大型汽車模具材料淬火，金屬材料回火
   在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，人們對(duì)金屬內(nèi)部組織狀態(tài)變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)不斷深入，特別是從60年代以來，透射電鏡和電子衍射技術(shù)的應(yīng)用，各種測(cè)試技術(shù)的不斷完善，在研究馬氏體形態(tài)、亞結(jié)構(gòu)及其與力學(xué)性能的關(guān)系，獲得不同形態(tài)及亞結(jié)構(gòu)的馬氏體的條件，第二相的形態(tài)、大小、數(shù)量及分布對(duì)力學(xué)性能影響等方面，都取得了很大的進(jìn)展，建立在這些基礎(chǔ)上的淬火新工藝也層出不窮。
   ㈠循環(huán)快速加熱淬火
   淬火、回火鋼的強(qiáng)度與奧氏體晶粒大小有關(guān)，晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度愈高，因而如何獲得高于10級(jí)晶粒度的超細(xì)晶粒是提高鋼的強(qiáng)度的重要途徑之一。鋼經(jīng)過α→γ→α多次相變重結(jié)晶可使晶粒不斷細(xì)化；提高加熱速度，增多結(jié)晶中心也可使晶粒細(xì)化。循環(huán)快速加熱淬火即為根據(jù)這個(gè)原理獲得超細(xì)晶粒從而達(dá)到強(qiáng)化的新工藝。例如45鋼，在815℃的鉛浴中反復(fù)加熱淬火4-5次，可使奧氏體晶粒由6級(jí)細(xì)化到12～15級(jí)；又如20CrNi9Mo鋼，用3000赫芝200千瓦中頻感應(yīng)加熱裝置以11℃/s的速度加熱到760℃，然后水淬，使σs由960MN/m2增加到1215MN/m2，氣由1107MN/m2，增加到1274MN/m2，而延伸率保持不變，均為18%。
   ㈡高溫淬火
   這里高溫系相對(duì)正常淬火加熱溫度而言，低碳鋼和中碳鋼若用較高的淬火溫度，則可得到板條狀馬氏體，或增加板條馬氏體的數(shù)量，從而獲得良好的綜合性能。
   從奧氏體的含碳量與馬氏體形態(tài)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)證明，含碳量小于0.3％的鋼淬火所得的全為板條狀馬氏體。但是，普通低碳鋼淬透性極差，若要獲得馬氏體，除了合金化提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性外，只有提高奧氏體化溫度和加強(qiáng)淬火冷卻方可。例如用16Mn鋼制造五鏵犁犁臂，采用940℃在10％NaOH水溶液中淬火并低沮回火，可獲得良好效果。
   中碳鋼經(jīng)高溫淬火可使奧氏體成分均勻：得到較多的析條狀馬氏體，以提高其綜合性能。例如AISl4340鋼，870℃淬油后，200℃回火，其σs為1621MN/m2，  斷裂韌性Kc為67.6MN/m，而在1200℃加熱，預(yù)冷至870℃淬油后200℃回火，σs為1586MN/m2，斷裂韌性Kc為81.8MN/m。  若在淬火狀態(tài)進(jìn)行比較，高溫淬火的斷裂韌性比普通淬火的幾乎提高一倍。金相分析表明，高溫淬火避免了片狀馬氏體(孿晶馬氏體)的出現(xiàn)，全部獲得了板條狀馬氏體。此外，在馬氏體板條外面包著一層厚100-200朋殘余奧氏體，能對(duì)裂紋尖端應(yīng)力集中起到緩沖作用，因而提高了斷裂韌性．
   ㈢高碳鋼低溫、快速、短時(shí)加熱淬火
   高碳鋼件一般在低溫回火條件下，雖然具有很高的強(qiáng)度，但韌性和塑性很低。為了改善這些性能，目前采用了一些特殊的新工藝。
   高碳、低合金鋼，采用快速、短時(shí)加熱。因?yàn)楦咛嫉秃辖痄摰拇慊鸺訜釡囟纫话銉H稍高于Ac1點(diǎn)，碳化物的溶解、奧氏體的均勻化，靠延長(zhǎng)時(shí)間來達(dá)到。如果采用快速，短時(shí)加熱，奧氏體中含碳量低，因而可以提高韌性。例如T10V鋼制鑿巖機(jī)活塞，采用720℃預(yù)熱16分鐘，850℃鹽浴短時(shí)加熱8分鐘淬火，220℃回火72分鐘、使用壽命由原來平均進(jìn)尺500m提高至4000m。如前所述，高合金工具鋼一般采用比Ac1點(diǎn)高得多的淬火溫度，如果降低淬火溫度，使奧氏體中含碳量及合金元素含量降低，則可提高韌性。例如用W18Cr4V高速鋼制冷作棋具，采用1190℃低溫淬火，其強(qiáng)度和耐磨性比其它冷作模具鋼高，并且韌性也較好。
   ㈣亞共析鋼的亞溫淬火
   亞共析鋼在Ac1～Ac3之間的溫度加熱淬火稱為亞溫淬火．意即比正常淬火溫度低的溫度下淬火．其目的是提高沖擊韌性值，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度及回火脆傾向性，經(jīng)930℃淬火+650℃回火+800℃亞溫淬火的韌性，隨著回火溫度的升高而單調(diào)提高，沒有回火脆性，亞溫淬火之所以能提高韌性及消除回火脆性的原因尚不清楚。有人認(rèn)為主要是由于殘存著鐵素體，使脆化雜質(zhì)原子P、Sb等在鐵索體富集之故。有人研究了直接應(yīng)用亞溫淬火(不是作為中間處理的再加熱淬火)時(shí)淬火溫度對(duì)45、40Cr及60Si2鋼力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在Ac1到Ac3之間的淬火溫度對(duì)力學(xué)性能的影響有一極大值。在Ac3以下5～10℃處淬火時(shí)，硬度、強(qiáng)度及沖擊值都達(dá)到最大值，且略高于普通正常淬火。而在稍高于Ac1的某個(gè)溫度淬火時(shí)沖擊值最低。認(rèn)為這可能是由于淬火組織為大量鐵素體及高碳馬氏體之故。
   顯然，亞溫淬火對(duì)提高韌性，消除回火脆性有特殊重要的意義。它既可在預(yù)淬火后進(jìn)行、也可直接進(jìn)行。淬火溫度究竟應(yīng)選擇多高，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不充分，看法不完全一致。但是為了保證足夠的強(qiáng)度，并使殘余鐵索體均勻細(xì)小，亞溫淬火溫度以選在稍低于Ac1的溫度為宜。