亞溫淬火新工藝對鋼的原始組織有一定的要求，原始組織為調質態時，亞溫淬火可獲得良好的效果。亞溫淬火的加熱溫度以略低于Ac3為最佳，淬火組織中保留少量韌性鐵素體。若接近于Ac1的溫度加熱，則組織中將會存在大量未溶鐵素體，將使鋼的性能變壞。亞溫淬火后的回火溫度以500~600℃的效果為最佳。

幾種鋼的最佳亞溫處理與普通調質處理后的性能比較列于下圖。

亞共析鋼，亞溫淬火能實現鐵素體 共析點轉變的馬氏體可以將機械性能達到亞溫淬火的最佳狀態，尤其是可以得到較高的沖擊功，這一點在中碳鋼及中碳合金鋼中表現的較明顯。相對于調質組織狀態性能，亞溫淬火不可能得到較高的屈服強度，因此屈強比較低，強度較低；疲勞壽命較低。在某些特定情況下，是可以以這種組織狀態使用。

許多熱處理新工藝已作為鋼的強韌化手段而發展起來，利用韌性相的復合組織即為其中之一。亞溫淬火就是利用韌性相鐵素體的存在而顯示出其工藝的生命力。亞溫淬火可稱為亞共析鋼的不完全淬火、兩相（α γ）區淬火或臨界區淬火。亞溫淬火所獲得的組織為馬氏體一鐵素體雙相組織。

按經典熱處理的觀念，亞共析鋼淬火必須進行完全奧氏體化，即完全淬火，而不允許有鐵素體存在。因此，（α γ）兩相區對亞共析鋼淬火而言曾是一個禁區，亦即亞共析鋼不允許進行不完全淬火，理由是鐵素體的存在使鋼的性能變壞。

然而，國內外的研究結果表明，亞溫淬火的優點不僅打破“禁區”這一陳舊觀念，而且成為強韌化的基礎。對結構鋼進行亞溫淬火，獲得在馬氏體基底上保留少量彌散分布的鐵素體組織，其優點可歸納為以下幾方面：第一，提高鋼在室溫和低溫下的沖擊韌性，從而擴大材料的使用范圍；第二，降低鋼的冷脆轉變溫度，材料可在更低的溫度下處于韌性狀態；第三，抑制鋼的可逆回火脆性，因而可以降低調質件的回火溫度而使強度得到恢復，從而在不犧牲強度的前提下獲得高韌性。

在正常的完全淬火與回火之間增加一次或多次加熱溫度在Ac1~Ac3之間的亞溫淬火，可以顯著提高鋼的韌性，降低脆性變溫度，減少高溫回火脆性。

1、亞溫淬火細化了晶粒，得到適量的均勻分布的細小鐵素體組織，阻抑裂紋擴展，ak值與回火溫度成正比例增加，與常規淬火工藝比，獲得相等硬度可用較低回火溫度，兼有更高韌性，且可抑制應力集中與阻礙裂紋萌生及擴展；

2、亞溫淬火組織中存在未溶鐵素體，使奧氏體中碳和合金元素含量增加，淬火后存在少量穩定的殘余奧氏體，亦可阻止裂紋的萌生與擴展；

3、亞溫淬火可降低有害雜質元素在奧氏體晶界偏聚，起到凈化晶界作用；

4、亞溫淬火溫度低，經形變淬火而細化了的未溶鐵素體可阻止晶粒長大，沿淬火前原粗大奧氏體晶界可形成極細的奧氏體晶粒，晶粒細化，晶界增多，故單位界面上有害雜質元素含量降低，有利于增加強韌性，降低缺口敏感性。

