面對緊固件材料價格一路攀升，電力能源危機日趨嚴重，緊固件行業利潤越來越微薄，怎樣降低生產成本，優化生產工藝，已經成為了我們緊固件行業急待解決的難題。作為一名緊固件熱處理工作者更肩負不可推卸的責任。據這些年粗略統計，中國熱處理的平均能耗約為1500KW·h/t，而同期世界的先進水平達400KW·h/t，其間的差距不言而喻。亞溫淬火(也叫雙相區淬火)，作為一項較先進的理論早已在學術界提出。由於我們熱處理工作者在現實生產中過於保守，這項理論並沒有得到廣泛的應用。因此，我將本人在這方面取得的經驗與大家分享！
本人一直在高強度緊固件生產廠家工作，熱處理車間歷史悠久，對長桿件淬火變形有感觸。下面本人就從以下幾方面來說明亞溫淬火的具體應用。
一、熱處理設備
本公司的熱處理設備是由中門子爐業製造有限公司製造的保護氣氛電爐。淬火爐分三個區，總功率75KW，爐內氣氛為滴注式甲醇裂解氣。回火爐為一個區，功率45KW。是屬於一種非常傳統的熱處理設備。淬火介質為循環流動的N a OH水溶液(濃度約為1.5%，溫度約為40℃)。
二、熱處理產品
該產品是一種典型的緊固件，為GB/T5789 M8X110，性能等級為8.8級(如下圖1)
生產工藝為：熱軋盤條→球化退火→磷化→拉絲→冷鐓→搓絲→熱處理→校直→電鍍→成品。球化退火組織(如圖2)。
原材料是由寶山鋼鐵股份有限公司生產的SWRCH35K，化學成分如表1：
三、傳統工藝參數
以前本公司的工藝參數：淬火溫度為850±10℃，保溫60分鐘，冷卻介質為循環流動的氫氧化鈉溶液(NaoH為1.5%左右，溫度為40℃左右)，回度溫度為490±10℃，保溫90分鐘。然而每次回火出來的產品均有部分變形彎曲，不得不挑選、校直，而校直時難免碰傷成為廢品。也曾將工藝改為熱軋盤條→球化退火→磷化→拉絲→冷鐓→熱處理→校直→滾絲→電鍍→成品，但增加了碾牙的難度，也延長了製造周期(因搓絲為自動搓絲，而滾絲為人工滾絲)。怎樣才能在不增加生產成本的前提下，徹底消除這種現象。於是，我們想到了亞溫淬火，所謂亞溫淬火，就是將亞共析鋼工件加熱到Ac1—Ac3溫度區間內淬火，獲得以馬氏體和鐵素體為主的淬火工藝。該工藝不僅提高了回火后的韌性、降低了回火脆性傾向及冷脆轉變溫度，而且消除了回火脆性狀態的晶間斷裂傾向。經多次試驗，成功地將此理論用於了實踐，不僅消除了變形超差，而且節省了大量電能。
四、新工藝參數
淬火溫度為810±10℃，保溫60分鐘，冷卻介質為循環流動的氫氧化鈉溶液(NaoH為1.5%左右，溫度為45℃左右)，回火溫度為480±10℃，保溫90分鐘，然而回火出來的產品不僅機械性能合格，而且變形也控制在合格範圍之內。
五、內部組織分析
我們先來看看新工藝淬火組織(如圖3)：
整個視場由鐵素體和馬氏體組成，而且鐵素體顆粒非常細小，總含量為5%—8%之間。馬氏體晶粒也非常細小，幾乎看不見馬氏體針。我們再看看原材料球化組織圖，可以看出球狀珠光體幾乎都分佈在晶界附近且非常均勻。螺栓入爐加溫，當工件溫度升高至Ac1時，在晶界附近處的球狀珠光體逐漸溶解成奧氏體，隨著溫度的升高，奧氏體區域逐漸擴大。達到淬火溫度時，只有極少量的鐵素體未溶解成奧氏體，而此時這些鐵素體呈小島狀或顆粒狀彌散分佈在形體各異的奧氏體上。淬火冷卻時，由於冷卻速度足夠快，奧氏體迅速轉變成馬氏體，此時產生巨大的熱應力和組織應力。但是由於有少量的硬度很低的鐵素體的存在，它通過變形消減了幾乎全部的組織應力，況且，由於淬火溫度降低，也相對減小了熱應力的作用，因而有效地控制了該螺栓的變形問題。接下來，我們再看看該工件的回火組織(如下圖4，由於400倍難以分辨出鐵素體和索氏體)。
整個視場由回火索氏體和極少量鐵素體組成，鐵素體絕大部分呈條型薄膜狀(組織應力使其變形所致)，彌散分佈。再抽檢該批次螺栓的機械性能，不管是硬度、抗拉強度，還是衝擊吸收功，都完全合格(其中斷面收縮率及延伸率還有明顯提高)，宏觀硬度也不存在軟點。由於本公司的檢測設備有限，其它的性能指標無從檢驗。但我相信，螺栓的內部微觀組織結構決定了外在的宏觀機械性能。合理的組織結構，必將優化各方面性能指標。
總的來說，在未增加任何成本反而節約了成本的前提下，有效地控制了該螺栓的變形。所以我們不能不承認該工藝的合理性、正確性。最後，本人強調一點就是應用亞溫淬火時，一定要控制好原材料的原始組織，以及掌握好淬火溫度(以便控制好鐵素體的含量及形狀)。
