40CrMo调质处理工艺（淬火+高温回火）

40CrMo是一种中碳合金结构钢，具有较高的强度、韧性和淬透性，广泛应用于轴类、齿轮、连杆等重要机械零件。其调质处理（淬火+高温回火）可得到回火索氏体组织，使材料兼具良好的综合力学性能。  

1. 调质工艺流程  

1. 预热（可选）  

   - 对于大尺寸或复杂工件，可在500~600℃预热，减少热应力，防止开裂。  

2. 淬火加热  

   - 温度：850~870℃（Ac₃以上30~50℃）  

   - 保温时间：按工件有效厚度计算（1.2~1.5 min/mm，空气炉稍长）  

   - 保护气氛：防止氧化脱碳（可采用氮气或甲醇裂解气）  

3. 淬火冷却  

   - 淬火介质：油淬（40~80℃机械油）或水溶性淬火液（PAG类，浓度5%~10%）  

   - 冷却方式：适当搅拌，避免蒸汽膜导致软点  

4. 高温回火  

   - 温度：550~650℃（常用600℃）  

   - 保温时间：2~4 h（按工件厚度调整）  

   - 冷却方式：空冷（避免回火脆性）  

2. 关键工艺控制要点  

- 淬火温度：过高易导致晶粒粗大，过低则奥氏体化不充分。  

- 冷却速度：40CrMo淬透性较好，但需避免过快冷却（水淬易开裂，优先选用油或聚合物淬火液）。  

- 回火温度：  

  - 500~550℃：较高强度，但韧性较低（适用于高载荷零件）。  

  - 600~650℃：良好强韧性匹配（最常用）。  

- 回火后冷却：避免在400~550℃慢冷（防止第二类回火脆性）。  

3. 常见问题及对策  

- 淬火开裂：控制冷却速度，避免尖角处应力集中，可采用分级淬火（如先空冷至700℃再油冷）。  

- 软点：确保淬火介质清洁、充分流动，避免表面氧化皮影响冷却。  

- 回火脆性：若在敏感温度区间（400~550℃）回火，回火后应快冷（水冷或油冷）。  

4. 应用举例  

- 齿轮轴：870℃油淬 + 600℃回火，硬度28~32HRC，保证耐磨性和抗疲劳性。  

- 连杆：850℃PAG淬火 + 620℃回火，硬度25~30HRC，提高冲击韧性。  

通过合理控制淬火和回火工艺，40CrMo可获得优异的强韧性和疲劳寿命，满足高负荷工况需求。