31CrMoV9 31CrMoV9（EN 10085 1.8519）材料 淬火是用油还是淬火液好？

lydia

31CrMoV9 31CrMoV9（EN 10085 1.8519）材料 淬火是用油还是淬火液好？

有个外委件要求调质处理HB270~310，公司以前没做过这种材料。不知道这种材料的调质处理工艺是怎样的？

wangzeshi

好的，很高兴能为您解答关于31CrMoV9（1.8519）热处理的问题。这是一款常见的铬钼钒合金结构钢，广泛应用于高强度齿轮、轴类等重要部件。您公司第一次处理这种材料，谨慎选择工艺是非常正确的。

核心结论：淬火介质的选择

对于31CrMoV9的调质淬火，优先推荐使用快速淬火油。

在满足硬度和淬透性要求的前提下，不推荐直接使用水基淬火液（PAG溶液）。

原因分析：

1.  合金元素特性：31CrMoV9含有铬（Cr）、钼（Mo）、钒（V）等合金元素，这些元素极大地提高了钢的淬透性。这意味着它不需要像碳钢那样剧烈的冷却（如水淬）也能获得足够的马氏体组织。
2.  变形与开裂风险：钒元素在提高淬透性的同时，也增加了钢的淬火开裂敏感性。使用冷却能力过强的水基淬火液，虽然能保证硬度，但会因内外冷却不均产生巨大的热应力和组织应力，极易导致工件变形超差甚至开裂，风险极高。
3.  油的优点：快速淬火油在高温区（约500-600℃）冷却速度足够快，可以避开材料的“珠光体转变鼻尖”，确保奥氏体过冷到马氏体转变区。而在低温区（约300℃以下）冷却速度缓慢，能有效减少马氏体转变过程中的组织应力，从而显著降低工件的变形和开裂倾向。
4.  淬火液的适用场景：只有当工件截面非常大（例如直径 > 150mm），使用淬火油也无法保证心部硬度时，才会考虑使用浓度较高的PAG淬火液，并且需要非常严格的工艺控制和风险预案。

31CrMoV9调质处理工艺详解

调质处理的目标是获得回火索氏体组织，从而使工件具备优良的综合力学性能（高强度与良好塑韧性的配合）。

第一步：淬火

• 淬火温度（Austenitizing Temperature）： 860 ~ 890℃。这是一个标准范围。通常选择880℃左右作为加热温度。钒的碳化物溶解温度较高，适当提高淬火温度有利于合金元素充分溶入奥氏体，保证淬透性。

• 保温时间： 根据工件的有效厚度和装炉量来确定。一般在空气炉中按 1.2 ~ 1.5 分钟/毫米 计算。要确保工件心部也热透，并完成奥氏体均匀化。

• 冷却介质： 快速淬火油，油温建议控制在60-80℃为宜，并保持循环或搅拌，以确保冷却均匀性。

第二步：回火

回火是决定最终硬度的关键步骤。您的要求是HB270-310，这个硬度范围属于中高温回火。

• 回火温度范围： 560℃ ~ 600℃。这是一个估算范围，最终温度需要通过工艺试验确定。

    ◦ 目标硬度HB270-310，大致对应的回火温度在580℃左右。

    ◦ 重要提示：由于炉温、工件尺寸等因素的差异，必须进行工艺试验！

• 保温时间： 回火保温时间通常要长于淬火保温时间，以确保组织转变充分和应力彻底消除。一般建议至少2小时以上，大截面工件需要更长时间。

• 冷却方式： 回火后必须油冷或水冷。这是因为31CrMoV9是铬钼钢，具有明显的高温回火脆性。在500℃以上慢冷（随炉冷）通过脆性温度区时，杂质元素会在晶界偏聚，导致材料冲击韧性急剧下降。快速冷却可以抑制这种脆性。

工艺曲线示意图


温度
|
| 淬火：860-890°C
|*************************\
|                          \
|                           \  淬入快速淬火油
|                            \（搅拌/循环）
|                             \________
|                                      \
|                                       \...
|                                        |
|                                        | 空冷至室温
|----------------------------------------+-----------
|                                                                        时间
|
|
|        回火：560-600°C
|        *******************************
|        *                             *
|        *                             *
|        *       (保温2-4小时)          *
|________*_____________________________*______
                                         \
                                          \ 快速冷却（水冷/油冷）
                                           \_________
                                            |
                                            | 空冷
                                            |
--------------------------------------------+-------> 时间


给您的行动建议

1.  首选工艺试验：由于是首次处理，强烈建议先使用同炉批料的试棒或次要工件进行小批量试验。
2.  确定回火温度：
    ◦ 取几个试样，在880℃油淬后，分别放入560℃、580℃、600℃ 的回火炉中保温。

    ◦ 回火后快速冷却，然后测量硬度。

    ◦ 绘制出“回火温度-硬度”曲线，就能精确找到达到HB270-310所需的回火温度。

3.  过程控制：严格记录淬火、回火的温度和保温时间。回火后快速冷却是保证韧性的关键，切勿忽略。
4.  最终检验：调质处理后，不仅检查硬度，如果条件允许，最好对试样进行金相分析，确认得到均匀的回火索氏体组织，并检查晶粒度。

总结：对于31CrMoV9的调质，采用880℃左右加热，快速淬火油冷却，580℃左右回火后快冷的工艺是可靠且风险较低的方案。 通过严谨的工艺试验进行参数微调，您一定能成功处理这批工件。

weibo520

看零件大小吧，零件直径大（大于60mm）就用PAG，小就下油比较好

790512as

870-930℃淬火。600多℃回火，具体看现场实际硬度调整

aniplex

都可以吧，具体要看零件的外形尺寸

wj518518

淬火液PAG青岛万源私我137-9355-1989

热处理老马

hahahahahahahahahaahahahahahahahahahaha

lydia

weibo520 发表于 2025-10-11 08:33
看零件大小吧，零件直径大（大于60mm）就用PAG，小就下油比较好

大尺寸零件用油不可以吗？为什么呢

weibo520

lydia 发表于 2025-10-11 15:10
大尺寸零件用油不可以吗？为什么呢

大直径零件用油淬硬层要差点，最好用淬透性好的介质

lydia

weibo520 发表于 2025-10-11 15:15
大直径零件用油淬硬层要差点，最好用淬透性好的介质

淬透性好的淬火液，会不会淬裂倾向也大些

weibo520

这个就得根据钢材的临界淬透性尺寸来判断了，一般都是在临界尺寸±10MM的范围