淬火狀態(tài)下的鍛件有哪些特征？
鍛件在淬火狀態(tài)下有以下三個主要特征：組織特征、硬度特征和應力特征。
組織特征：根據(jù)鍛件尺寸、加熱溫度、時間、轉(zhuǎn)變特征及利用的冷卻方式，鍛件淬火后的組織主要由馬氏體或馬氏體＋殘余奧氏體組成，此外，還可能存在一些未溶碳化物。馬氏體和殘余奧氏體在室溫下都處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，它們都有向鐵衆(zhòng)體加滲碳體的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。
硬度特征：由碳原子引起的點陣畸變通過硬度表示出來，它隨過飽和度（即含碳量)的增加而增加。淬火組織硬度、強度高，塑性、韌性低。
應力特征：包括微觀應力和宏現(xiàn)應力，前者與碳原子引起的點陣畸變有關(guān)，尤其是與髙碳馬氏體達到最大值有關(guān)，說明淬火時馬氏體處于緊張受力狀態(tài)之中；后者是由于淬火時橫截面上形成的溫差而產(chǎn)生的，工件表面或心部所處的應力狀態(tài)是不同的，有拉應力或壓應力，在工件內(nèi)部保持平衡。如不及時消除淬火鍛件的內(nèi)應力，會引起零件的進一步變形乃至開裂。
綜上所述，淬火工件雖有髙硬度與高強度，但跪性大，組織不穩(wěn)定，且存在較大的淬火內(nèi)應力，因此必須經(jīng)過回火處理才能使用。一般來說，回火工藝是鍛件淬火后必不可少的后續(xù)工藝，它也是熱處理過程的最后一道工序，它賦予工件最后所需要的性能。
回火是將淬火鋼加熱到一定值以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。它的主要目的為：合理地調(diào)整鋼的硬度和強度，提高鋼的韌性，使工件滿足使用要求；穩(wěn)定組織，使工件在長期使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而穩(wěn)定工件的形狀與尺寸；降低或消除鍛件的淬火內(nèi)應力，以減少工件的變形，并防止開裂。
淬火冷卻速度偏低是造成鍛件淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因，但是，根據(jù)實際淬火鍛件的材質(zhì)、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。比如。對于中小鍛件，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所致，而模數(shù)大的鍛件要求較深淬硬層時，提高低溫冷卻速度就非常必要了。對于淬火用油，一般說，油的蒸氣膜階段短、中溫冷速快、且低溫冷卻速度快，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和足夠的淬硬深度。
工件裝掛方式對淬火冷卻效果也有明顯影響。要使淬火油流動通暢，并配備和使用好攪拌裝置，才能得到更好的效果。提高所用淬火介質(zhì)的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，采用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往獲得更深的淬火硬化層，因此，采用冷卻速度快的淬火油后，可以相應縮短工件的滲碳時間，也能獲得要求的淬火硬化層深度。要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時間的效果越明顯。
淬火后心部硬度過高這類問題，可能與所選介質(zhì)冷速過快或介質(zhì)的低溫冷卻速度過高有關(guān)。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質(zhì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，有針對地加入適當?shù)奶砑觿﹣斫档痛慊鹩偷闹械蜏乩鋮s速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。
淬火變形問題，淬火變形使不少工廠傷透了腦筋。按習慣，變形問題的解決通常要牽涉多個部門，解決的辦法往往是綜合措施。把引起變形的原因主要歸結(jié)為冷卻速度不足和冷卻不均，并在此基礎(chǔ)上提出了提高冷卻速度并設(shè)法實現(xiàn)均勻冷卻的解決原則方法。提高淬火冷卻速度的措施，應用時只要合理選用相同作用方向的措施加上去。就可解決大部分鍛件的淬火變形問題。比如，鍛件的內(nèi)花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸氣膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速并提高油在整個冷卻過程的冷速，一般就能解決內(nèi)花鍵孔的變形問題。對于鍛件，尤其是比較精密的鍛件，選好用好等溫分級淬火油是控制變形必不可少的措施。
鍛件的淬火開裂問題，這個問題主要出現(xiàn)在感應加熱淬火中。選擇好水性淬火介質(zhì)，比如國內(nèi)外普遍采用的PAG類淬火介質(zhì)代替原來使用的自來水，問題便解決了。感應加熱淬火采用PAG介質(zhì)?？梢垣@得高而均勻的淬火硬度和深而且穩(wěn)定的淬硬層，淬裂危險極小。
光亮問題，有這方面要求的場合，應當選用光亮淬火油或快速光亮淬火油。通常，光亮淬火油的光亮性好則冷卻速度不夠高，而冷卻速度很高的淬火油的光亮性則不夠好。此外，熱油的光亮性一般也較差，可以換新油或補加提高光亮性的添加劑。
