马氏体转变温度（Ms）与淬火裂纹之关系

weigang8864

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]对40cr材质钢的调质工艺在原单位一直用的是油冷，一直认为这不是最佳的处理工艺，既浪费淬火油又污染环境。一直想把油冷改为水淬或水淬油冷工艺。因为我知道40cr的马氏体转变温度和45#的转变温度是相差很小的（根据其含碳量可知），40Cr的含Cr量比45#多0.13%，而含碳量45#少0.03%作用，40Cr的淬透性相对好一点点。根据以上判断我想40Cr也是可以进行水淬的。但一直没机会改善。在东莞直到一个客户拿了4件大型40cr工件需要淬火处理。工件尺寸为：高1200mm，宽450mm，厚450mm，要求45—48HRC，一个足足有几百Kg重。当时一看我就知道这个客户的工件不好做，因为按照以往油冷的工艺很难达不到客户的要求，因为工件太大，油的冷却速度不够，硬度上不去。但我还是答应了客户的要求，因为我想如果用水过油冷就有8成的把握达到客户的要求，有很多热处理厂不敢接这么大件的工件，所以利润比较高，我硬着头皮接了下来。

       我的工艺如下：先用回火炉进行500℃×3h预热，860℃×2h保温，用较高的淬火温度是因为工件尺寸较大，用较高的温度有利于均匀内部组织，较少淬火裂纹的机会；工件出炉在空气中预冷一段时间，可根据工件四周边角处发黑为准；淬火过程的关键是浸入水中的时间要把握好，我以工件在水中颜色、声音和工件在水中的发出的震动来判断工件处于什么温度的。可分为几个阶段：1.淬火温度到500℃，如果通红的工件在水中冷却到表面刚发黑说明这时工件的温度在500℃左右。工件淬裂发生在马氏体转变结束温度（Mf）以下，而不是发生在高温珠光体转变区，因为高温珠光体是软的，韧性很好。马氏体的结束转变温度又和马氏体的开始转变温度（Ms）相对应。不同的材料会因为它的化学成分不同马氏体的转变温度不一样，主要取决于工件的含碳（C%）量和含锰（Mn%）量，含碳量越低马氏体的转变温度就越高，当然也受到其他金属元素的影响。如Q235的马氏体转变温度就高达450℃以上，这种钢材在910℃水淬从来不会发生淬裂，包括含碳量0.2%的20#钢，其直接原因在于含碳量低，它马氏体转变结束温度高，另外低碳钢不会发生淬裂的另外一个主要原因在于当马氏体转变结束后，工件温度还处于高温，在这个高温下自身对工件起到一个回火作用，消除了淬火应力。对于含碳量超过0.45%以上的工件有淬裂的危险，对这类工件要根据工件的形状大小来定淬火温度，其原理是淬火温度越高，奥氏体的含碳量就高，从而造成马氏体开始转变温度（Ms）和马氏体结束转变温度（Mf）低。

        （接上文）自写上文以来也有一段时间了，现将中篇写于此，如有不妥之处望各位同行多包涵。上篇讲到Ms随C%含量增加而下降，但C%增加到0.77%以上则Ms基本为一直线。这是由于过共析钢（含碳量0.8%以上的钢）的淬火温度为A1+30～50℃，在这个温度下奥氏体的溶碳量基本维持一致。根据实验室的试验表明，Ms（马氏体开始转变温度）每降低8℃淬裂的发生几率就增加6倍，每减低2℃增加1.2倍。Ms点的数学公式为：Ms=550-350C%-40Mn%-35V%-20Cr%-17Ni%-10Cu%-10Mo%-5W%+15Co%+30Al%+0Si%从以上公式可以看出Ms转变温度主要取决于含碳量。如上文提到的45#的马氏体转变温度Ms=550-350×45%C=390℃,而40Cr的马氏体转变温度Ms=550-350×40%C-20×1%Cr=390℃，从数学模式的计算中证明我上篇的推理是正确的，结果可以看出45#和40Cr的马氏体转变温度是一样的，都是390℃。以上计算公式只适用于完全奥氏体化工件，也就是含碳量在0.77%钢。（下篇待续）

hua1984336

老大，这是模具热处理版块

tlx322

呵呵，支持下，我这的40Cr自我之后就基本没下过油～～

278960302

回复 3# tlx322


    我想问你下40Cr水淬能行吗？能请教下不？
因为我也想用水淬代替油淬火

霜月

形状简单、尺寸较大的40Cr零件都可以用水基淬火介质淬火。

weigang8864

我试过没问题，你可以先拿小件的40cr试一下。形状简单的调质不会有问题。

devilsevil

期待下回解说

ccywlh

我们现在40cr的都是水淬油冷的,不过也有水淬的,都没有出过问题,

louis726

好文章，不错不错，期待下文

tdwrcl

40Cr水淬一般是没问题的，我试过，用油是没什么必要的，除了特别的形状，再说拥有的话也只能是对小件而已，要是大件根本淬不透

liangwenwu

期待下文出现

jeepling

呵呵。。。。。。。。。