1　钢中马氏体相变与淬火　1.1　马氏体相变的特征及定义 1.1.1 马氏体相变的基本特征 1.1.2 马氏体相变的判据 1.1.3 马氏体相交及马氏体的定义　1.2　马氏体相变的分类 1.2.1 按相变驱动力分类 1.2.2 按马氏体相变动力学特征分类 1.3　马氏体相变热力学及马氏体点 1.3.1 Fe～C合金马氏体相变热力学条件 1.3.2 相变驱动力和相变阻力的热力学运算 1.3.3 纯铁的马氏体点 1.3.4 钢的马氏体点 1.3.5 马氏体点在生产实际中的应用　1.4　马氏体的物理本质及组织形态 1.4.1 钢中马氏体的物理本质 1.4.2 体心立方马氏体（小于0.2%C) 1.4.3　体心正方马氏体（0.2%～1.9%C) 1.4.4 马氏体的晶体结构与质量体积的关系 1.4.5 Fe～M系合金马氏体 1.4.6　有色合金马氏体　1.5　马氏体相变的形核 1.5.1 引言 1.5.2　位错圈相界面模型 1.5.3　应变核胚模型 1.5.4　层错形核及长大模型 1.6　马氏体相变晶体学的经典模型 1.6.1 马氏体相变的K—S切变模型 1.6.2 马氏体相变的G—T模型，均匀切变和非均匀切变 1.6.3 马氏体相变的8—B双重切变模型 1.7 马氏体相变晶体学的唯象学说 1.7.1 不变平面应变的概念 1.7.2 贝茵应变不是不变平面应变 1.7.3 不畸变平面的产生 1.7.4 简单切变 1.7.5 刚性转动 1.7.6　矩阵式描述 1.8　奥氏体的稳定化及残留奥氏体 1.8.1 奥氏体的热稳定化 1.8.2　奥氏体的机械稳定化 1.8.3　残留奥氏体 1.9　马氏体的力学性能 1.9.1 马氏体的强度和硬度 1.9.2 马氏体的韧性和脆性 1.9.3 马氏体相变超塑性 1.10　钢件的淬火 1.10.1 淬火的定义 1.10.2　淬火加热温度 1.10.3　淬火冷却介质 1.10.4　钢的淬透性 1.10.5 常用淬火方法2　钢的淬火显微开裂3　热处理应力4　钢件的淬火裂纹形态及断口5　影响淬火开裂的因素6　防止的钢件淬火开裂的方法7　钢件开裂实例分析8　热处理变形及防止方法附录

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刘宗昌，内蒙古科技大学教授，1940年生，河北省玉田人。1965年毕业于北京钢铁学院(现北京科技大学)金属学系。现任中国热处理学会理事，《金属热处理》、《兵器材料科学与工程》、《热处理技术与装备》等杂志编委会委员；1992年被评为冶金部高校先进科技工作者；1993年获全国优秀教师称号并获得奖章。享受政府特殊津贴。

长期讲授“金属热处理”、“金属材料学”、“固态相变”等课程，获得多项教学改革成果奖和教学优秀奖，如“培养大学生撰写科技论文的方法”获冶金部教学改革二等奖；“教学、科研、生产三结合的运行机制”获冶金部教学改革三等奖等。

从事金属材料、固态相变和钢的冶金质量研究，完成横向、纵向课题共计30多项。获省部级科技进步奖11项，如2004年“45Cr2NiMoVSi等特殊钢锻件去氢、节能、高效退火新工艺研究”获内蒙古科技进步奖二等奖等；拥有专利两项；出版《金属固态相变教程》、《冶金类热处理及计算机应用》、《钢件淬火开裂及防止方法》等4部作品；发表学术论文等180余篇。

《钢件的淬火开裂及防止方法(第2版)》内容以钢件的淬火裂纹及其防止方法为中心，介绍了与淬火开裂相关的马氏体的晶体结构特点和切变特征；详细论述了导致钢件淬火裂纹的内部因素和外部条件，如淬火马氏体的本质脆性及影响因素；阐述了淬火宏观内应力的成因及变化规律，并分析了从马氏体的显微开裂到钢件的宏观开裂的形成机理；最后介绍了生产中影响钢件淬裂的因素及其防止措施和工艺方法等。

