今天我們來說說調質即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝
（quenching and high temperature tempering）
調質件大都在比較大的動載荷作用下工作，它們承受著拉伸、壓縮、彎曲、扭轉或剪切的作用，有的表面還具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。總之，零件處在各種復合應力下工作。這類零件主要為各種機器和機構的結構件，如軸類、連桿、螺柱、齒輪等，在機床、汽車和拖拉機等制造工業中用得很普遍。尤其是對于重型機器制造中的大型部件，調質處理用得更多。因此，調質處理在熱處理中占有很重要的位置。
在機械產品中的調質件，因其受力條件不同，對其所要求的性能也就不完全一樣。一般說來，各種調質件都應具有優良的綜合力學性能，即高強度和高韌性的適當配合，以保證零件長期順利工作。
調質通常指淬火+高溫回火，以獲得回火索氏體的熱處理工藝。 方法也就是先淬火，淬火溫度：亞共析鋼為Ac3+30~50℃；過共析鋼為Ac1+30~50℃；合金鋼可比碳鋼稍稍提高一點。淬火后在500~650℃進行回火即可。
調質難嗎？
最簡單的實際上是最難的。
有時就是這樣，既要循規蹈矩，又要靈活掌握，其中的“度”很難把握。
下面來看看熱處理老師們怎么說：
一：以我在專業熱處理廠為例來說說調質的難度：
1、很多客戶材料提供的很不準確，到現在還有送貨單寫明“碳鋼”“冷軋板“彈簧鋼”，真是汗顏，每遇到這樣的產品，只有磨火花、試回火溫度再做，
2、有些零件形狀復雜，處于臨界尺寸，加之每個熱處理廠裝備限制，如果你淬火溫度與淬火劑選擇不佳，就會發生開裂或變形；淬火溫度選擇高，易出現裂紋；保溫時間不合理，會加大變形，淬火溫度選擇低，為保硬度，回火溫度降低，雖然硬度合格，但組織性能指標達不到圖紙要求。
3、調質處理固然重要，但只是產品制造過程中的一項工藝，搞好質量的同時，還必須盯前看后，注意鍛造工藝有無問題和后續的機加工的便利，否則都會來找你調質的人，鍛造的說你調質技術不好，機加工的說你質量不行，難加工...，
4、有些調質產品用在風電或極端環境的，產品要求零下30或40度的沖擊韌性，說實話，調質的溫度、時間、冷卻、回火必須達到最理想狀態方可，如果再遇到材料有夾雜物、偏析之類缺陷，調質就更難了......，在專業熱處理加工廠做了近10年了，總結一下，調質也好，其它淬火也好，只要用心去鉆，產品熱處理質量達到圖紙要求不難，真正難的是保證你所做的產品每一批、每一件從開始試樣到最后一批零件結束，都是一樣的質量狀態才是真正的難點，這也是我國熱處理質量水平與國外差的關健。
二：我覺得只要設備能滿足，比如爐子有效尺寸、爐溫均勻性、控溫精度、淬火延遲時間、爐子溫升、加熱速度、爐冷速度、淬火液的冷卻速度（包括老化程度，雜質等，循環），清洗質量等沒問題，最好自動化控制，原材料有質保書和進廠檢驗報告，工人嚴格執行工藝。調質是很輕松的，
當然，功夫在平時，做的時候當然是信手拈來。
三：調質工藝難：加熱溫度、保溫時間、冷卻介質、工件 的形狀、尺寸、現有設備、技術要求、工藝的執行情況
四：從理論上講，調質即是 淬火 + 高溫回火 以獲得回火索氏體的工藝方法。如果其中一個工步達不到要求，調質就不會很理想，因此難度的確很大。嚴格來說，不僅要達到硬度要求，而且還要達到金相組織的要求，如果只考慮硬度要求，不考慮組織性能，難度就不會太大，但卻常常會造成調質組織不良的后果。
五：調質確實是個重要工序，但要達到預期的調質目的，我們必須嚴格控制調質過程的各個環節！！包括加熱溫度，保溫時間、冷卻介質，回火溫度等等！！就我個人總結，我認為真正是質量穩定，在生產過程中，必須減少人這個因素的影響！！！要想保證高質量的調質件，就應該上調質生產線！！完全靠設備、靠工藝來保證設備質量！！
六：調質作為一種預先熱處理,首先在考慮變形和氧化的余地是比較大的,但是調質質量的很難控制!我覺得難點在:
第一:材料的不穩定性!你一個工藝下來這批材料合格那批材料不合格時經常出現的問題
第二外部環境的影響,夏天干出來一個樣,冬天又是一個樣(這個和正火差不多,主要是冷卻介質的影響)
第三設備的影響,一般作為一種預先熱處理,干的大部分是毛坯,所以無論裝卸還是操作,包括爐子的設計都比較粗糙,設備的不精密性以及人為的不嚴謹性往往對產品的質量造成很大的影響!
