摘要：采用正交组合回归设计试验方法研究了亚温淬火条件下，淬火温度和回火温度对

45

钢强度及硬度的影响规律，并分析了该钢亚温淬火后的组织与性能。结果表明，在

740～

800　

℃范围内，随淬火温度升高，　45 钢的强度及硬度升高，淬火组织中铁素体量逐步

减少，其分布形态也发生明显变化，　

800　

℃淬火后的力学性能接近于常规的 840　℃淬

火。在试验的基础上，提出了

45 钢活塞（780　±10）　

℃淬火+　（550　±10）　℃回火

的调质处理新工艺。

 

　　关键词：亚温淬火

 调质处理 抗拉强度 

　　

1 金属热处理的基本概念 

　　热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过
程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早
是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境
污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加
热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），
这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、
熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

 

　　

2 具体成型处理方法的归纳 

　　从以上定义可以看出，不论是退火、正火、淬火还是回火，热处理过程中都要对工件进
行加热、保温和冷却。所以金属热处理中，加热速度，保温时间和冷却速度成为热处理工艺
中最重要的工艺参数。

“四把火”中，淬火和回火（时效）关系最为密切，常常配合使用，二

者缺一不可。但在实际生产中，为了节约成本，提高生产效率，对于性能要求低的产品，往
往用在线淬火代替淬火炉淬火，用自然时效代替回火。比如在挤压

6060、6063 等低合金化合

金型材时，由于这些合金的淬火敏感性很低，硅、镁在固溶温度以上固溶很快。所以在保证
挤压材出料口温度高于固溶温度时，通过风冷淬火也能获得固溶程度较大的过饱和固溶体。

 

　　

3 材料成型和热处理仿真研究 

　　在微观设计活动的语境下，材料、成型、形态三者有着相互作用的关系，不仅仅是选择
和被选择或是选择和接受的一般关系。材料和成型

——材料是微观设计活动中所涉及到的材

料（包括天然材料和人造材料），成型是材料基于其物理和化学特性上的成型　；成型是
材料在物理上和化学上变化后的结果或以化学变化为手段产生的物理上的形态结果。如　：
铝材在铸造的过程中，利用其化学特性使之在特定条件下改变材料特性，又因特定外部条
件的作用恢复铸造之前的特性，但此时的物理形态已经发生了较大的变化，达到设计师的
设计需求。材料决定成型，也就是说，在材料既定的前提下，成型是材料的特性（物理、化
学特性）规定的；超出材料特性（物理、化学特性）的成型方式，在现实的微观设计活动中
存在的几率很小，或只能通过材料和材料的复合使用才能达到　；即使在

CAD 软体中可以

近似模拟，在微观设计活动中可能成本很高失去实用价值或存在本身并不合理。如：一个由
塑料制成的箱子和一个由木材制成的箱子，由于他们应用的材料不同，使得在实践加工之
后产生的形态结果迥然不同。在为广大受众服务的批量化生产条件下，塑料的箱子以注塑成
型的方式制成，材料的物理和化学特性，如上文所介绍的，其转角和过度的部位应呈现

r

半径转角的形态，以方便液态的塑料在模腔中的均匀流动和分布，减少生产缺陷　；而换
一种加工方式，塑料箱子的形态也可能是清棱清角的形态，但其结果理想程度不如前者。

 

　　

4 在成型技术中的金属热处理应用 

　　由于材料的特性决定这样的缺陷明显

——应力的分布没有注塑成型的形态分布均匀，

在粘接处应力集中，容易变形或损坏。并且，从生产的角度考虑，由于粘接成型加工特点的
限制，这样的成型方式在大多情况下要由手工完成，很难适应服务广义大众的批量化生产。
成型和形态不一定是一一对应的方式，相同的成型方式由于所应用的材料不同而产生不同