《钢件的淬火开裂及防止方法(第2版)》既有深入的理论分析，又有较丰富的生产技术经验，对于防止实际生产中的钢件开裂有较好的指导作用。《钢件的淬火开裂及防止方法(第2版)》可供从事钢铁材料科学研究的科研人员及从事钢件热处理生产的技术人员阅读，也可供大专院校金属材料等热加工类专业师生参考。

1　钢中马氏体相变与淬火

1.1　马氏体相变的特征及定义

1.1.1 马氏体相变的基本特征

1.1.2 马氏体相变的判据

1.1.3 马氏体相交及马氏体的定义

1.2　马氏体相变的分类

1.2.1 按相变驱动力分类

1.2.2 按马氏体相变动力学特征分类

1.3　马氏体相变热力学及马氏体点

1.3.1 Fe～C合金马氏体相变热力学条件

1.3.2 相变驱动力和相变阻力的热力学运算

1.3.3 纯铁的马氏体点

1.3.4 钢的马氏体点

1.3.5 马氏体点在生产实际中的应用

1.4　马氏体的物理本质及组织形态

1.4.1 钢中马氏体的物理本质

1.4.2 体心立方马氏体（小于0.2%C)

1.4.3　体心正方马氏体（0.2%～1.9%C)

1.4.4 马氏体的晶体结构与质量体积的关系

1.4.5 Fe～M系合金马氏体

1.4.6　有色合金马氏体

1.5　马氏体相变的形核

1.5.1 引言

1.5.2　位错圈相界面模型

1.5.3　应变核胚模型

1.5.4　层错形核及长大模型

1.6　马氏体相变晶体学的经典模型

1.6.1 马氏体相变的K—S切变模型

1.6.2 马氏体相变的G—T模型，均匀切变和非均匀切变

1.6.3 马氏体相变的8—B双重切变模型

1.7 马氏体相变晶体学的唯象学说

1.7.1 不变平面应变的概念

1.7.2 贝茵应变不是不变平面应变

1.7.3 不畸变平面的产生

1.7.4 简单切变

1.7.5 刚性转动

1.7.6　矩阵式描述

1.8　奥氏体的稳定化及残留奥氏体

1.8.1 奥氏体的热稳定化

1.8.2　奥氏体的机械稳定化

1.8.3　残留奥氏体

1.9　马氏体的力学性能

1.9.1 马氏体的强度和硬度

1.9.2 马氏体的韧性和脆性

1.9.3 马氏体相变超塑性

1.10　钢件的淬火

1.10.1 淬火的定义

1.10.2　淬火加热温度

1.10.3　淬火冷却介质

1.10.4　钢的淬透性

1.10.5 常用淬火方法

参考文献

2　钢的淬火显微开裂

2.1 马氏体显微裂纹的形态

2.2　马氏体显微裂纹的形成

2.3　影响淬火显微开裂的因素

2.3.1 淬火介质温度的影响

2.3.2 马氏体转变分数的影响

2.3.3 马氏体中固溶碳量的影响

2.3.4 马氏体片长度是控制因素

2.4　显微裂纹对钢力学性能的影响

2.4.1 显微裂纹对韧性的影响

2.4.2 显微裂纹对强度的影响

参考文献

3　热处理应力

3.1 基础应力及残余应力

3.1.1 急冷热应力及残余应力

3.1.2 急冷相变应力及残余应力

3.1.3 急热热应力引起的残余应力

……

4　钢件的淬火裂纹形态及断口

5　影响淬火开裂的因素

6　防止的钢件淬火开裂的方法

7　钢件开裂实例分析

8　热处理变形及防止方法

附录2100433B

一种大型轴锻件的淬火方法专利目的

针对2014年12月之前的淬火方法容易使大型轴锻件存在淬火后硬度不足、内部组织形态不均匀、发生淬火开裂的情况，《一种大型轴锻件的淬火方法》的淬火液在高温阶段冷速略高于淬火油而接近普通蒸馏水，Ar1温度时冷却速度很慢，接近快速油的淬火液，可使35CrMo钢制大型轴锻件在正火后，淬火刚入油时表面均匀冷速，在低温阶段换热缓慢，有效释放组织应力，防止淬火开裂。

一种大型轴锻件的淬火方法技术方案

《一种大型轴锻件的淬火方法》其步骤为：

（1）制备淬火液，淬火液的组成成份及质量份数为：聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯酰胺混合物8-12份，环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物2-4份，聚酰胺聚乙二醇2-4份，消泡剂0.5-0.6份，水3-7份，分散剂2-5份，其中，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯酰胺的质量比为1:1；

