張先鳴：“緊固件材料和熱處理”技術(shù)熱點
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張先鳴：“緊固件材料和熱處理”技術(shù)熱點
核心提示：本文根據(jù)此前“金相檢驗技術(shù)與緊固件失效案例”、“熱處理工藝與金相檢驗技術(shù)的關(guān)系” 、“緊固件原材料綜合選材與熱處理工藝 ”幾次研討課上學(xué)員的提問，總結(jié)以下內(nèi)容，供業(yè)內(nèi)同行張先鳴：“緊固件材料和熱處理”技術(shù)熱點參考，不當(dāng)之處請批評指正。謝謝！
本文根據(jù)此前“金相檢驗技術(shù)與緊固件失效案例”、“熱處理工藝與金相檢驗技術(shù)的關(guān)系” 、“緊固件原材料綜合選材與熱處理工藝 ”幾次研討課上學(xué)員的提問，總結(jié)以下內(nèi)容，供業(yè)內(nèi)同行參考，不當(dāng)之處請批評指正。謝謝！
一、熱處理工藝與方法
1、中碳素鋼ML35、35 或SRWCH35K，對大于16mm、8.8 級的螺栓就淬不透，而改用45 鋼后就容易解決？
通常8.8 級螺栓用ML35、35 或SRWCH35K 制造，當(dāng)截面大小不同時，由于淬透程度不同，雖然采用同一調(diào)質(zhì)工藝，其力學(xué)性能卻不盡一致。螺栓鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，馬氏體硬度越高。對于整個截面受力的螺栓淬火后，體積分?jǐn)?shù)要求獲得約90% 的馬氏體組織，表明試樣臨界直徑全部淬透，淬透程度越高，調(diào)質(zhì)后屈強比也越大。屈強比的增大意味著能達(dá)到所需要的機械性能；否則就是沒淬透，淬透程度越差，機械性能也越差，將影響最終質(zhì)量。
碳對淬透性具有強烈的影響，當(dāng)C ≤ 0.35% 時，對淬透性的貢獻(xiàn)與錳相當(dāng)；當(dāng)碳含量為0.37% 時，鋼的淬透性剛好滿足技術(shù)條件的要求。當(dāng)C ≤ 0.40% 時，每提高0.10%，HRC 硬度值可提高6HRC。鋼中的碳含量由0.32% 提高至0.40%，距淬火端距離J7.5mm 的HRC 提高了約8HRC，達(dá)56HRC，硬度值隨碳含量增加而增加。
我們常用淬火硬度控制熱處理質(zhì)量就是這個道理。但是對于45 鋼，由于淬透性較低，只適合尺寸小于20mm 的高強度螺栓。多年來，許多企業(yè)對截面直徑在22 ～ 27mm 的螺栓也采用45 鋼，而調(diào)質(zhì)處理恰恰忽略了淬透性這個最重要的質(zhì)量特性。由于截面尺寸效應(yīng)，螺栓尺寸越大，淬火后硬度越低，淬硬層越淺，金相組織表層則有大量針狀和板條狀馬氏體，而心部依然是鐵素體加珠光體組織，這時高強度螺栓的綜合力學(xué)性能也越低。尺寸大于30mm 時，表面甚至無法得到馬氏體組織。
2、選用硼鋼能生產(chǎn)高強度螺栓嗎？制造10.9 級高強度螺栓應(yīng)注意哪方面？
含硼鋼是以錳和硼為基礎(chǔ)代替鉻鋼或鎳鋼的低合金鋼。硼元素作為合金元素加入鋼中，只要有0.001% ～ 0.002% 就能顯著提高淬透性，增大鋼材的可淬透尺寸，提高淬火后鋼材截面內(nèi)組織和性能的均勻性。
冷鐓用鋼一直采用中碳鋼或低合金鋼，這些鋼變形性能差（需球化退火預(yù)處理和中間軟化退火），且機械性能差、脫碳嚴(yán)重。而降低碳含量，提高冷鐓變形能力，加硼以提高降碳而損失的淬透性，這就是使用硼鋼的基本意義。含硼鋼是以微量的硼代替數(shù)量較多的其它合金元素，因此，與淬透性水平相當(dāng)?shù)钠渌辖痄撓啾?，合金總含量低，高溫變形抗力小，容易塑性變形?br>
應(yīng)注意：
①熱加工對硼在固態(tài)鋼中的各種存在形態(tài)之間的變化影響最大，當(dāng)鋼中硼元素含量超過0.003% 時，在晶界出現(xiàn)低熔點的Fe-C-B三元共晶，則產(chǎn)生熱脆性而使熱加工性能變壞；
?、谂鸬闹饕饔檬翘岣叽阃感裕虼吮仨毐ＷC固溶硼的含量在一個合適范圍，大于0.001%，以免損害淬透性，另外，硼能否起到應(yīng)有的作用，在很大的程度上取決于熱處理制度的選擇和操作情況；
?、鄞慊饻囟葢?yīng)根據(jù)鋼的含硼量、化學(xué)成份和淬火前硼的狀態(tài)等條件來選擇，而不應(yīng)固定不變，熱處理制度中回火溫度降低，會加大含硼鋼螺栓的延遲斷裂傾向。許多研究和實踐經(jīng)驗還證明，含硼鋼在淬火前增加正火極有好處，可以消除或減少硼相，改善含硼鋼淬火、回火后的性能。
10B21、10B28、10B33、20MnTiB 及ML20MnTiB 在螺栓中使用量最多，螺栓最終的力學(xué)性能由制造緊固件的材料品質(zhì)所決定，而10B21、20MnTiB 和ML20MnTiB 含碳量下限均低于0.20%，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)對材料的要求；當(dāng)螺栓強度≥ 1040MPa、硬度在33 ～ 39HRC 的要求時，是靠降低回火溫度達(dá)到的，當(dāng)采用425℃再回火溫度試驗后硬度和強度均下降，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)中的最低回火溫度的性能要求。
生產(chǎn)實踐可以看出，螺栓的機械性能，不但取決于熱處理工藝和金相組織，更重要的是應(yīng)具有良好的化學(xué)成分配合。
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3、高強度螺栓在輸電鐵塔上的應(yīng)用，有何要求？
高強鋼將在輸電線路上大量采用，與高強鋼相匹配的高強度螺栓選型問題是供應(yīng)商關(guān)心和討論的問題之一。這一問題主要包括桿件的孔壁承壓和高強螺栓抗剪切兩個方面。
