淬火鍛件有哪些特點(diǎn)？
鍛件是指通過對金屬坯料進(jìn)行鍛造變形而得到的工件或毛坯。利用對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，可改變其機(jī)械性能。鍛件按坯料在加工時的溫度，可分為冷鍛溫鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于金屬坯料的再結(jié)晶溫度下加工。
鍛件在淬火狀態(tài)下有以下三個主要特征。組織特征:根據(jù)鍛件尺寸、加熱溫度、時間、轉(zhuǎn)變特征及利用的冷卻方式，鍛件淬火后的組織主要由馬氏體或馬氏體＋殘余奧氏體組成，此外，還可能存在一些未溶碳化物。馬氏體和殘余奧氏體在室溫下都處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，它們都有向鐵衆(zhòng)體加滲碳體的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。
硬度特征:由碳原子引起的點(diǎn)陣畸變通過硬度表示出來，它隨過飽和度（即含碳量)的增加而增加。淬火組織硬度、強(qiáng)度高，塑性、韌性低。
應(yīng)力特征:包括微觀應(yīng)力和宏現(xiàn)應(yīng)力，前者與碳原子引起的點(diǎn)陣畸變有關(guān)，尤其是與髙碳馬氏體達(dá)到最大值有關(guān)，說明淬火時馬氏體處于緊張受力狀態(tài)之中；后者是由于淬火時橫截面上形成的溫差而產(chǎn)生的，工件表面或心部所處的應(yīng)力狀態(tài)是不同的，有拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，在工件內(nèi)部保持平衡。如不及時消除淬火鍛件的內(nèi)應(yīng)力，會引起零件的進(jìn)一步變形乃至開裂。
綜上所述，淬火工件雖有髙硬度與髙強(qiáng)度，但跪性大，組織不穩(wěn)定，且存在較大的淬火內(nèi)應(yīng)力，因此必須經(jīng)過回火處理才能使用。一般來說，回火工藝是鍛件淬火后必不可少的后續(xù)工藝，它也是熱處理過程的最后一道工序，它賦予工件最后所需要的性能。
回火是將淬火鋼加熱到一定值以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。它的主要目的為：合理地調(diào)整鋼的硬度和強(qiáng)度，提高鋼的韌性，使工件滿足使用要求；穩(wěn)定組織，使工件在長期使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而穩(wěn)定工件的形狀與尺寸；降低或消除鍛件的淬火內(nèi)應(yīng)力，以減少工件的變形，并防止開裂。
在工件調(diào)質(zhì)、退火、正火狀態(tài)下，硬度低于45HRC，切削加工對工件的質(zhì)量包括表面光潔度、殘余應(yīng)力、加工余量、表面脫碳貧碳層得去除等，影響均不明顯，不至于造成工件潛在性能的變化。
對工件淬硬的鋼或工件加工，又稱為硬態(tài)加工，工件硬度高達(dá)50~65HRC，材料主要包括普通淬火鋼、淬火態(tài)模具鋼、軸承鋼、軋錕鋼及高速鋼等，切削加工的影響就較明顯，切削加工過程中切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)、高速摩擦和磨損等因素都會對已加工表面造成一定程度的破壞。硬態(tài)切削已加工表面的完整性內(nèi)容主要包括表層組織形態(tài)以及硬度、表面粗糙度、尺寸精度、殘余應(yīng)力的分布和白層的產(chǎn)生。
已加工表面硬度隨切削速度的提高而增加，隨進(jìn)給量得切削量得增大而降低。而且已加工表面硬度越高，硬化層深度越大。結(jié)果顯示，硬態(tài)切削后工件表面均勻殘余壓應(yīng)力，而磨削后工件的最大壓應(yīng)力主要集中在鍛件表面。
刀具鈍角半徑越大，殘余壓應(yīng)力值越大；工件硬度越高，殘余壓應(yīng)力值越大。工件硬度對工件表面完整性的影響極大，工件硬度值越大，越有利于殘余壓應(yīng)力的形成。
影響硬態(tài)切削已加工表面質(zhì)量的另一個重要因素是白層的形成。白層是伴隨著硬態(tài)切削過程所形成的一種組織形態(tài)，它具有獨(dú)特的磨損特性：一方面硬度高，耐蝕性好；另一方面又表現(xiàn)出較高脆性，易引起早起剝落失效，甚至形成工件加工之后放置一個階段后開裂。在高剛性數(shù)控車床上采用陶瓷和PCBN刀具切削淬硬AISIE52100軸承鋼時發(fā)現(xiàn)：鍛件表層和亞表層的組織狀態(tài)發(fā)生變化，其微觀組織由白色的未回火層和黑色的過回火層組成。
目前將白層視為馬氏體組織的觀點(diǎn)得到一致認(rèn)可，主要爭議在于白層的精細(xì)結(jié)構(gòu)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為白層是相變的結(jié)果，是由材料在切削過程中被快速加熱和驟然冷卻而形成的晶粒細(xì)小的細(xì)晶馬氏體組成。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為白層的形成僅術(shù)語變形機(jī)制，只是由塑性變形而得到的非常規(guī)型馬氏體。
