杂的零件以最大厚度计算，对刀具来说，可以按工作部分的截面厚度计算。

　(五)确定出炉淬火在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间F1G1。

　　　　计算工件水冷时间公式：

　　　T＝a×N

式中　T — 工件水冷时间（min）；

　　　N — 热处理难度系数（mm）；

　　　a — 冷却系数（min/mm）；

　　当N≥300mm，碳素钢a值取0.005～0.009mim/mm；合金钢a值取0.002～0.006mim/mm；

　当N＜300mm，碳素钢a值取0.008～0.02mim/mm；合金钢a值取0.002～0.015mim/mm；

　系数a还随水的温度、水中NaCl的含量、水的循环条件、工件的化学成份、工件的温度和预冷程度，以及工件入水方式等影响而变化。

各种因素对实际所需冷却时间的影响，看似a值是一个变化不定的变量，冷却时间无法确定。其实不然，虽然各个生产厂家的淬火环境都不相同，冷却系数a值各不相同，但各个厂家都有自己的生产环境和稳定的工艺过程，需要控制好各主要的影响因素，使之稳定，这时的a值几乎没有什么变化，是一个常量。即使有变化也可以找出规律，如水的温度的影响随季节的变化而变化，随工件在水中冷却频率的变化而变化，其变化大小随水的热容量大小而变化等等。只要先计算出工件热处理难度系数N，积累工件淬火时客观环境条件的所有数据和最佳效果的水冷时间。把这些数据代入模型公式：T＝a×N，即

。

就可以计算出适合本厂使用的冷却系数a值。

（六）确定出水后回温到点H的温度为贝氏体转变点以上50℃～100℃，但须低于珠光体转变温度，即C-曲线弯折处（俗称“鼻子尖”）温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度点H取上限；反之，取下限；

回温温度升到确定点H，立即入质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却，防止发生珠光体和上贝氏体的转变；

（七）确定第二次水冷时间H2I2；

当热处理难度系数N≥300mm，确定在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的50%～80%；

当热处理难度系数N＜300mm，确定在5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的40%～70%；

　　（八）确定第二次回温温度，实际是确定利用余热进行等温的温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度JK确定比Ms点高10℃～30℃；

当热处理难度系数N＜300mm，回温温度JK确定比Ms点高20℃～40℃；

（九）在上述确定的等温温度下，确定等温时间J1K1为贝氏体转变开始和终了线所需时间的50%～70%。

回温（等温）温度停止上升，工件静置空冷，以确保在等温时间内，降温不低于Ms点。即开始计算等温时间；

　　（十）等温后，中、低碳钢、低合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；高碳钢、中合金钢采用快速空冷；高合金钢、高速钢采用空冷；以上冷却至室温，立即转入回火工序。

（十一）根据强度和硬度的要求以及其他特殊要求，确定回火温度和保温时间；

钢的回火温度与硬度的关系，可以在有关资料中查到，也可以通过试验确定；对于一些重要的结构零件，由于它们具有高的机械性能，回火温度不能仅仅根据硬度来确定；这时，必须通过测定它们在不同温度下回火后的机械性能(强度、塑性、韧性)的试验来确定；