輸電鐵塔上采用的高強螺栓和土建結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)中使用的高強螺栓不同，其采用的是高強度粗制螺栓，其強度滿足相應(yīng)的級別（8.8 級及以上），但加工標(biāo)準(zhǔn)還是大六角頭螺栓（GB/T5780），其受剪、受拉的計算也仍然采用普通螺栓的計算公式。通常計算和選用螺栓規(guī)格時，原則上在滿足受力要求和螺栓間距布置的前提下，盡量采用小直徑的螺栓；在滿足強度要求的前提下，盡量采用低級別的螺栓。
對于使用Q345、Q390 及以上高強鋼的構(gòu)件，對于小規(guī)格的角鋼，6.8 級螺栓較為合適；對于大規(guī)格角鋼，8.8 級螺栓規(guī)格經(jīng)濟較為合適。不推薦使用10.9 級螺栓，節(jié)點板建議采用等強度鋼板。Q420 高強鋼用在受力較大的部位，且接頭螺栓大部分處于雙剪狀態(tài)。由于10.9 級螺栓在酸洗除銹時容易造成氫脆斷裂，且缺乏成熟的運行經(jīng)驗，建議不采用10.9級螺栓。
4.8 級螺栓和6.8 級螺栓價格差別不大，而且1 個6.8 級螺栓可以解決許多受力不大的輔助材料的實際問題，卻要用2 個4.8 級螺栓才能解決。因此，在鐵塔中螺栓M16 和M20 采用6.8 級熱浸鋅螺栓，M24 螺栓宜采用8.8 級熱浸鋅螺栓，以減少節(jié)點板，減輕塔重。
4、有何方法洗凈緊固件表面的殘油？
談不上清洗好方法，主要是針對冷鐓加工或切削加工時緊固件表面附著的冷卻油殘油、熱處理油中淬火后緊固件表面殘油的清洗。
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最簡單的堿水清洗是直接加熱或間接加熱式的清洗槽，清洗液是3% ～ 10% 的N2CO3 或NaOH 水溶液。對滲碳或碳氮共滲的自攻螺釘，回火前的中間清洗多用加熱到50 ～ 70℃的5% ～ 10% 的碳酸鈉溶液。
連接式網(wǎng)帶爐即屬于此類。緊固件清洗一般采用噴淋和浸入雙重方式，若用熱水沖洗效果更好，最后利用高壓氣流進(jìn)行干燥。
堿水清洗方法最主要缺點是清洗效果不太好，尤其是緊固件的盲孔和凹槽部易有污斑和殘留物。對于堿水清洗產(chǎn)生的廢水必須進(jìn)行中和處理，并回收廢油，達(dá)到相關(guān)環(huán)保要求方可排放。
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為克服堿水清洗方法的缺點，提高清洗效果，目前可采用專用金屬清洗劑，將清洗劑在40 ～ 70℃的水中稀釋成1% ～ 3% 溶液，將緊固件在溶液中浸泡15 ～ 20min，然后用熱水漂洗，最后用脫水機進(jìn)行脫水處理?？杉尤肭逑礄C內(nèi)使用。
金屬清洗劑清洗方法的缺點是價格貴，并有難聞的氣味，對緊固件有一定的腐蝕作用，廢水污染環(huán)境，因此，必須對廢水進(jìn)行處理，并回收廢油。
③有機溶劑清洗方法
采用三氯乙烷、三氯乙烯等有機溶劑清洗，清洗效果佳。在常壓下以浸泡或噴淋方式清洗淬火緊固件時，有機溶劑的揮發(fā)和飛濺污染環(huán)境。
為此，應(yīng)用密閉減壓溶劑真空清洗法的全套裝置，利用真空泵把空氣排出，緊固件在沒有空氣情況下和高密度的溶劑蒸汽接觸，進(jìn)一步提高清洗效果，并靠真空蒸溜回收溶劑和油?；厥蘸蟮挠椭腥軇┖坑?0% 降至4% 以下，低于三氯乙烯環(huán)境衛(wèi)生規(guī)定的50ppm。
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冷鐓或機加工的緊固件在進(jìn)入熱處理工序之前，需要清洗掉表面的油類。為此，可把緊固件在脫脂爐內(nèi)加熱至350 ～ 400℃使油份汽化或燃燒，以達(dá)到緊固件去油的目的或表面除磷的效果。
燃燒脫脂法僅適用于熱處理前的清洗，也能清洗冷卻油、防銹液等輕質(zhì)、低粘度及低沸點油類。高粘度、高沸點的重質(zhì)淬火油燃燒后會有大量殘留物和碳黑附著在緊固件表面，達(dá)不到清洗目的。
連桿螺栓等，目前采用真空或超聲波等高級清洗技術(shù)，以代替常用的對大氣臭氧層具有破壞作用的含氯烴類物質(zhì)作為溶劑的清洗方法，可以實現(xiàn)高效環(huán)保清洗。
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5、45# 鋼螺母熱處理裂紋產(chǎn)生的原因是什么？
45# 鋼H10 級M30 螺母，調(diào)質(zhì)后發(fā)現(xiàn)六角橫截面上沿圓周方向有肉眼可見的弧形及徑向裂紋，支承面上亦有肉眼可見的環(huán)形裂紋。這是常見的熱處理裂紋，斷口表面大部分無光澤，局部已發(fā)黑，小部分有光澤且有撕裂狀條帶（為打斷斷口時造成），未見其他缺陷。
金相檢驗裂紋兩側(cè)未見脫碳層，打開的裂紋斷口表面大部分氧化變黑，而后打斷的小部分?jǐn)嗫谟薪饘俟鉂?，說明表面氧化變黑是高溫回火時氧化所致。裂紋為沿晶開裂，尾部較尖，走向瘦直而剛健。
裂紋兩側(cè)邊緣未見脫碳，有兩種可能原因：一是淬火前并沒有裂紋，淬火冷卻時開裂，裂紋兩側(cè)未見氧化脫碳；二是因為螺母開裂嚴(yán)重，裂紋較多，所取樣品為熱處理后裂紋擴展時的擴展裂紋。
筆者認(rèn)為，裂紋為淬火開裂、熱應(yīng)力和組織應(yīng)力疊加致淬火應(yīng)力明顯增大而導(dǎo)致螺母開裂。建議原淬火工藝為830℃，顯微組織中有局部過熱組織，現(xiàn)改為800 ～ 810℃，把采用水溶液淬火冷卻改為快速淬火油。油類淬火介質(zhì)的冷卻能力比水差，特別是在300 ～ 200℃范圍內(nèi)冷卻速度比水低得多。因此，用快速淬火油冷卻比水緩和，既能達(dá)到淬火目的，又可減少螺母內(nèi)螺紋的變形。
6、風(fēng)電機組42CrMo 鋼螺栓調(diào)質(zhì)的回火溫度對金相組織有哪些影響？
