24.2.2 锻热淬火工艺
1.锻热淬火
锻热淬火是工件或毛坯经高温锻造后立即淬火的复合热处理工艺，它实际上是形变温度（一般在1050～1250℃）较高的高温形变淬火处理。
锻热淬火可简化工件生产过程中的热加工工艺，节约燃料，并能提高钢的强韧性等优点。与普通热处理相比较，钢经锻热淬火后可使各项力学性能分别提高：硬度10%、抗拉强度3%～10%、伸长率10%～40%、冲击韧度20%～30%。此外，经锻热淬火后，钢材具有很高的耐回火性，强化效果可保持在600℃以上。
锻热淬火工艺参数对强化效果有很大影响，其中尤以锻造温度和锻造后淬火前的停留时间影响最大。
从获得最佳强韧化效果出发，希望锻造温度不宜过高，以避免工艺过程中奥氏体连续动态再结晶的发生。锻造后淬火前的停留时间，是现场作业的重要经验数值，随着停留时间的延长，钢的硬度、强度和冲击韧度同时降低；锻造温度越高，这种下降趋势越明显。因此，锻后应立即淬火。对碳钢可有3～5s的停留，合金钢停留时间可较此稍长。
锻热淬火具有强化钢材，简化工艺，节约能源等优点，所以在生产中得到了广泛应用。例如，某厂生产的135柴油机连杆，使用40Cr钢制造，原生产时的热加工工艺流程为：下料→热模锻→预备热处理→淬火→回火等。现改为锻热淬火，其工艺为1150～1180℃奥氏体化，均热后模锻，形变时间为13～17s，形变量约为40%，紧接着在2150kN曲柄压力机上切边、校直后立即淬火（此时工件温度为900～1000℃），最后再进行650℃回火。采用锻热淬火工艺后将热加工工艺过程简化为：下料→热模锻并锻热淬火→回火，即省去了预备热处理及再加热淬火工序。
锻热淬火节约了能源、工时，并减少了多次加热时的氧化、脱碳等弊病。如锻热淬火所加工的连杆经179kW、2200r/min的1800h运转试验，产品质量稳定。
2.锻热预冷淬火
对某些钢材，形变后实行预冷淬火，可提高铸件的淬透性及强韧性。如45Mn2钢制钢球（ϕ70mm、ϕ80mm、ϕ90mm、ϕ100mm）进行锻热预冷淬火，始锻温度1200℃，终锻温度1000～1050℃，锻后预冷不同时间后水淬，然后沿钢球中心切开，测量沿径向的硬度分布，结果见表24-4。
表24-4预 冷淬火对钢球径向硬度的影响
由表24-4中数据可见，预冷淬火明显增大了硬度高于50HRC淬硬层的深度；同时也增大了ϕ90mm、ϕ100mm钢球的半马氏体组织区域的深度。
此外，在相同使用条件下考核使用寿命：锻后预冷淬火的钢球的使用寿命是锻后直接淬火钢球的2倍。
3.螺纹钢筋轧后余热处理
螺纹钢筋热轧后利用余热进行浅冷淬火、自回火处理，可在表面得到回火索氏体组织，心部也因浅冷淬火时冷速较快，组织中铁素体较少，珠光体较多（伪共析），从而使钢筋的强韧性大幅度增长。
例如，20MnSi螺纹钢筋，热轧状态下供货，性能符合GB/T1499—2002规定的σs≥335MPa、σb≥510MPa、δ5≥16%要求。
对20MnSi螺纹钢筋进行如下规程的轧后浅冷淬火、自回火处理，可使其强韧性大为提高：
1）热轧变形量：热轧变形量93%（截面60mm×60mm的方坯，轧制成ϕ18mm的螺纹钢筋）。
2）终轧温度：900～950℃。
3）浅冷淬火：螺纹钢筋通过盛有水压力为0.08～0.15MPa的水管，浅冷淬火1～1.26s出水，淬火层深度为1.2～1.4mm。
4）自回火：自回火温度550～600℃。
经轧后热处理，螺纹钢筋的强韧性大大高于GB/T1499—2002所规定的数值，扩大了20MnSi钢制螺纹钢筋的应用范围。