亚温淬火对40Cr钢硬度的影响

亚温淬火是亚共析钢在Ac1～Ac3进行加热淬火的一种热处理工艺，由于其加热温度较常规淬火温度低，具有降低能耗、提高产品的韧性，可有效降低工件在淬火过程中变形、开裂等，在低、中碳钢以及低、中碳合金钢等材料中得到广泛的应用。40Cr钢是我国目前用量最大的合金调质钢之一，广泛应用于轴类、连杆、螺栓和重要齿轮等零部件，其传统热处理工艺是调质处理(850℃油淬+500℃回火)。研究亚温淬火对40Cr钢硬度的影响，有利于推广40Cr钢的热处理工艺，对提高其性能和节约能源有重要实际意义。

实验材料选用40Cr钢热轧棒材，并加工成Φ28mm×20mm的硬度试样。淬火加热在箱式电阻炉中进行，试样达到淬火温度，保温30min后用w(NaCl)=10%水溶液进行冷却。回火也在箱式电阻炉中进行，保温1h后空冷。

40Cr钢作为合金调质钢，其传统热处理工艺是调质处理，选取三块硬度试样，在箱式电阻炉中进行860℃×30min油淬+500℃×1h水冷的调质处理，测定其平均硬度为34.1HRC。

对于亚温淬火，40Cr钢经800℃淬火+150℃低温回火后硬度最为接近传统热处理。亚温淬火后的奥氏体晶粒明显小于传统淬火后的晶粒，这是因为在相同的淬火保温时间下，亚温淬火温度要低于传统淬火温度，其奥氏体晶粒长大速率要低于传统淬火，故其奥氏体晶粒要小。亚温淬火时，由于加热温度较低，不能完全奥氏体化，淬火后组织中含有铁素体，由于晶粒细化的作用，其硬度仍可接近传统淬火。

试验温度范围内，亚温淬火温度一定时，回火温度越低，40Cr钢硬度越大；回火温度一定时，亚温淬火温度越高，40Cr钢硬度越大。