對于42CrMo 鋼10.9 級螺栓調(diào)質(zhì)淬火應(yīng)充分奧氏體化，獲得約90% 的馬氏體組織，當(dāng)回火溫度為540℃時，其組織和性能最好，這是在低、中溫回火時，馬氏體、鐵素體二相強度相差大，易引起應(yīng)力集中和偏析現(xiàn)象，致使組織不均勻，性能也不達(dá)標(biāo)。而42CrMo 鋼螺栓在540℃回火時，二相強度差別減小，有利于改善應(yīng)力分布和組織的均勻化。
42CrMo 鋼螺栓經(jīng)淬火后回火，回火溫度對金相組織的影響都經(jīng)歷了從粗大到細(xì)小的變化過程。淬火后不同回火過程，主要是淬火組織應(yīng)力的消除、組織的穩(wěn)定化和基體組織碳化物析出過程。
低于400℃回火時，組織為回火馬氏體、未溶鐵素體以及少量的殘余奧氏體，中、低溫回火時析出的碳化物較細(xì)小。隨回火溫度的升高，碳原子不斷析出，形成碳化物，先析出的碳化物不斷長大，形成回火托氏體，到540℃時，碳化物繼續(xù)長大并粒狀化，馬氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體組織，形成回火索氏體和未溶鐵素體，此時，鋼的強度、硬度下降，塑性以及沖擊韌度有較大幅度提高。
生產(chǎn)實踐表明，42CrMo 鋼螺栓調(diào)質(zhì)的回火溫度必須在540℃以上，否則低溫沖擊功-45℃≥ 27J 有可能不合格。
7、奧氏體型不銹鋼如何強化？
如常用06Cr19Ni10（304）或12Cr18Ni9（俗稱18-8 鋼）奧氏體型不銹鋼。加熱時不發(fā)生相變，不能通過熱處理方法強化力學(xué)性能，其強度較低，塑性、韌性較高。
對于奧氏體型不銹鋼一般要求提高抗腐蝕性能和抗塑性，消除冷作硬化的緊固件，應(yīng)進(jìn)行固溶處理；對于形狀復(fù)雜、不宜固溶處理的緊固件，可進(jìn)行去應(yīng)力退火；含鈦或鈮的不銹鋼，為了獲得穩(wěn)定的抗腐蝕性能，可進(jìn)行穩(wěn)定化退火以及敏化處理等。
固溶處理適合任何成分和牌號的奧氏體型不銹鋼，加熱推薦溫度范圍一般為950℃～ 1050℃，保持一定時間之后快速冷卻的工藝方法。穩(wěn)定化退火加熱溫度選擇很重要，選擇原則應(yīng)是高于（FeCr）23C6 的溶解溫度，一般在750 ～ 860℃之間。
消除應(yīng)力處理主要去除機械加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力或去除加工后的殘留應(yīng)力，可加熱至1010 ～ 1120℃，加熱保溫后緩慢冷卻。通常敏化處理制度為加熱到650℃，保溫5 ～ 6h 空冷。對于一些特殊使用場合，為更嚴(yán)格地考核材料的抗晶間腐蝕能力，依據(jù)緊固件將來使用的溫度及材料的含碳量，以及是否含鉬元素等因素而采用不同的敏化制度。
奧氏體型不銹鋼不能用熱處理方法強化，但可以通過冷加工變形得以強化（冷作硬化、形變強化），使強度提高，塑韌性下降。
奧氏體型不銹鋼螺栓、螺母及制品，經(jīng)冷鐓冷擠壓加工變形強化后，存在較大的加工應(yīng)力，這種應(yīng)力的存在導(dǎo)致在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用時，增加了應(yīng)力腐蝕的敏感性，影響尺寸的穩(wěn)定性。為減小應(yīng)力，可采用去應(yīng)力處理。一般是加熱到260 ～ 400℃，保溫2 ～ 6 小時后空冷或緩冷。
去應(yīng)力處理不僅可減少緊固件的應(yīng)力，而且在斷后伸長率無大改變的情況下，使硬度、強度及疲勞極限得到提高。
奧氏體型不銹鋼不能用熱處理方法調(diào)整力學(xué)性能，但可以利用冷作硬化來改善提高，應(yīng)用于制造不銹鋼螺栓，冷作硬化效果與鋼材含碳量和變形量有關(guān)，隨著冷加工壓縮比的增加，冷作硬化效果增強。
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8、如何降低熱處理保護(hù)氣氛的消耗，以降低成本？
鋼鐵緊固件在各種氣體介質(zhì)中加熱時，由于各種氣體對鋼的不同作用，在鋼的表面會發(fā)生氧化、脫碳等發(fā)應(yīng)，其化學(xué)成分和質(zhì)量發(fā)生變化。
常用的可控氣氛中含有氫、一氧化碳、甲烷、二氧化化碳、氮、水份和微量的氧等。為此，緊固件加熱時應(yīng)通入保護(hù)氣氛。
目前網(wǎng)帶爐采用甲醇與丙烷或甲苯滴注式裂解作為保護(hù)氣氛的主力。常用的有甲醇+ 丙烷、甲醇+ 甲苯、氮甲醇等有機液體裂解可控氣體。氮氣可控氣體用于緊固件加熱的爐中，由于不會引起脫碳、可在低碳鋼、中碳鋼淬火加熱保護(hù)。
這種氣體的Co 含量很低，所以價格便宜很多。生產(chǎn)實踐證明，采用氮甲醇?xì)夥湛山档统杀炯s20% ～ 30%，經(jīng)濟效益顯著。
甲醇按CH3OH → Co+2 H2 在800℃以上分解，其組成為1/3 Co 和2/3 H2，并有少量的CO2、H2O 和CH4。隨反應(yīng)溫度的不同存在著形成游離碳的趨勢，是一種具有弱滲碳性或非滲碳性氣體，而具有保護(hù)氣體的作用。
氮氣是惰性氣體，無毒、不污染環(huán)境，沒有燃燒爆炸危險性，稱為綠色熱處理氣氛。氮甲醇?xì)夥罩饕M份為N2、H2、Co， 有微量H2O、CO2、CH4。調(diào)整氮和甲醇的混合比，爐內(nèi)氣氛中Co 可在0 ～33% 范圍內(nèi)變化，而氣氛中H2 的濃度總是兩倍于Co 的濃度，余量為N2。
由于甲醇屬于弱滲碳劑，所以當(dāng)爐內(nèi)碳勢達(dá)到一定時（一般規(guī)定為0.35%C ～ 0.40%C），為了使?fàn)t內(nèi)碳勢迅速提高以滿足生產(chǎn)的需要，需向爐內(nèi)添加一定量的富化氣，采用向爐內(nèi)通入保護(hù)氣總量2% ～ 5% 的丙烷氣或滴注甲醇，以此來迅速提高碳勢，達(dá)到工藝設(shè)定值。爐內(nèi)分解后的氣體比例基本是20%CO，40%H2 和40%N2。值得注意的是N2 的流量為10 ～ 15L/min。
