中碳結(jié)構(gòu)鋼在正常淬火后進(jìn)行500～700℃的高溫回火，又可稱為調(diào)質(zhì)處理，獲得的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能。因此，調(diào)質(zhì)處理適用于較大動載荷，尤其是復(fù)合應(yīng)力（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞）下工作的工件。它們通常要求強度及韌性的良好匹配，即高的強韌性。

一、調(diào)質(zhì)的分類

調(diào)質(zhì)處理的目的是使工件獲得良好的綜合力學(xué)性能，而不僅僅是硬度，所以，調(diào)質(zhì)處理應(yīng)按綜合力學(xué)性能分為高韌性調(diào)質(zhì)、強韌性調(diào)質(zhì)和高強度調(diào)質(zhì)3類。

（1）高韌性調(diào)質(zhì)

高韌性調(diào)質(zhì)是工件經(jīng)淬火后進(jìn)行650～700℃超高溫回火，也稱韌化處理。不僅可以使工件獲得一定高的強度和塑性，而且可以獲得相當(dāng)高的韌性。高韌性調(diào)質(zhì)非常適用于冷鐓、冷擠壓用鋼的調(diào)質(zhì)球化處理，緊固件、成形件、彎折件的調(diào)質(zhì)處理，以及高韌性軸、桿件的調(diào)質(zhì)處理。

（2）強韌性調(diào)質(zhì)

強韌性調(diào)質(zhì)是傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)處理，工件淬火后常在550～650℃高溫回火，目的在于提高鋼的韌性，使強度和韌性相匹配，得到較高的綜合力學(xué)性能。強韌性調(diào)質(zhì)適用范圍很廣，約80％以上中碳結(jié)構(gòu)鋼工件都采用此類調(diào)質(zhì)。

（3）高強度調(diào)質(zhì)

高強度調(diào)質(zhì)也稱硬性調(diào)質(zhì)，工件淬火后進(jìn)行500～600℃的高溫回火，是使工件在獲得較高的塑性、韌性的同時顯著提高硬度和強度。此工藝非常適用于減重、輕量化工件，如高強度緊固件、高強度鋼拉桿、錨桿，各種軸類件等要求高疲勞性能、高壽命的工件。

二、調(diào)質(zhì)鋼的分類

文獻(xiàn)強調(diào)指出，影響調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量最重要的因素是鋼的淬透性。淬透性不同的鋼，淬火后得到的淬透層深度便不同，顯微組織也不同，因而沿截面分布的力學(xué)性能也就不同。工件的力學(xué)性能要求越高，尤其當(dāng)工件的截面尺寸很大時，淬透性的影響也就越大。因此，按鋼的淬透性高低，調(diào)質(zhì)鋼分為淬透性最低調(diào)質(zhì)鋼、淬透性較低調(diào)質(zhì)鋼、淬透性較高調(diào)質(zhì)鋼和淬透性最高調(diào)質(zhì)鋼4類。

（1）淬透性最低的調(diào)質(zhì)鋼

淬透性最低的調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)20℃水淬，臨界直徑15～23mm的中碳非合金鋼（中碳碳素鋼）。如35鋼、40鋼、45鋼、50鋼。其中45鋼（代號U20452）是我國應(yīng)用最普遍、使用量最大的調(diào)質(zhì)鋼。由于淬透性最低，因此45鋼的調(diào)質(zhì)處理只適合截面尺寸小于25mm的小工件。

（2）淬透性較低的調(diào)質(zhì)鋼

淬透性較低的調(diào)質(zhì)鋼是指用20℃水淬、臨界直徑為30～54mm，油淬臨界直徑為19～40mm的中碳低合金鋼（質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不大于2.5％）。主要有35Cr、40Cr、45Cr、35Mn2、40Mn2、45Mn2鋼等，其中40Cr鋼（代號A20402）是我國使用量最大的合金調(diào)質(zhì)鋼。常用于中等截面尺寸、力學(xué)性能要求比非合金鋼（碳鋼）高的調(diào)質(zhì)件。