5、使引起可逆回火脆性的P、Si、Sb等雜質富集在鐵素體中，減少它們在奧氏體晶界上的偏聚機會，降低晶界脆性。

影響亞溫淬火強韌化效果的因素頗多，諸如鋼中含碳量的影響、原始組織的影響等。通過改變材料的成分、采用形變亞溫淬火和調整亞溫淬火前的熱處理規范（包括預處理的加熱溫度、保溫時間和冷卻方式）等工藝，以控制α相形態的方法可以獲得定向相間分布的兩相纖維狀復合組織、針狀α相，從而獲得材料所需性能。 2100433B

淬火溫度又叫淬火加熱溫度，是指對將進行淬火處理的工件進行加熱所達到的最高溫度，也是其進行冷卻處理時的初始溫度，其在臨界溫度以上。通常亞共析鋼的淬火溫度為Ac3以上30~50度；共析鋼或過共析鋼的淬火溫度為Ac1以上30~50度。

等溫淬火是將奧氏體化后的工件淬入M_s點以上某溫度的鹽浴中等溫保持足夠長時間，使之轉變為下貝氏體組織，爾后于空氣中冷卻，這種淬火方法稱為等溫淬火，如圖1曲線e所示。

由于等溫溫度比分級淬火高，減小了工件與淬火介質的溫差，從而減小了淬火熱應力，又因貝氏體的比體積比馬氏體小，而且工件內外溫度較為一致，故淬火組織應力也較小。因此，等溫淬火可以顯著減小工件變形和開裂傾向，適宜處理形狀復雜、尺寸要求精密的工具和重要的機器零件，如模具、刀具、齒輪等。

同分級淬火一樣，等溫淬火也只能適用于尺寸較小的工件。等溫溫度和時間應視工件組織和性能要求，由該鋼的TTT圖確定。等溫溫度越低，獲得淬火硬度越高。一般認為采用肘。 30℃等溫可獲得良好的強度和韌性。等溫時間可根據工件心部冷卻到等溫溫度所需要的時間再加上TTTT圖上該溫度下完成組織轉變所需要的時間來確定。除了上述幾種典型的淬火方法外，近年來還發展了許多提高鋼的強韌性的新的淬火工藝，如高溫淬火，循環快速加熱淬火，高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火和亞共析鋼的亞溫淬火。

原則上可根據相圖來確定這類合金的加熱溫度，如《選擇淬火溫度示意圖》所示：

淬火加熱溫度的下限為固溶度曲線（ab），而上限為開始熔化溫度。一般進行淬火一時效處理的合金。合金元素濃度高。由《選擇淬火溫度示意圖》可知，淬火溫度的要求比較嚴格，容許的波動范圍小。例如某些鋁合金淬火溫度僅容許±（2～3）℃的波動。因此，淬火加熱所采用的設備一般為溫度能準確控制以及爐內溫度均勻的浴爐和氣體循環爐，工件以單片或單件的方式懸掛于爐中，這不僅能保證均勻加熱，而且能保證淬火時均勻冷卻。當然，對于淬火溫度范圍較寬的合金，淬火加熱就易于控制。

淬火時金屬內部會發生一系列物理、化學變化，除最主要的相態變化外，還會產生再結晶、晶粒長大以及與周圍介質的作用等，這些變化對淬火后合金的性能都會帶來影響。在確定淬火溫度時，應根據不同合金的特點予以考慮。例如，在不發生過燒的前提下，提高淬火溫度有助于時效強化過程，但某些合金（6A02鋁合金）在高溫下晶粒長大傾向大，則應限制最高的加熱溫度。

過燒是淬火時易出現的缺陷。輕微過燒時，表面特征不明顯，顯微組織觀察到晶界稍變粗，并有少量球狀易熔組成物，晶粒亦較大。反映在性能上，沖擊韌性降低，腐蝕速率大為增加。嚴重過燒時，除了晶界出現易熔物薄層，晶內出現球狀易熔物外，粗大的晶界平直、嚴重氧化。三個晶粒的銜接點呈黑三角，有時出現沿晶界的裂紋。在制品表面，顏色發暗，有時也出現氣泡等凸出晶粒。