七：拿曲軸為例來說調質的難度，由于零件形狀復雜，淬火溫度與淬火劑選擇成為關鍵：淬火溫度選擇高，會出現裂紋；淬火溫度選擇低，回火溫度降低，雖然硬度合格，但組織性能指標達不到圖紙要求。如果這中間再選擇材料的話，情況就會更復雜了。
調質不容易，回火學問很大，多做記錄積累經驗
調質的時候您遇到過哪些典型的案例？
一：在調質過程中遇到的問題：
1、材料化學成分，同樣的一個牌號的材料，其化學成分可能不同，就得采用不同的淬火溫度，
2、工件形狀，對于長細的桿件類零件、薄壁類零件，熱處理變形量較大，后校正工件量大
3、零件的尺寸，拿45鋼來說，臨界淬火尺寸9-14mm，設計者不了解熱處理，機加后就要調質。他們不管你淬火后裂不裂的問題，一旦裂了，就說你“什么水平”遭來鄙視。
4、鑄造類零件調質：有的鑄件鑄造質量本來就差，氣孔，疏松,夾雜，一大片的鑄造問題，淬火開裂后說是你熱處理淬裂的。
5、材料混料，相信搞熱處理的同行們都遇到過，碳素鋼和合金鋼沒有分開就送來熱處理的。
6、設備問題，在回火時，設備“跑溫”，升高了，調質后硬度低，又得重新淬火，再次來過。
二：這里分享一個案例材料：40Cr
類型：輸送鏈板；
淬火設備：定做的可移動淬火槽，帶空冷換熱器
工藝路線：鍛造-余熱淬火-回火-機加工-發貨
思路：當初考慮到此產品在鍛造時形變比較大，而且在摩擦壓力機上生產，鍛造節拍比較穩定，同時在晶粒度上、硬度上都不會有太大問題，故選用了鍛造余熱淬火，同時考慮到其淬火溫度比較高，熱容會很大，原來一直用油淬，現場環境和安全一直不好控制，選用了水基的PAG類淬火介質；
實際結果：在最終調試時，硬度、金相組織、晶粒度都OK，但是出現比較大比例的淬火裂紋，非常有規律，標準的弧形淬火裂紋；期間對預冷時間、淬火溫度（從900-780都試過）、冷卻時間、淬火液的濃度等都做了調試，問題一直沒有解決，百思不得其解，后來沒有辦法，更換為油，100%合格，任何條件都沒有變；
結論：對于形狀和界面變化比較劇烈的鍛件產品，在進行鍛造余熱淬火時，慎用淬火介質，應選用冷速較慢的介質；
這個結論可能不一定正確，可能還有一些問題沒有真正找到，如果哪位有興趣，可以幫我解答下；
三：舉幾個例子，在大型連續式網帶爐調質，鍛件未正火就調質的，淬火保溫溫度要選擇下限，最好采取預冷淬火，淬火溫度保溫時間不宜長，否則M針粗大：對于產品球化退火過的，調質時淬火保溫溫度要選擇上限，最好采取與保溫溫度一樣的溫度淬火，淬火加熱時間系數先取上限，保溫時間要允分，否則抗拉強度時顯偏低；......
