等温淬火是指工件加热奥氏体化后，快冷到贝氏体转变温度区间等温保持，使过冷奥氏体转变为贝氏体的热处理工艺，也称为贝氏体等温淬火。

1.适用范围

1）要求高硬度、较好韧性的中、高碳碳素钢和合金钢制作的工件。

2）有效截面尺寸不大、形状较复杂且要求变形小的工件。

2.技术要求

1）等温淬火后，转变产物应大部分为贝氏体，还含有少量残留奥氏体。其变形小于马氏体等温淬火的变形。

2）等温淬火后硬度允许比普通淬火后硬度低1～2HRC，使用过程中反映出强韧兼优的特点。

3）等温淬火的其他技术要求同普通淬火的相应的技术要求。

3.操作守则

1）等温淬火的加热温度一般比普通淬火的加热温度高10～30℃，为了提高韧性采取上限，为了减少变形采取下限。

2）对于形状复杂的高合金钢工件，最后加热前应进行1或2次充分预热，减少因加热不均导致的变形。

3）等温温度应在所用钢的Ms点以上30～100℃，具体温度根据所要求的硬度而定。一般要求硬度越高，等温温度应越低。

4）在等温温度的停留时间，一般为30～120min，依钢的奥氏体等温转变图而定过冷奥氏体在中温转变区域越稳定，停留时间应越长。

5）等温停留后，在空气中冷却到室温。

4.具体应用

实例1 图1-28所示为高速钢多次分级贝氏体等温淬火工艺。

对于形状较复杂的高速钢制作的工模具，淬火冷却时极易产生应力集中。仅一次分级冷却不能有效地减小热应力影响，采用二次分级冷却，以进一步减小各截面温差，第

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图1-28 高速钢的多次分级贝氏体等温淬火工艺

a）W18Cr4V制φ170mm×65mm成形铣刀的一次分级＋贝氏体等温淬火 b）W18Cr4V制M45指形铣刀的二次分级＋贝氏体等温淬火

三次分级停留使贝氏体形成。贝氏体比马氏体比体积小，组织应力也小。每次分级各起不同作用。

实例2 高速钢在不同温度分级和等温淬火的变形情况见表1-21。

表1-21 高速钢在不同温度分级和等温淬火的变形情况

注：1.高速钢试样尺寸为φ5mm×100mm。

2.淬火加热温度为1280℃；回火工艺为：560℃×1h，空冷，回火3次

图1-29所示为高速钢在不同温度下停留时间与硬度的关系。从图中看出，等温淬火后硬度比分级淬火和普通淬火的稍低，但变形小。这是由于长时间的等温停留，一方面减少了热应力，另一方面由于过冷奥氏体发生贝氏体转变，贝氏体比体积比马氏体小，故组织应力也小。另外，在等温停留时发生奥氏体稳定化，使继续冷却过程转变为马氏体的数量减少。因此，变形也大大减小。

图1-29 高速钢在不同温度下停留时间与硬度的关系

实例3 常用钢等温淬火的等温温度见表1-22。常用钢等温淬火工件的最大允许尺寸和最高硬度见表1-23

表1-22 常用钢等温淬火的等温温度

表1-23 常用钢等温淬火工件的最大允许尺寸和最高硬度