丙烷是易燃易爆物品，遇到強烈碰撞會爆炸燃燒，甲苯則是強滲碳性有機液體裂解氣體。甲苯是易制毒品的試劑，減少丙烷、甲苯的用量，可有效地減少不安全的因素，也可降低有害氣體對員工的危害程度。
9、鈹青銅彈性墊圈和彈簧制品的熱處理。
鈹青銅是一種典型的時效析出硬化型合金，廣泛用于儀器儀表、航空航天工業(yè)、核電工業(yè)和電子電器工業(yè)產(chǎn)品上的彈性墊圈和彈簧制品。
鈹青銅的主要元素成分有銅、鈹和鎳。目前我國生產(chǎn)的鈹青銅材料主要有3 種型號：QBe2.5、QBe2.0、QBe1.9 牌號，為了檢測方便，通常采用硬度法，技術(shù)要求320 ～ 380HV。
鈹青銅板材料有多種狀態(tài)，不同狀態(tài)的鈹青銅熱處理后的顯微組織和硬度是有所區(qū)別的。其中有4 種狀態(tài)：即C 態(tài)（軟態(tài)，即淬火狀態(tài)）、CY4 態(tài)（1/4 硬）、CY2 態(tài)（半硬）、CY（態(tài)硬態(tài)，即淬火后冷軋狀態(tài)）。
鈹青銅的熱處理工藝主要為固溶+ 時效。通過固溶和時效處理可提高其硬度和強度，但對于優(yōu)良的電或熱傳導(dǎo)性能和抗蝕性能沒有影響。
固溶處理后材料不僅具有良好的塑性，可進(jìn)行加工成型，最重要的是能為后續(xù)的時效強化作準(zhǔn)備。試驗和生產(chǎn)實踐表明，鈹青銅的固溶溫度以760 ～ 800℃為宜，可避免溫度過高或過低產(chǎn)生的弊病。
為提高表面質(zhì)量，加熱常在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。保護(hù)介質(zhì)有多種，與氨分解氣比較，酒精裂解氣體具有純度高，氣氛穩(wěn)定、水分少等優(yōu)點。
時效處理一般在真空爐內(nèi)保溫2h 后隨爐冷卻。鈹青銅固溶處理的冷卻速度一般越快越好，尤其在370 ～ 705℃范圍內(nèi)，更要快速冷卻。一般規(guī)定要在3 秒內(nèi)將固溶加熱的材料放入水中攪拌冷卻，否則達(dá)不到固溶效果，影響鈹青銅的質(zhì)量。冷卻介質(zhì)一般為10 ～ 18℃的清潔自來水即可，方便、實用、價廉。
鈹青銅在固溶和時效后具有優(yōu)異的綜合性能，如高的強度、硬度和疲勞性能。對彈性要求較高的緊固件，要進(jìn)行正常時效。
通過對幾種狀態(tài)的鈹青銅進(jìn)行不同溫度的狀態(tài)處理，發(fā)現(xiàn)C 態(tài)（軟態(tài)）和CY4 態(tài)（1/4 硬）的鈹青銅時效溫度不能超過350℃，維氏硬度分別為380HV 和401HV；而CY2 態(tài)（半硬）、CY 態(tài)（硬態(tài)）的鈹青銅時效溫度不能超過320℃，維氏硬度分別為405HV 和399HV；超過該溫度后，材料的硬度開始降低，晶界反應(yīng)量增加，即發(fā)生過時效。
為此，應(yīng)調(diào)整技術(shù)要求為360 ～ 410HV 較妥。時效溫度一般為320℃左右，晶內(nèi)析出明顯的線條，晶界上出現(xiàn)局部細(xì)小的粒狀析出物。溫度在320 ～ 340℃進(jìn)行時效時，不僅能縮短工藝時間，還能獲得符合要求的綜合力學(xué)性能，對于彈墊、彈簧件即有一定強度和較高彈性，是可行的。
鈹青銅的時效處理應(yīng)在保護(hù)氣氛爐、真空爐或者井式氣體循環(huán)電爐中進(jìn)行，采用真空時效325℃ ×2.5 ～ 3h 后抗拉強度1245 ～ 1255MPa，斷后伸長率8.5% ～ 9.0%，硬度385 ～ 395HV；而外觀質(zhì)量也能達(dá)到要求，對環(huán)境無污染。
10、如何優(yōu)化45# 鋼高強度螺栓淬火強韌化工藝？
生產(chǎn)中常用45# 鋼制造大規(guī)格8.8 級高強度螺栓，熱處理調(diào)質(zhì)工藝采用830 ～ 840℃淬火+ 中、高溫回火。由于直徑較大，一般采用水溶液冷卻，但水淬易使鋼中出現(xiàn)裂紋和產(chǎn)生較大的變形，在頭部、六角邊緣尤為嚴(yán)重。因此，改進(jìn)45# 鋼的熱處理工藝，引起了同行的極大興趣。
多年來，大家習(xí)慣用亞溫淬火解決45# 鋼淬火開裂問題。亞溫淬火加熱時，由于組織中存在未溶鐵素體，淬火后被嵌入馬氏體內(nèi)而成為殘留鐵素體，若按照最新GB/T3098.1-2010 標(biāo)準(zhǔn)，淬火后馬氏體應(yīng)達(dá)到約90%，就判定為不合格產(chǎn)品。
據(jù)最新資料，45# 鋼的Ac1 和Ac3 臨界點溫度分別為724℃和802℃，而選擇800℃恰恰在臨界溫度附近，從金相檢驗可以看到殘留鐵素體似有似無，處于一種臨界狀態(tài)。
從金相檢驗可知，隨淬火溫度從770℃升高至840℃，殘留鐵素體量已不明顯，830 ～ 840℃常規(guī)淬火，組織中沒有殘留鐵素體。在800℃淬火較低溫度下，為板條狀和片狀馬氏體共存，趨于細(xì)化且更加均勻，淬火應(yīng)力較小，有效地減緩了淬火開裂的風(fēng)險。
從機械性能檢測可知，770 ～ 790℃亞溫淬火對殘留鐵素體嵌在馬氏體基體內(nèi)，對馬氏體產(chǎn)生割裂作用，中、高溫回火時，會影響到回火托氏體、回火索氏體的連續(xù)性，在某種程度上對強度具有一定的削弱作用。在同一溫度下，800℃或常規(guī)淬火、回火后獲得的強度是相近的?；鼗饘姸鹊挠绊懗伺c回火溫度有關(guān)外，主要取決于馬氏體的固溶強化程度以及與碳化物之間的相對關(guān)系。
對于800℃淬火而言，由于組織中似有似無的鐵素體對馬氏體的固溶度影響不大，因此，800℃和常規(guī)淬火組織中的馬氏體無論從組織形態(tài)，還是固溶度都應(yīng)該是相似的，于是在Ac3 附近（800℃）亞溫淬火+ 回火后，其強度與常規(guī)淬火回火后的強度差別不大。為此，45# 鋼高強度螺栓淬火強韌化工藝建議為800℃淬水。