四：我做過3年的調質線 和多用爐調質 雖然都是一些簡單的 但是也出現不少問題其中最典型的問題一小墊片 第一次我調 淬火 用不到一分鐘的時間淬火 出來是合格的 第2次 我同事調的淬火時間長一點 出來 90%開裂 還有 一拉桿 做好多年都是好的 有一批出來硬度不均勻 后來加5度淬火 就好了 還有很多看起來簡單 做起來難。
五：40Cr材料，長1.2米，直徑300mm，空心，中間孔260mm左右，厚度約40mm左右。要求調質：只有硬度要求，并無其余技術指標要求
設備：普通箱式爐（老設備，一些設備參數不清）+井式爐
過程：有10幾年的工作經驗，但是對于這種材料處理的不多，當時老師傅只想通過簡單的奧氏體化，淬火后看硬度再根據淬火硬度調整回火溫度，最終達到硬度要求即可。
當時由于心里沒底，找我商量；我先聽了他的想法：為防止淬火開裂，直接油淬，淬火后看硬度，調整回火溫度達到客戶硬度要求即可。
我當時明確表態，不行。我當時斗膽為了一句，調質的含義是什么？（。。。。）
我當時的建議：充分保溫，出爐后工件兩端用U型鉤勾住兩端，行車吊起，空氣中緩冷約5-10s（具體看顏色），之后快速入水（5%堿水），緩慢晃動行車作為攪拌，當冷卻至約200--300度時快速吊起進入油中冷卻
，冷卻至底出油，擦除表面油漬，快速進入已到溫的井式爐回火。
回火后打硬度，完全滿足客戶的要求，據客戶反映使用情況比較滿意。
六：不止是調質普通淬火在熱處理中總是叫人頭疼，材料問題 工藝問題 操作人員素質問題
我是一名一線工人 就拿45＃來說吧 經常碰到棱角分明而且孔距離外壁很近的活 鹽水淬火偶爾就會有開裂
遇冷 石棉繩 耐火泥等都試過了 有時候還會開裂
有時候碰到薄板吊車淬火非常容易變形 而且有時候客戶說你的硬度不好 有的時候你不預冷還真不好辦，但是預冷掌握不好的話會帶來很多問題
七：45鋼調質，要求硬度180-230，我做的金相組織在1級，淬火840淬鹽水，回火660度，從組織、硬度上沒有任何問題，但用戶反映機械加工太難（粘刀，費刀具），看來還不能做的太好，后來采用亞溫淬火才基本解決這個問題。
八：1、材料化學成分，同樣的一個牌號的材料，其化學成分可能不同，就得采用不同的淬火溫度，
2、工件形狀，對于長細的桿件類零件、薄壁類零件，熱處理變形量較大，后校正工件量大
3、零件的尺寸，拿45鋼來說，臨界淬火尺寸9-14mm，設計者不了解熱處理，機加后就要調質。他們不管你淬火后裂不裂的問題，一旦裂了，就說你“什么水平”遭來鄙視。
4、鑄造類零件調質：有的鑄件鑄造質量本來就差，氣孔，疏松,夾雜，一大片的鑄造問題，淬火開裂后說是你熱處理淬裂的。
5、材料混料，相信搞熱處理的同行們都遇到過，碳素鋼和合金鋼沒有分開就送來熱處理的。
6、設備問題，在回火時，設備“跑溫”，升高了，調質后硬度低，又得重新淬火，再次來過。
形貌效應：
從工件的形貌上講，球形工件接受淬火的能力最強，其次是棒狀、接受淬火能力最差的是板類板類工件接受淬火的能力最差，餅狀應當視為與板類相似的形狀，其接受淬火的能力同樣較差，這樣大的工件淬火，即使在冷卻條件（主要是冷卻槽足夠大，冷卻液量足夠大，保證在淬火冷卻過程槽液溫度的變化微小）比較理想的情況下淬火，其餅的周邊硬度也許可以達到50HRC左右，但在其幾何中心到周邊的大面積區域，其硬度一定是既不均勻，又不會高。
用什么設備做調質比較好?
：般多用爐調質 淬火延遲時間做不到 動作太慢。
要是批量大、產品尺寸滿足的話，連續爐可能會比較好，出爐到淬火之間的時間一定要控制好
：你所說的延遲時間是指從后室到前室以至落入油槽這段時間太長吧？這個問題的確存在，尤其是對裝爐致密度較小的薄小零件不利。
：雖然多用爐有轉移時間，但和井式爐相比要短得多，零件沒有氧化和脫碳，冷卻效果也好很多，零件一致性很高！質量相當穩定，但受冷卻介質的限制。不過多用爐調質成本也高。
： 如果大件,在多用爐效果好,有保護,不會氧化,脫碳!小件我覺得網帶是不錯選擇,比如40MM以下長度不超網帶的寬度
1,成本低(相對多用爐)
2,產量大
3,質量穩定
4,工人勞動強度低
：在多用爐做調質淬火。加熱溫度與普通爐子是一樣的。優點是保護汽氛加熱淬火過程中，工件在爐內受保護汽體的保護。正常情況下產品不易氧化脫碳。爐氣碳勢設定在0.5就可以。碳勢太高爐內容易積炭，也是浪費。碳勢太低影響下一爐滲碳產品。
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