（3）淬透性較高的調(diào)質(zhì)鋼

淬透性較高的調(diào)質(zhì)鋼是指用20℃水淬、臨界直徑為42～85mm，油淬臨界直徑為30～6mm的中碳低合金鋼。主要有30CrMnSi、35CrMnSi、35CrMo、42CrMo、40CrNi鋼等。35CrMo（代號A30352）、42CrMo（代號A30422）鋼是最常采用的中碳低合金調(diào)質(zhì)鋼，主要特點是強度高，韌性好，淬透性較40Cr鋼高，在高溫下有高的蠕變強度和持久強度，可在500℃溫度下長期工作。

（4）淬透性最高的調(diào)質(zhì)鋼

淬透性最高的調(diào)質(zhì)鋼是指用20℃水淬、臨界直徑為60～126mm，油淬臨界直徑為46～114mm的中碳低合金鋼和中碳中合金鋼。主要鋼種有40CrNiMoA（代號A50403）、agtCrMnMo（代號A34402）、37CrNi3（代號A42372）鋼等。常用于制造大截面、承受沖擊載荷的高強度零件，如臥式鍛造機的傳動偏心軸，鍛壓機的曲軸，高強度拉桿、錨桿等。

上述4類調(diào)質(zhì)鋼，僅涵蓋了普通機械用調(diào)質(zhì)鋼，由于鋼的化學(xué)成分不同，截面尺寸不同，熱處理工藝不同，因此各類之間沒有嚴(yán)格的界限。

三、低碳馬氏體鋼代替調(diào)質(zhì)鋼

調(diào)質(zhì)處理是在犧牲強度的條件下提高塑性及韌性的工藝，對發(fā)揮材料的潛力是十分不利的。而低碳鋼及低碳合金鋼強烈淬火成低碳馬氏體的應(yīng)用日益廣泛，成為發(fā)揮鋼材強韌性潛力，延長機器零件壽命的一個重要途徑，因此在工業(yè)生產(chǎn)中低碳鋼強烈淬火可以代替一部分中碳鋼調(diào)質(zhì)處理。

（1）20Cr鋼低碳馬氏體強烈淬火代替40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理

20Cr鋼在350℃回火后，強度、硬度、塑性、沖擊韌度均比調(diào)質(zhì)40Cr鋼高。用20Cr鋼可以取代40Cr鋼制造鉆桿鎖接頭，可減少甚至避免滑扣失效。由于具有高的塑性、斷裂韌度、多沖抗力和冷脆轉(zhuǎn)化溫度較低（<-70℃），可顯著提高鉆桿鎖頭使用壽命。低碳馬氏體強化后具有優(yōu)良的加工性能，并簡化了工序，降低了成本。

（2）20鋼低碳馬氏體強烈淬火代替45鋼調(diào)質(zhì)處理

用20鋼鋼管代替45鋼調(diào)質(zhì)制造鏈板運輸機的方套。20鋼鋼管經(jīng)900℃X7min淬人10%NaCl水溶液，160℃×30min回火，硬度42～46HRC，強度比調(diào)質(zhì)45鋼提高40％，簡化了工序，裝配時不發(fā)生破裂，畸變小，提高了產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率提高了1倍以上。

用20鋼代替45鋼調(diào)質(zhì)制造升降臂連接銷。升降臂連接銷原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。部分零件兩頭φ6mm孔產(chǎn)生裂紋。采用20鋼，1000℃×4.5～5min，淬入5％～15％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）堿水，沒有裂紋。

四、結(jié)束語

（1）調(diào)質(zhì)處理最主要的目的是使工件獲得良好的綜合力學(xué)性能。按力學(xué)性能分類，調(diào)質(zhì)分為高韌性調(diào)質(zhì)，強韌性調(diào)質(zhì)，高強度調(diào)質(zhì)3類。

（2）淬透性是影響調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量的最重要的質(zhì)量特性。按淬透性調(diào)質(zhì)鋼分為淬透性最低、較低、較高及最高4類。

（3）低碳馬氏體鋼代替調(diào)質(zhì)鋼，是結(jié)構(gòu)鋼熱處理發(fā)展的一個重要途徑。