二、材料、檢測與冷卻介質(zhì)
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11、非金屬夾雜物對高強度螺栓有哪些影響？
非金屬夾雜物在鋼中主要以氧化物和硫化物的形式存在。根據(jù)GB/T 10561—2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗法》，非金屬夾雜物按JK 圖評定（A 類硫化物、B 類氧化鋁類、C 類硅酸鹽類、D 類球狀氧化物類和DS 類單顆粒球狀類）。
鋼中的夾雜物通常對其性能是有害的，會造成鋼的組織不均勻；夾雜物往往是裂紋源，因而鋼中夾雜物是鋼的斷裂韌性重要影響因素，其中條狀MnS 影響最為明顯。它的存在割裂了金屬的連續(xù)性，剝落后就成為凹坑或裂紋，在冷鐓成形時極易形成裂紋源，熱處理時易造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生淬火裂紋。因此，高強度緊固件對夾雜物應(yīng)嚴(yán)格控制，鑒于我國鋼材標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3077、GB/T 6478 暫未對夾雜物做作明確要求。
C 類（硅酸鹽類）和D 類（球狀氧化物類）對熱處理的影響最大，硅酸鹽夾雜物應(yīng)不大于1.5 級，球狀氧化物夾雜應(yīng)不大于2 級為佳；對氧化物和硫化物夾雜物之和應(yīng)不大于3 級。
鋼中的夾雜物的形狀和分布可以影響高強度螺栓的綜合性能。熱處理如果改變鋼中的夾雜物形狀和分布，則夾雜物在熱處理前后對材料會產(chǎn)生不同的影響。如果熱處理不改變夾雜物形狀和分布，只引起基體組織變化，則需要考慮夾雜物對熱處理過程中基體組織變化的影響。在熱處理過程中，夾雜物對組織的影響主要是促進(jìn)鐵素體形核，從而有效分割晶粒，細(xì)化組織。
實踐證明，經(jīng)過熱處理后，雖然夾雜物的大小、級別、狀態(tài)有所改變，但原材料組織不良的情況不可能根本改觀，會繼續(xù)遺留下來，因此對高強度螺栓沖擊試驗的影響較大，往往造成低溫沖擊功不合格，這個問題很關(guān)鍵，重新調(diào)質(zhì)熱處理也不能滿足技術(shù)要求。
12、對于鋼結(jié)構(gòu)M82 以上大規(guī)格10.9 級高強度螺栓，采用什么鋼材？
這涉及一個成分和淬透性的問題，現(xiàn)在常用的42CrMo、B7、40CrNiMoA 鋼，目前的工藝能滿足硬度及強度要求，但對于其它性能如斷后伸長率、沖擊韌性就難達(dá)到要求。一般用34CrNi3Mo 鋼， 34CrNi3Mo 鋼為大截面調(diào)質(zhì)用合金鋼，它的化學(xué)成分為0.30% ～ 0.40%C、0.17% ～ 0.37%Si、50% ～ 0.80%Mn、0.70% ～ 1.10%Cr、0.25% ～ 0.40%Mo、2.75% ～ 3.25%Ni。
油淬臨界直徑可達(dá)φ60 ～ 80mm，淬透性優(yōu)點，其他鋼種無法比擬。34CrNi3Mo鋼的臨界點溫度Ac1=725℃、Ac3 ＝ 790℃，淬火溫度選擇在860 ～ 880℃水溶液冷卻、880 ～ 900℃快速淬火油冷卻；對于10.9 級螺栓回火溫度，一般在560 ～ 590℃回火水冷。
高強度螺栓規(guī)定了螺紋截面的芯部在“淬硬”狀態(tài)、回火前獲得約90% 的馬氏體組織要求。
為了保證淬透性，對于直徑大于φ50mm，淬火介質(zhì)選用影響最大，當(dāng)油淬火時不能滿足機械性能要求，則必須采用水淬，原則是在不淬裂的前提下盡量采用水溶液。因為水淬有較多的優(yōu)點，如有較深的淬硬層、較優(yōu)的機械性能、生產(chǎn)成本低等。
我們搞熱處理的如果不把成分放在第一位那是搞不好的?？梢圆捎煤剂俊?0.34% ～ 0.38% 的鋼材, 帶狀組織偏析應(yīng)控制在1.5 級以下，其中控制非金屬夾雜物的等級, 如硫化物類、氧化鋁類、球狀氧化物類均不大于1.5級（包括粗、細(xì)系）。
若沖擊韌性不夠，考慮增加一道580 ～ 600℃再回火工序，然后快冷。
13、什么是五害元素？對冷鐓鋼有何危害？
H、O、N、P 和S 稱為“五害元素”，嚴(yán)重危害緊固件用的冷鐓鋼。對于緊固件企業(yè)而言，緊固件生產(chǎn)用鋼的檢測十分必要。五害元素的減少，使冷鐓鋼中有可能成為裂紋源的硫化物、氧化物及氮化物夾雜在晶內(nèi)及晶界的數(shù)量減少，從而使晶界弱化作用降低，斷裂韌性和沖擊韌性提高。研究表明，在含有0.60% ～ 0.90% Mn 冷鐓鋼中，S 主要形成MnS 夾雜，MnS 夾雜在鋼的基體中相當(dāng)于裂紋源，S和P 元素在晶界的偏析使晶界弱化，因此，S 和P 含量的增加降低了鋼的塑性，使鋼的斷面收縮率降低。
鋼中N 主要生成氮化物夾雜，因而N 的增加使鋼的斷面收縮率明顯降低，而斷后伸長率變化不大。O 在鋼中主要形成氧化物夾雜，O 增加使氧化物夾雜增多，鋼的斷面收縮率明顯降低。H 在鋼中會產(chǎn)生白點、點狀偏析等缺陷，隨著H含量降低缺陷減少，斷面收縮率明顯升高。
對大規(guī)格高強度螺栓用鋼而言，減少五害元素，從而減少非金屬夾雜物的含量及夾雜元素在晶界的偏聚，增大裂紋形核和擴展阻力，對保證螺栓正常服役十分有效。類、氧化鋁類、球狀氧化物類均不大于1.5 級（包括粗、細(xì)系）。若沖擊韌性不夠，考慮增加一道580～ 600℃再回火工序，然后快冷。
14、鋼的晶粒度如何評定？
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鋼的晶粒大小與所處熱處理狀態(tài)有關(guān)。晶粒度是奧氏體化溫度和時間的函數(shù)，評定的不是在某任意規(guī)定溫度下的晶粒大小，而是在熱處理中實際執(zhí)行奧氏體化的條件下晶粒的大小，這就是常規(guī)的“奧氏體晶粒度”。
