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淬火冷卻各種碳素工具鋼的淬透性差別很小，都是低淬透性鋼，這是碳素工具鋼的突出弱點。根據碳素工具鋼的等溫轉變曲線可知，在大約550℃左右，不到一秒鐘，奧氏體不銹鋼即發生分解，為了獲得馬氏體，淬火時，工件必須在激烈的冷卻介質中冷卻（如水、鹽水、堿水等），為碳素工具鋼淬火加熱溫度和采用的冷卻介質．碳素工具鋼，油中可淬透的最大直徑為5毫米．在水中可全部淬透的最大直徑為15毫米，當然大直徑不銹鋼管工具只要刃部完全淬透，心部雖然有部分珠光體，也是允許的，所以碳素工具鋼制工具的有效直徑可以大于15毫米。然而當直徑大于30毫米時，淬硬層往往過薄甚至淬不硬．為此，大尺寸的工具很少用碳素工具鋼制造，還應指出，由于淬火時采用激烈冷卻介質，使淬火應力大，引起較大的變形，甚至開裂，這是碳素工具鋼的另一顯著弱點．

碳素工具鋼的回火

淬火后應立即進行回火，以免變形或開裂，對于制造切削刀具，量具和冷作模具的碳素工具鋼，為了獲得高的硬度，應采用低溫回火，為T12A鋼的回火溫度與硬度的關系。從圖中可以看出，回火溫度應低于200℃．一般為160-180℃．此時大直徑不銹鋼管淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，淬火應力基本消除，強度和塑性有所提高，對于要求韌性較高的工具，可適當提高回火溫度，根據不同的硬度要求，選取不同的回火溫度。

回火保溫時間，取決于工件的有效直徑大小，同時考慮形狀、爐型等因素，但最少不能小于半小時．當采用低溫回火時，其保溫時間應長一些，使淬火應力得以充分消除，一般常取1-3小時．倘若回火時間不足，在機械加工過程中易發生裂紋．碳素工具鋼在250℃以上回火，其硬度和耐磨性急劇下降，所以碳素工具鋼不適于制造在較高溫度下工作的工具．

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