回火时间的确定；

回火保温时间随炉子类型、工件大小、装炉量多少和对工件的要求而定，其原则是保证透烧、均匀，并沿整个截面获得一致的机械性能；

回火保温时间可按经验公式确定：

th = Kh + Ah × D

式中 th — 回火保温时间(min)；

Kh — 回火保温时间基数(min)；

Ah — 回火保温时间系数(min/mm)；

D — 工件的有效厚度(mm)；

回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah见表3；

表3 回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah

　　（十二）如是中高温（450℃～650℃）回火：

采用一次预热，减小产生内应力，为回火后水冷作准备。

确定预热温度MN为回火温度PQ的60%～70%，但须避开脆性温度区域，

确定预热保温时间M1N1为回火保温时间P1Q1的1.2倍，则回火保温时间P1Q1可减少40%；

预热升温LM和回火升温NP的速度均为100℃～150℃/h；

　　（十三）为避免出现第二类回火脆性，碳素钢、合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；

确定水冷时间Q1R1为淬火时第一次水冷时间F1G1的40℃～80%；

　　（十四）确定出水后回温温度，实际是确定利用余热二次贝氏体淬火的等温温度和消除回火后由于水冷处理在工件内部产生内应力的自回火温度，将自回火和二次贝氏体转变等温淬火两道工序合并为一道工序，两道工序合并为一道工序，先要确定：（1）如果是以二次贝氏体转变等温淬火为主，兼顾自回火的原则，确定这一回温温度ST为240℃～280℃；（2）如果是以自回火为主，兼顾二次贝氏体转变等温淬火的原则，确定这一回温温度ST为180℃～240℃。

（十五）回温停止上升，立即将工件移至静置空冷至室温，以确保从这一温度(180℃～280℃)降温至160℃不得少于60分钟。

如图2、图3所示，1、传统工艺所用冷却和等温介质是融熔盐类，本工艺所用冷却和等温价质分别是水和空气。

　　　融熔盐类成本高；使用时需要加热至稍高于Ms点温度的等温温度；污染大；容易着火和飞溅伤人，不安全；存在老化现象，使用一定时间后，必须更换新的。

水和空气成本低；使用方便；清洁无污染；安全不起火；没有老化现象，清洁的冷却水是用得越久越好。

2、传统工艺是在稍高于Ms点温度融熔盐浴中直接冷却至等温温度见图2所示。本工艺是在水中冷却至马氏体区域而未冷透，利用余热回温至贝氏体转变温度以上50℃～100℃（但须低于珠光体转变温度）的温度，再次水冷而未冷透，再利用余热回温至等温温度，见图3所示。

　　本工艺比传统工艺除了上述优越性之外，还有如下优越性：

1、传统工艺由于融熔盐浴温度较高，冷却能力较低，对工件的有效厚度有一定的限制，只能适用有效厚度较小的工件，否则，其心部将因冷却速度慢而转变为索氏体和屈氏体组织，达不到淬火的质量技术指标。

物质内部是高能量向低能量状态转移的变化。钢在水中冷却是钢的高能量向低能量的水转移的过程。

当钢在水中冷却到一定程度，冷却速度不断衰减，趋于平缓，处于一种亚平衡状态。是因为钢表面与水的能量差变小，钢表面的高能量仅仅依靠心部的高能量传递过来。正是由于这一机理制约了钢的淬透性。犹如水力发电站，建拦河坝，提高水的势能，即增加了水的能量。然后开闸发电，水的势能转变为动能，流速加快。

　　本工艺采用水冷而未冷透，利用余热回温提高了工件表面的能量，增大了工件表面与水的能量差。当工件再次水冷时，可提高冷却速度，从而提高了钢的淬透性。解决了大型工件1/2T处的质量技术指标达标的难题。

低碳低合金钢ASTM　A694F65钢有效厚度157毫米，按这一钢铁等温淬火 — 回火冷却工艺进行Q+T热处理后，经检测其心部1/2T处各项机械性能和晶粒度均已达标。按传统钢的淬透性理论几乎是不可能的。从实践上颠覆了传统钢的淬透性理论。

本工艺采用水冷而未冷透，利用余热回温还可以：

　　（1）将部分转变马氏体进行自回火，消除组织应力。

（2）消除冷却初期造成的表面拉应力，心部压应力的热应力。

（3）减小在继续冷却时表里的温差，即减小热应力。

（4）又由于回温提高了冷却速度，因此：

　　　　①减小表里温差，即减小热应力；　　　

　　　　②缩短表里组织转变的时间差，即减小组织应力。

　所以，回温既提高了冷却速度，从而提高了淬透性，又减小了变形和开裂的倾向。

2、传统工艺是直接冷却至稍高于Ms点温度的等温温度，由于不存在马氏体，不能催化贝氏体转变快速进行，不能缩短贝氏体转变孕育期，因此，不能使贝氏体转变周期缩短。其等温时间是贝氏体转变开始和终了线所需时间的100%，见图2所示。