奧氏體晶粒度就是指“奧氏體的實際晶粒度”；也就是鋼在實際使用時，經(jīng)奧氏體化處理所得到奧氏體晶粒度。GB/T6394-2013《金屬平均晶粒度測定方法》中涉及到的“奧氏體晶粒度”也就是“奧氏體的實際晶粒度”。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬組織的平均晶粒度表示及評定方法；本方法主要適用于單相晶粒組織，但經(jīng)具體規(guī)定后也適用于多相或多組元的試樣中特定類型的晶粒平均尺寸的測量。
晶粒度是指晶粒大小的量度，通常使用長度、面積或體積來表示不同方法的評定或測量晶粒大小。真正影響鋼材使用的是鋼的奧氏體的實際晶粒度，而不是“本質(zhì)晶粒度”。通過適當(dāng)?shù)娘@示方法將晶粒顯現(xiàn)出來，視晶粒分布情況與狀態(tài)采用相應(yīng)的測量方法，美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)就設(shè)有一系列測量方法的標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)行的GB/T6394-2002《金屬平均晶粒度測定方法》就是參照美國ASTM E112 制定的；與GB/T24177-2009《雙重晶粒度表征與測量方法》（參照ASTME1181 制定的）和JB/T4290-2012《金相檢測面上最大晶粒尺寸級別（ALA 晶粒度）測定方法》( 等同采用ASTM E930-99(2007) 等標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，形成完整的晶粒度測定方法標(biāo)準(zhǔn)體系, 更好地與國際接軌，將組成完整晶粒度測量標(biāo)準(zhǔn)系列。
標(biāo)準(zhǔn)中使用晶粒面積、晶粒直徑、截線長度的單峰分布來測量試樣的平均晶粒度。這些分布近似正態(tài)分布。測量方法僅適用于平均晶粒度的測量，不適用于試樣三維晶粒度的測量，即立體晶粒的測量。鋼的晶粒度是很重要的檢測指標(biāo)，對重要緊固件是必檢項目。鋼的晶粒度對沖擊吸收能量值影響很大。
15、什么是回爐鋼、回硫鋼？
GB/T699、JIS G4051、JIS G3507 ～ 3509、SAE J403標(biāo)準(zhǔn)系列優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；GB/T6478 標(biāo)準(zhǔn)系列等冷鐓冷擠壓用鋼在緊固件企業(yè)使用量最大。對于此類鋼材緊固件，不論在過去還是現(xiàn)在它仍然擔(dān)當(dāng)著重要角色。
尤其是冷鐓鋼是靠冷鐓成型制造螺栓、螺母、螺釘、鉚釘、銷釘?shù)染o固件，冷擠壓鋼是通過冷擠壓工藝制造汽車、自行車等機械零件，又稱鉚螺鋼。冷鐓和冷擠壓是在常溫下利用金屬塑性成形的，代替機加工，不但效率高、質(zhì)量好，而且用料省、成本低( 降低l0% ～ 30%)。
當(dāng)代我國在冶煉技術(shù)上有了進(jìn)一步發(fā)展，由于對資源的節(jié)約，使用廢鋼回爐冶煉的鋼品種有一定增加。轉(zhuǎn)爐煉鋼使用80% 以上的鐵水，即使是電弧爐也可以使用超過60% 的鐵水，采用鐵水預(yù)脫硫技術(shù)用于冷鐓鋼或高純凈度鋼，此時如果不在鋼包精煉或真空脫氣后實施回硫工藝，鋼中硫含量分別為0.005% ～ 0.015%、0.010% ～ 0.030%、0.025% ～ 0.040%、0.030% ～ 0.045% 等區(qū)間。
硫含量越高，鋼的切削性能越好；硫含量越高，鋼件的鍛造流線越嚴(yán)重，橫向性能下降越明顯。在冷鐓變形部位，如果金屬產(chǎn)生激烈的橫向流動，將導(dǎo)致絲線狀、棒狀硫化物的扁平化，加劇硫化物分割基體的作用，使螺栓頭部或螺母六角部分、支承面出現(xiàn)微小裂縫，增加淬火可裂或磨削開裂的傾向。
在相同性能等級的螺栓零件，回爐鋼、回硫鋼比冷鐓鋼少了一次820 ～ 880℃的低溫奧氏體重結(jié)晶工藝，其晶粒比冷鐓鋼的粗大，是導(dǎo)致其韌性差的另一重要原因。因此，對高強度螺栓等不宜采用回爐鋼、回硫鋼。
GB/T3098.1-2010 標(biāo)準(zhǔn)中對8.8 級～ 10.9 級的螺栓使用的材料有明確規(guī)定，對于需要熱處理的高強度螺栓鋼，硫和磷的最大含量極限，從0.035% 降到0.025%，其中有“添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）”一類，不允許向鋼中添加鈣或鈣合金，應(yīng)采取一切合理的措施，防止從生產(chǎn)所用的廢鋼或其它合金材料中帶進(jìn)影響淬透性、力學(xué)性能和使用性能的元素。
在我國大量使用的45#、40Cr 鋼往往殘余合金元素過多，控制非常困難，特別是一些難于在冶煉中去除的雜質(zhì)元素，S、P 的含量一般都在0.025% ～ 0.035% 或更多，還有其他的雜質(zhì)Cu 銅、Pb 鉛、Sn 錫、Se 硒，當(dāng)鋼中有害元素P、S 增加時，低倍組織檢測的中心疏松、一般疏松、方形偏析的級別將在2 ～ 3 級，白點、縮孔、氣泡、翻皮等缺陷也可見存在。
此類鋼材由于價格較低，不少緊固件企業(yè)還很喜歡采用。在螺栓調(diào)質(zhì)時常有淬火裂紋的事故，主要是雜質(zhì)元素和非金屬夾雜物較多引起，在熱處理時采取任何措施都不可避免開裂。對于重要的產(chǎn)品，建議一般不用或少用45#、40Cr 鋼。
16、高強度螺栓調(diào)質(zhì)后為什么要進(jìn)行金相檢驗？
GB/T 3098.1—2010《緊固件機械性能 螺栓、螺釘和螺柱》強調(diào)對8.8 級及以上產(chǎn)品的材料要求應(yīng)有足夠的淬透性，以確保螺栓螺紋截面的芯部在淬硬狀態(tài)、回火前獲得約90%的馬氏體。生產(chǎn)上常以硬度來衡量螺栓淬火后的回火轉(zhuǎn)變程度，為達(dá)到良好的淬透性，對10.9 級及以上高強度螺栓而言，淬火組織的均勻性尤為重要。
