低碳钢淬火后获得板条状的低碳马氏体组织，由于其精细结构为低应力、无显微裂纹的位错型结构等特点，因此其强韧性很好。目前，低碳马氏体淬火在生产中已得到广泛应用。

1.低碳碳素钢强韧化工艺的应用

实例1 图3-6所示为粉碎机用筛片。用20钢制作，要求硬度为38～45HRC

图3-6 粉碎机用筛片

在箱式电阻炉中910～930℃加热保持8～10min后在10％（质量分数）的氯化钠水溶液中冷却。经160～180℃保持1.5h，随后空冷回火。其组织中非马氏体组织体积分数不大于5％，硬度满足设计技术要求。

实例2 手用钢锹用Q235钢制作要求硬度为40～50HRC。在专用的箱式连续生产作业电炉中，900～920℃加热3min，随后在10％（质量分数）的氢氧化钠水溶液中冷却。最后经100℃，保持1.5h的去除应力回火。

该工艺已广泛应用于有效厚度不大于3mm的Q235钢其他工件上。

2.低碳合金钢强韧化工艺的应用

由于低碳合金钢的淬透性好，因此，其强韧化的应用远比低碳碳素钢的应用广泛得多。

实例1 20Mn2钢汽车板簧的低碳马氏体强韧化。直径为φ6～φ24mm的20Mn2钢试样，经900～950℃加热10～15min后在水中冷却。其表面硬度与心部硬度均匀一致且硬度为43～48HRC。

20Mn2钢与60Si2Mn钢力学性能对比试验表明：20Mn2钢的综合力学性能有利于提高汽车板弹簧的使用性能和寿命。例如，60Si2Mn钢经860℃加热后在油中冷却，并于520℃回火后，其抗拉强度为1260MPa，屈服强度为1070MPa，断面收缩率为27％，断后伸长率为6％和冲击韧度为21.6J／cm2。20Mn2钢920℃加热后水中冷却。其抗拉强度为1430MPa，屈服强度为1210MPa，断面收缩率为62％和冲击韧度为73.5J／cm2。

实例2 20SiMn2MoVA钢石油钻机吊环和吊卡的低碳马氏体强韧化。20SiMn2MoVA钢吊环和吊卡的低碳马氏体强韧化工艺：首先进行920～940℃正火处理，目的是细化组织结构；然后于890～910℃加热，在油中淬火冷却；最后经250℃回火，于空气中冷却。

原来使用35钢制作，经850℃正火处理。两种吊环的力学性能比较如表3-15所示

表3-15 两种吊环的力学性能比较(www.daowen.com)

实例3 15MnVB钢汽车连杆螺栓的低碳马氏体强韧化。汽车连杆螺栓以往通常用40Cr钢制作，经860℃加热后油中冷却，在600℃回火，硬度为30～33HRC。相关标准将连杆螺栓拉力从原标准的80kN提高到100kN，相应硬度提高到35～43HRC。如果40Cr钢提高硬度，其冲击韧度明显降低，不能满足韧性要求。选用15MnVB钢制作汽车连杆螺栓，采用880℃加热淬火和200℃回火的低碳马氏体强韧化处理。两者的硬度最大拉力的比较和两者冲击韧度的比较，分别如表3-16和表3-17所示。

表3-16 硬度、最大拉力的比较

表3-17 冲击韧度的比较

实例4 ZG30CrMnSiMoTi钢矿山机械耐磨配件的低碳马氏体强韧化ZG30CrMnSiMoTi的化学成分，如表3-18所示。

表3-18 ZG30CrMnSiMoTi的化学成分（质量分数）（％）

ZG30CrMnSiMoTi力学性能与热处理工艺的关系见表3-19。由该表可看出，淬火温度分别从900℃、950℃、1000℃加热后在水中冷却，硬度几乎没有变化，但屈服强度和冲击韧度分别逐渐提高。

表3-19 ZG30CrMnSiMoTi力学性能与热处理工艺的关系

注：冲击试样为无缺口试样