热处理加工中残余奥氏体的控制方法介绍？

　　​热处理加工中零件淬火后总会或多或少的留有一些未转化的残留奥氏体。过多的残留奥氏体对零件的使用寿命和硬度不利，会造成软点和尺寸的不稳定性，但适量的残留奥氏体可以提高零件的疲劳强度。我们可以通过控制残留奥氏体来控制产品质量和使用寿命，以达到预期效果。
1.残留奥氏体对各类零件的影响

（1）滚动轴承要求有良好的耐磨性、高的滚动疲劳强度和好的尺寸精度稳定性，在常用应力水平下残留奥氏体对疲劳寿命影响不大。实际生产中轴承钢淬火后，一般不经过冷处理。

（2）齿轮一般也不需冷处理。残留奥氏体有利于其疲劳寿命的增加。

（3）对工具钢，残留奥氏体可增加耐冲击性。对于切削工具，残留奥氏体降低硬度使切削性能变坏。对钻头、丝锥等主要承受扭转应力的工具，适量的残留奥氏体是有利的。对压力加工的模具钢，尤其冲头适量的残留奥氏体是有益的。残留奥氏体相对于马氏体来说，残留奥氏体似海绵，可缓冲冲击，提高韧性，提高表面接触疲劳强度，延长冲头使用寿命。

（4）对量具，残留奥氏体不利于保证尺寸精度，必须用冷处理尽可能地消除残留奥氏体。

2.残留奥氏体影响因素分析

随着合金元素的提高，含碳量的增加，淬火中间停留或冷却速度缓慢，淬火温度提高，都会使残留奥氏体增加。淬火时冷却中断并等温停留，会使马氏体最终转变量减少，残留奥氏体增多，这就是奥氏体的热稳定化。含碳量在共析点0.8左右，残留奥氏体在25%以下，残留应力为压应力。零件渗碳后表面含碳量高，淬火后残留奥氏体增多。

决定残留奥氏体含量的主要因素分别是：

（1）原材料合金元素的影响：Mn、Ni、Cr合金元素使淬火后残留奥氏体增加。

（2）原材料碳含量增加，使残留奥氏体增加。

（3）热处理工艺上，奥氏体化温度提高，淬火温度提高，淬火终止温度提高，淬火冷却速度减弱，淬火中间停留，都会使残留奥氏体增加。在零件材料确定的基础上，热处理适当降低淬火温度，增加冷处理（延续淬火）等都是减少残留奥氏体的有效措施。零件经淬火冷处理回火后残留奥氏体均≤10%，GCr15轴承钢一般在5%左右。

3.减少残留奥氏体措施

一般热处理淬火后进行马氏体转变，同时不可避免地会出现残留奥氏体。要消除或控制残留奥氏体，主要有以下几种方法：

（1）增加冷处理。冷处理是淬火得延续其实质是降低冷却终止温度，使残留奥氏体进一步转化为马氏体。这在GCr15的柱塞偶件中广泛运用，是促使残留奥氏体转变的最有效的方法。一般残留奥氏体控制在10%以内。

（2）用贝氏体淬火取代马氏体淬火，即提高淬火终止温度，一般在Ms点附近等温，使反应生成铁素体和渗碳体形成的针状下贝氏体的类平衡组织，因不进行马氏体转变，而减少残留奥氏体。

（3）热处理工艺参数调整：①低碳钢渗碳时控制碳势，控制表面碳含量，控制氮碳化合物及碳化物级别，从而控制残留奥氏体。②降低奥氏体化淬火温度，淬火后立即回火，也可减少残留奥氏体的含量。③提高回火温度。可使钢中残留奥氏体转变为马氏体或分解，从而减少残留奥氏体。低于200℃回火，钢中残留奥氏体不分解。经过200～300℃回火，钢中残留奥氏体开始分解为下贝氏体。高于300℃回火，钢中残留奥氏体完全分解。在高速钢560℃回火冷却时一部分残留奥氏体发生马氏体转变，提高硬度，减少残留奥氏体。

（4）碳氮共渗时，氨气及碳氮化合物导致残留奥氏体增多。采用渗碳+淬火工艺取代碳氮共渗淬火，经过冷处理后可使在500倍放大镜下肉眼观察不到，残留奥氏体基本小于10%或5%。

4.生产运用

在具体生产中，运用于CB18、CPN2.2-0401挺柱体、滚轮衬套渗淬后残留奥氏体的控制。通过控制气氛，氨气通入量由40～80L/h,调整至20L/h；丙烷控制在200L/h，控制减少表面氮碳化合物及碳化物。降低淬火温度：由850℃调整至820～830℃，增加冷处理，回火温度由180℃提高到200℃等一系列工艺参数调整措施，使结果大为改善，控制残留奥氏体小于10%，达到技术要求。