一些企業(yè)在熱處理淬火時，沒有達(dá)到鋼材馬氏體可能得到的最高硬度，即沒有獲得最大淬硬性（鋼淬火時的硬化能力），只是通過調(diào)整回火溫度，降低回火溫度來保證螺栓的最低抗拉強度值，以此來掩蓋不良熱處理質(zhì)量。為此，GB/T3098.1 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定螺栓回火前獲得約90%的馬氏體組織是很有必要的。
淬火后馬氏體的粗細(xì)可按JB/T9211-2008《中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼馬氏體等級》進(jìn)行評定。由于奧氏體化溫度不同，馬氏體形態(tài)和大小不一樣。
1 級屬于奧氏體化溫度偏低，淬火組織是隱針馬氏體、細(xì)針馬氏體和不大于5% 的鐵素體（體積分?jǐn)?shù)）；而8 級則屬于過熱組織，是粗大的板條馬氏體+ 粗片針馬氏體。正常淬火時控制在3 級～ 5 級，其組織為細(xì)小的板條馬氏體+ 片狀馬氏體，6 級具有較高的沖擊韌性、屈服強度和抗拉強度，適用于較大規(guī)格且要求淬透性高的螺栓。
評定調(diào)質(zhì)后的質(zhì)量一般采用GB/T13320-2007《鋼質(zhì)模鍛件金相組織評級圖與評定方法》，試樣拋光后用體積百分?jǐn)?shù)2% ～ 5% 的硝酸酒精溶液侵蝕。金相組織按1 ～ 8 級評定，1 級組織最好；8 級組織最差。
該標(biāo)準(zhǔn)第三組評級圖，適用于結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理件，尤其是高強度螺栓的調(diào)質(zhì)檢驗。被評定的調(diào)質(zhì)組織介于兩個級別之間時，以下一級為判定級別，例如大于3 級小于4 級時，則判為4 級。
調(diào)質(zhì)的金相組織分析，在光學(xué)顯微鏡下用500 倍觀察，合格級別可由供需雙方協(xié)商約定，沒有約定的以1 級～ 4 級為合格。生產(chǎn)實踐表明，在低溫環(huán)境下服役、有低溫沖擊性能要求的螺栓，1 級～ 3 級為驗收標(biāo)準(zhǔn)。如果在評級時有爭議，可以參考力學(xué)性能檢驗結(jié)果進(jìn)行判定。
17、如何正確使用淬火介質(zhì)？
當(dāng)今水溶性淬火介質(zhì)在國內(nèi)緊固件企業(yè)的普及程度越來越廣，除了中低碳鋼外，如合金鋼，馬氏體不銹鋼、熱作模具鋼等類型的產(chǎn)品都在嘗試采用水溶性淬火介質(zhì)，且工藝控制的經(jīng)驗也越來越成熟，但是對于水溶性淬火介質(zhì)濃度問題的控制往往會存在偏差，導(dǎo)致各種熱處理質(zhì)量問題。
目前，國內(nèi)緊固件企業(yè)熱處理淬火介質(zhì)主要采用快速淬火油和水溶性淬火介質(zhì)，它們在使用過程中與高溫工件直接接觸，不可避免會發(fā)生理化性能的變化，因此在使用過程中冷卻性能均會發(fā)生一定程度的變化，需要有效地監(jiān)控。一是提高淬火介質(zhì)的穩(wěn)定性，保證淬火工件的性能和變形在可控的范圍內(nèi)；二是提供有效的冷卻性能監(jiān)控方式，同時根據(jù)工況條件“量身定做”淬火介質(zhì)優(yōu)化方案，以保證淬火介質(zhì)長期穩(wěn)定的使用。
從多數(shù)緊固件企業(yè)的生產(chǎn)實踐來看，快速淬火油主要用于合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼種及薄壁的螺栓、螺母及異型件；水主要用于碳素結(jié)構(gòu)鋼及形狀簡單的緊固件；PAG 聚合物淬火介質(zhì)介于水- 油之間，在一定的條件可代替水，也可代替油，具有較寬的冷卻烈度范圍。
聚合物淬火介質(zhì)可消除淬火油產(chǎn)生的油煙。減少碳排放，推廣使用聚合物淬火介質(zhì)是全球范圍的趨勢。聚合物淬火介質(zhì)可完全符合安全生產(chǎn)要求，可以確認(rèn)是我國緊固件熱處理清潔生產(chǎn)的重要工藝材料。
目前聚合物淬火介質(zhì)由于具有環(huán)保、技術(shù)和成本方面獨特優(yōu)勢，其應(yīng)用越來越廣泛。近年來，為了減少熱處理油煙排放，我國開發(fā)了多種環(huán)保減碳的新型淬火介質(zhì)。
當(dāng)前聚合物淬火介質(zhì)的使用約占整個淬火介質(zhì)（油+ 聚合物淬火介質(zhì)）的30% ～ 40%。生產(chǎn)實踐中，為提高淬火質(zhì)量，對聚合物淬火介質(zhì)的使用效果試驗重現(xiàn)性，主要取決于攪拌的重現(xiàn)性，攪拌實際上是紊流。聚合物淬火介質(zhì)的使用溫度、濃度及攪拌是保證淬火質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
由于PAG 聚合物淬火介質(zhì)中細(xì)菌以有機物為原料并催化其發(fā)生變化，會加速聚合物淬火介質(zhì)的老化，縮短淬火介質(zhì)的使用壽命，并使對流階段冷速加大，淬火時螺栓、螺母變形開裂傾向增大，從而使緊固件的淬火質(zhì)量難以保證。現(xiàn)場只有調(diào)整濃度減慢冷速，但是效果并不明顯。使用生物穩(wěn)定的聚合物淬火介質(zhì)AQ245 以及環(huán)保性能優(yōu)異的速冷劑，可以較好地解決變形與開裂問題。
首先采用新液配置不同濃度的淬火液，通過冷卻特性測試儀測試不同濃度下淬火液的300℃冷速，從而建立不同濃度與冷速的標(biāo)準(zhǔn)表格或圖譜，采用冷卻特性測試儀是較理想的方法。
其次，對于快速淬火油最好每年調(diào)換新油一次；水溶性淬火介質(zhì)不同于淬火油，溫度、濃度、攪拌強度對其冷卻性能的影響較大，建議采用螺旋槳進(jìn)行強力攪拌，以保證冷卻的均勻性，從而獲得組織和硬度的均勻性。