本工艺是水冷至马氏体区域而未冷透，利用余热回温至贝氏体转变温度以上50℃～100℃（但须低于珠光体转变温度）的温度，再次水冷至马氏体区域而未冷透，再利用余热回温至等温温度。

本工艺是水冷至马氏体区域，奥氏体预先在马氏体区域的部分转变，催化贝氏体转变快速进行，缩短贝氏体转变孕育期，使贝氏体转变周期缩短。在实际生产中，确定等温时间只需选定贝氏体转变开始和终了线所需时间的50%～70%，缩短了生产周期，见图3所示。

3、消除为避免出现第二类回火脆性，采用快速冷却产生的内应力。

　（1）传统工艺是进行补充低温回火；本工艺是利用余热进行自回火，节约了能源和资源。

　（2）贝氏体转变等温淬火存在大量的残余奥氏体，在中高温回火过程中，就有大量的残余奥氏体发生转变，为二次马氏体（贝氏体）淬火提供了组织（残余奥氏体）条件。

传统工艺是中高温回火后直接冷却至室温，产生二次马氏体，即使补充低温回火处理，以消除快速冷却造成的热应力和由残余奥氏体转变成马氏体的组织应力。但直接冷却产生二次马氏体降低了钢的韧性。

本工艺将补充低温回火和二次贝氏体转变等温淬火两道工序合并为一道工序，缩短了生产周期。

本工艺是中高温回火后，水冷而未冷透，回温至二次贝氏体转变等温淬火温度和代替补充低温回火的自回火温度，使工件既增加了由于二次贝氏体淬火，由残余奥氏体向贝氏体转变的强度，又增加了由于自回火消除内应力的韧性。

传统的提高钢的淬透性是在钢铁中加入稳定过冷奥氏体的合金元素，改变C-曲线形状和使C-曲线向右推移，降低临界淬火速度来实现。

本工艺是采用钢奥氏体化后水冷而未冷透，利用回温，增大钢表面与水的能量差，再次水冷时，提高冷却速度，来实现提高钢的淬透性。解决了淬透性差的大型钢铁件1/2T处强韧化热处理的淬透性难题，钢中可用微合金化代替低合金化，用低合金化代替中合金化，用中合金化代替部分高合金化，节约大量的资源。钢中可用价低的合金元素代替价高的合金元素，降低成本。

本工艺将向真正意义的“以水代油”清洁热处理迈进，开辟“以水代油”的新途径。

Claims (2)

