大型船用锻件（如曲轴、舵杆、推进轴等）的淬火工艺需要兼顾材料性能、尺寸限制和工艺可控性。以下是其锻件典型淬火流程及关键技术要点：

1. 材料与预处理

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常用材料：低合金高强度钢（如34CrMo、42CrMo、30CrNiMo等），需具备良好的淬透性和韧性。

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预处理：锻后正火或退火以细化晶粒、消除应力，为淬火做好组织准备。

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2. 加热阶段

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加热设备：大型台车式燃气炉或电炉（炉温均匀性±10℃以内），特大件可能采用局部加热。

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温度控制：

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淬火温度：850~900℃（依材料而定），如42CrMo通常860℃。

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分段加热：避免热应力开裂，如先400℃预热，再升至淬火温度。

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保温时间：按截面厚度计算（通常1.5~2分钟/mm），确保心部透热。

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3. 淬火冷却

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冷却介质选择：

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水淬：用于碳钢或简单形状件，冷却快但易变形开裂。

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聚合物溶液（如PAG）：平衡冷却速度与开裂风险，适合合金钢。

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油淬：用于高合金钢或复杂形状件（冷却较慢，变形小）。

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喷雾/风冷：特大件或局部淬火时采用。

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关键控制：

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介质温度：水20~40℃，油60~80℃，需循环过滤。

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冷却时间：通过CCT曲线确定，避免冷至Ms点（马氏体转变开始温度）以下过快。

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4. 特殊工艺应用

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差温淬火：对大型曲轴等仅对关键部位（如轴颈）快速冷却，其余部分缓冷。

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喷淋淬火：通过多喷嘴系统对工件表面均匀喷淋，控制冷却梯度。

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压床淬火：如舵板淬火时用模具压住防止变形。

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5. 后处理

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及时回火：淬火后4小时内进行高温回火（550~650℃），消除残余应力并调整硬度。

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深冷处理（可选）：对某些高合金钢，-70℃以下处理以提高尺寸稳定性。

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6. 质量检测

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硬度测试：表面与心部硬度需符合规范（如船级社标准）。

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UT/MT探伤：检测淬火裂纹或内部缺陷。

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金相分析：确保马氏体/贝氏体组织比例达标。

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7. 工艺难点与应对

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变形控制：通过夹具、对称冷却或后续矫直处理。

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开裂风险：优化冷却速率，避免在300℃以下快速冷却（脆性区）。

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尺寸限制：超大型件可能需分段淬火或特殊工装。

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示例：船用曲轴淬火

1. 

加热：860℃保温6小时（截面直径500mm）。

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3. 

冷却：PAG溶液喷射冷却，芯部冷却速率控制在5℃/s。

4. 

5. 

回火：620℃回火8小时，硬度降至250~300HB。

6. 

大型船用锻件淬火的核心是精准控制冷却梯度与组织转变，需结合材料学、热力学与现场工艺经验，通常需通过有限元模拟（如DEFORM）优化参数。不同船级社（如DNV、ABS）对工艺认证有严格要求。