18、快速淬火油使用時間長了為什么會老化？
目前，快速淬火油在緊固件熱處理冷卻介質(zhì)中仍然占主導(dǎo)作用，淬火油的使用溫度升高，會顯著加快其老化的反應(yīng)速度。油溫每提高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度提高約2 ～ 4 倍，原則上淬火油的使用溫度在60 ～ 80℃。淬火油加熱使用和與熱工件反復(fù)接觸，導(dǎo)致淬火油氧化和老化，是其在生產(chǎn)中的最大威脅。
長期的螺栓、螺母淬火操作使淬火油發(fā)生許多復(fù)雜的化學(xué)改變，從而引起油的特性的顯著改變，也使淬火油不斷老化，包括淬火油碳?xì)浠衔餆岱纸獬鲆讚]發(fā)的組分或氣體及一些化合物的氧化，氧化產(chǎn)物經(jīng)聚合會導(dǎo)致油的黏度增大，這是淬火油老化的機制反應(yīng)。
同時，油接觸灼熱工件表面被加熱至較高的溫度，引起油的斷鏈和發(fā)生次級反應(yīng)而生成分解產(chǎn)物，被氧化的碳?xì)浠衔锞幱诟叩牟环€(wěn)定狀態(tài)，會發(fā)生聚合，形成油垢，甚至發(fā)生沾污工件和淤塞管路等嚴(yán)重后果。顯然，淬火油使用過程中碳?xì)浠衔镅趸臋C制應(yīng)予以重視。
快速淬火油使用時間長了為什么會老化？這是淬火油在使用過程中不斷地發(fā)生氧化，工件表面出現(xiàn)油泥和漬斑的主要原因。
隨著使用時間的增加，油的氧化越來越嚴(yán)重，黏度進(jìn)一步增大，油泥也進(jìn)一步增多，這些都使淬火油的冷卻性能下降，以致使工件出現(xiàn)軟點甚至淬不硬，金相檢驗顯微組織：碳素鋼中條塊狀團(tuán)絮鐵素體增多；合金鋼中呈現(xiàn)下貝氏體組織。這時，其實質(zhì)是淬火油在使用過程中發(fā)生了嚴(yán)重的氧化。
隨著淬火油在使用過程中發(fā)生氧化，其羧(SUO- 有機化合物中的含碳、氧、氫COOH 的基叫羧基) 酸含量會逐步升高，故可測試油的酸值來衡量其老化的程度。淬火油在連續(xù)使用2 年以上后，酸值不斷升高，在酸值達(dá)到1.0~1.5mgKOH/g左右時，生成羧酸的速率明顯加快。
淬火油品老化后，其冷卻曲線反映在蒸汽膜階段縮短，最大冷速增大，冷卻曲線整體向右上方移動，高溫冷速加快，工件的可淬硬性下降。酸值達(dá)到1.5mgKOH/g 是淬火油老化的量化指標(biāo)，也是換油的依據(jù)，一般使用達(dá)到1 年就應(yīng)該換新油。
防止淬火油品老化的措施有：使用加氫精制的基礎(chǔ)油和復(fù)合抗氧化劑能有效改善油的抗氧化性能。為提高淬火油的抗老化性能，在使用淬火油時，應(yīng)注意如下事項：使油處于循環(huán)狀態(tài)，及時過濾，防止進(jìn)水，不要部分換油，盡量降低淬火油的使用溫度，減少污染等。
19、聚合物淬火介質(zhì)的細(xì)菌滋生問題。
目前聚合物淬火介質(zhì)因具有環(huán)保、技術(shù)和成本方面的獨特優(yōu)勢，其應(yīng)用越來越廣泛。然而與水和油不同，聚合物淬火介質(zhì)富含有機養(yǎng)料，故易滋生細(xì)菌，從而加速聚合物淬火介質(zhì)的老化，縮短淬火介質(zhì)的使用壽命。使對流階段的冷速加大，從而使緊固件的淬火質(zhì)量難以穩(wěn)定，可能堵塞網(wǎng)帶爐的過濾系統(tǒng)，影響系統(tǒng)的正常運行。
事實上有不少企業(yè)就是因為細(xì)菌的滋生問題，而不得不提前更換在用的淬火劑。細(xì)菌滋生時會釋放出酸性物質(zhì)，使PH 值降低，PH 值降低是細(xì)菌滋生的結(jié)果?？梢酝ㄟ^經(jīng)常檢測聚合物淬火介質(zhì)的PH 值， 揭示細(xì)菌滋生的趨勢或跡象，并采取相應(yīng)的措施，防止細(xì)菌滋生。
較低的PH 值是細(xì)菌滋生的重要原因之一；試驗結(jié)果證明，PH 值低于8.0時就會明顯促進(jìn)細(xì)菌生長。
在PH 值低于8 ～ 8.5 時要及時將其調(diào)高，以防止細(xì)菌滋生和防銹性能的下降。可以采用添加原液的辦法，或用供應(yīng)商提供的PH 值調(diào)節(jié)劑來調(diào)整PH 值。不可用無機鹽或堿如NaOH、Na2CO3，會污染聚合物淬火劑，影響濃度的準(zhǔn)確測量，并影響淬火過程中的傳熱，所以現(xiàn)場不宜用無機堿或無機鹽來提高PH 值。在淬火過程中產(chǎn)生的氧化皮、碳黑會不斷地淤積在系統(tǒng)中，不僅會堵塞過濾器，也易滋生細(xì)菌，因此應(yīng)定期進(jìn)行清理，盡可能保持淬火介質(zhì)潔凈。
為此，滋生細(xì)菌與聚合物淬火介質(zhì)和配液用水的質(zhì)量，淬火系統(tǒng)的循環(huán)、PH 值、雜質(zhì)雜油以及空氣中的細(xì)菌等因素有關(guān)，應(yīng)針對這些因素采取相應(yīng)的措施，以減少細(xì)菌的滋生，而保證聚合物淬火介質(zhì)的冷卻性能。
20、碳素鋼淬火時用水冷為什么硬度不均？
碳素鋼淬火時用水淬火，金相檢驗組織中有白色網(wǎng)狀或塊狀組織出現(xiàn)，這時硬度檢驗時就有一邊硬一邊軟的硬度不均現(xiàn)象。當(dāng)鋼的化學(xué)進(jìn)行成分一定的情況下，大截面螺栓淬火時，由于淬透性的影響，從表層到芯部，冷卻速度由快變慢，此時出現(xiàn)的白色網(wǎng)狀或塊狀組織通?？紤]是先共析鐵素體，形態(tài)由斷續(xù)細(xì)小半網(wǎng)狀向粗網(wǎng)狀過渡，因為一般情況下淬火溫度不會出現(xiàn)太大的偏差，淬火組織中出現(xiàn)未溶鐵素體的幾率較小，先共析鐵素體的形態(tài)與冷卻速度有關(guān)。
所以組織檢驗時首先應(yīng)從冷卻速度排查，然后考慮化學(xué)成分以及加熱溫度，就能找到真正的原因。
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