（2）将大型轴锻件加热至850℃以上，然后保温2-3小时；

（3）将步骤（2）中保温结束后的大型轴锻件浸入步骤（1）中制备的淬火液中淬火；

（4）当步骤（3）中大型轴锻件的温度降至80-100℃时将其从淬火液中取出，然后进行空冷。

优选地，所述的淬火液的组成成份及质量份数为：聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯酰胺混合物10份，环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物3份，聚酰胺聚乙二醇3份，消泡剂0.4份，水5份，分散剂4份。优选地，所述的消泡剂为均分子量为6000-8000的聚醚；所述的分散剂为聚二甲基硅氧烷，所述的环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物的均分子量为20000-30000。

优选地，所述的步骤（1）中淬火液的制备方法为：

（a）按质量份数称取4-6份的聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和4-6份的聚丙烯酰胺在28-35℃条件下加入带有搅拌装置的调和釜中搅拌均匀，得到聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯酰胺的固态混合物；

（b）将步骤（a）中的调和釜加热至55-70℃，然后按质量份数称取2-5份水加入调和釜中搅拌30分钟后冷却至30-40℃，然后加入1-3份分散剂混合均匀得到淬火液A液；

（c）按质量份数称取2-4份环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物、2-4份聚酰胺聚乙二醇和1-3份水加热至30-40℃混合均匀，然后加入1-3份分散剂混合均匀得到淬火液B液；

（d）将步骤（c）中得到的淬火液B液滴加入步骤（b）中的调和釜中与A液混合均匀，同时加入0.5-0.6份消泡剂；

（e）搅拌0.5-1小时后冷却至室温静置1-2小时，得到用于35CrMo制大型轴锻件的专用淬火液。

优选地，所述的步骤（b）中将步骤（a）中的调和釜加热至60℃，然后按质量份数称取2-5份水加入调和釜中搅拌30分钟后冷却至35℃，然后加入1-3份分散剂混合均匀得到淬火液A液。优选地，所述的步骤（d）中当淬火液B液和A液冷却至37℃时，将淬火液B液滴加入步骤（b）中的调和釜中与A液混合均匀。优选地，所述的步骤（d）中淬火液B液的滴加速度为（0.2-0.5）份/分钟。优选地，所述的步骤（a）、（b）、（c）中搅拌速度为200-300转/小时；所述的步骤（d）、（e）中搅拌速度为300-450转/小时。优选地，所述的步骤（2）中将大型轴锻件加热至880℃，然后保温2.2小时。所述的大型轴锻件为35CrMo钢制大型轴锻件（直径400-500毫米）。

一种大型轴锻件的淬火方法改善效果

（1）《一种大型轴锻件的淬火方法》其中制备的淬火液以多种聚合物为原料，主要适合用于35CrMo钢制大型轴锻件（直径400-500毫米，长度5-10米）淬火，35CrMo钢制大型轴锻件因其材料淬透性较好，尺寸比较大，加热后应力比较集中，对其淬火时很难在较短的时间内将热量均匀发散，容易形成表面骤冷，心部过热的“脆皮”现象，如果只采用单一淬火冷却方式很难获得理想的组织结构，而该发明中的淬火液能够有效避免用普通快速淬火油淬火后硬度不足、内部组织形态不均匀、易开裂等风险；

（2）该发明采用的淬火液组分中，环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物含量相对较少，与聚丙烯-甲基丙烯酸与聚丙烯酰胺混合物以及聚酰胺聚乙二醇配合使用能得到非常良好的淬火效果，有效克服了环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物易受污染、易变质失效等缺陷；

（3）该发明采用大型轴锻件在高温阶段的冷速略高于淬火油而接近普通蒸馏水，Ar1温度时冷却速度很慢，接近快速油的淬火液，可使35CrMo钢制大型轴锻件在正火后，淬火刚入油时表面均匀冷速，在低温阶段换热缓慢，有效释放组织应力，防止淬火开裂；

（4）该发明提供的淬火液能一次完成对35CrMo制大型轴锻件的淬火，工艺简单，改变了传统双液、三液淬火工艺，能够有效避免35CrMo钢大型轴锻件淬火开裂，淬火效果好。