1.一种钢等温淬火-回火冷却工艺，其特征是工艺为：

(一)淬透性差的钢等温淬火加热温度EF按下列原则确定；

热处理难度系数N≥300mm，淬火加热温度EF确定比该钢号淬火加热温度高50℃～80℃；

热处理难度系数N＜300mm，淬火加热温度EF 确定比该钢号淬火加热温度高20℃～50℃；

(二)采用两次阶梯预热，减小因加热造成的内应力，为淬火水冷作准备；

当加热温度EF为800℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为400℃和600℃；

当加热温度EF为950℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为500℃和700℃；

当加热温度EF为800℃～950℃之间时，以此类推阶梯AB和CD的预热温度；

(三)两次阶梯预热的升温速度OA和BC均为100℃～150℃/h；从600℃～700℃升至800℃～950℃的升温速度DE为150℃～200℃/h；

(四)淬火、预热保温时间；

淬火保温时间按下列公式计算：

　　τ总　＝　Kz+Az×D×K　　

式中 τ总　— 淬火保温过程的总时间，单位：min；

　　　　Kz — 淬火保温时间基数，单位：min；

　　　　Az — 淬火保温时间系数，单位：min/mm；

　　　　D — 工件有效厚度，单位：mm；

　　　　K — 工件装炉修正系数；

预热保温时间按下列公式计算：

　　τ　＝ Ay×D×K　　

式中 τ　— 预热保温过程的时间，单位：min；

　　　　Ay — 预热保温时间系数，单位：min/mm；

　　　　D — 工件有效厚度，单位：mm；

　　　　K — 工件装炉修正系数；

(五)确定出炉淬火在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间F1G1，

　　　　计算工件水冷时间公式：

　　　T＝a×N

式中　T — 工件水冷时间（min）；

　　　N — 热处理难度系数（mm）；

　　　a — 冷却系数（min/mm）；

　当N≥300mm，碳素钢a值取0.005～0.009mim/mm；合金钢a值取0.002～0.006mim/mm；

　当N＜300mm，碳素钢a值取0.008～0.02mim/mm；合金钢a值取0.002～0.015mim/mm；

　（六）确定出水后回温到点H的温度为贝氏体转变点以上50℃～100℃，但须低于珠光体转变温度，即C-曲线弯折处温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度点H取上限；反之，取下限；

回温温度升到确定点H，立即入质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却，防止发生珠光体和上贝氏体的转变；

（七）确定第二次水冷时间H2I2；

当热处理难度系数N≥300mm，确定在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的50%～80%；

当热处理难度系数N＜300mm，确定在5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的40%～70%；

　　（八）确定第二次回温温度，实际是确定利用余热进行等温的温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度JK确定比Ms点高10℃～30℃；

当热处理难度系数N＜300mm，回温温度JK确定比Ms点高20℃～40℃；

（九）在上述确定的等温温度下，确定等温时间J1K1为贝氏体转变开始和终了线所需时间的50%～70%；

回温温度停止上升，工件静置空冷，以确保在等温时间内，降温不低于Ms点，即开始计算等温时间；

　　（十）等温后，中、低碳钢、低合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；高碳钢、中合金钢采用快速空冷；高合金钢、高速钢采用空冷；以上冷却至室温，立即转入回火工序；

（十一）根据强度和硬度的要求以及其他特殊要求，确定回火温度和保温时间；

钢的回火温度与硬度的关系，在有关资料中查到；对于一些重要的结构零件，由于它们具有高的机械性能，回火温度不能仅仅根据硬度来确定；这时，必须通过测定它们在不同温度下回火后的机械性能的试验来确定；

回火时间的确定；

回火保温时间随炉子类型、工件大小、装炉量多少和对工件的要求而定，其原则是保证透烧、均匀，并沿整个截面获得一致的机械性能；

回火保温时间按下列公式确定：

th = Kh + Ah × D

式中 th — 回火保温时间，单位：min；

Kh — 回火保温时间基数，单位：min；

Ah — 回火保温时间系数，单位：min/mm；

D — 工件的有效厚度，单位：mm；

回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah见表3；

表3 回火保温时间基数Kh与回火保温时间系数Ah

　　

（十二）如是450℃～650℃回火：

采用一次预热，减小产生内应力，为回火后水冷作准备；

确定预热温度MN为回火温度PQ的60%～70%，但须避开脆性温度区域，

确定预热保温时间M1N1为回火保温时间P1Q1的1.2倍，则回火保温时间P1Q1可减少40%；

预热升温LM和回火升温NP的速度均为100℃～150℃/h；

　　（十三）为避免出现第二类回火脆性，碳素钢、合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；

确定水冷时间Q1R1为淬火时第一次水冷时间F1G1的40℃～80%；

　　（十四）确定出水后回温温度，实际是确定利用余热二次贝氏体淬火的等温温度和消除回火后由于水冷处理在工件内部产生内应力的自回火温度，将自回火和二次贝氏体转变等温淬火两道工序合并为一道工序，两道工序合并为一道工序，先要确定：（1）如果是以二次贝氏体转变等温淬火为主，兼顾自回火的原则，确定这一回温温度ST为240℃～280℃；（2）如果是以自回火为主，兼顾二次贝氏体转变等温淬火的原则，确定这一回温温度ST为180℃～240℃；

（十五）回温停止上升，立即将工件移至静置空冷至室温，以确保从180℃～280℃降温至160℃不得少于60分钟。

2.根据权利要求1所述的钢铁等温淬火-回火冷却工艺，其特征是NaCl水溶液温度控制在18℃～38℃。

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