熱處理用淬火介質與加工介質
汽車高強度緊固件在技術上有一系列特點：高精度等級；服務條件嚴酷，它將隨主機一起常年經受嚴寒和極端溫差的影響，承受高溫、低溫的侵蝕；靜載、動載、超載、重載和環境介質的腐蝕，除受到軸向預緊拉伸載荷的作用外，還會在工作中受到附加的拉伸交變載荷、橫向剪切交變載荷或由此復合而成的彎曲載荷的作用，有時還受到沖擊載荷；附加的橫向交變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂，軸向拉伸載荷會引起螺栓的延遲斷裂，以及高溫條件下引起螺栓的蠕變等。

大量的失效螺栓表明，服役中為沿螺栓頭部與桿部的過渡處斷裂；沿螺栓桿部螺紋與桿部交接處被拉斷；還有沿螺紋部分滑扣。金相分析：螺栓表面與心部有較多未溶鐵素體，在淬火奧氏體化不充分，基體強度不夠和應力集中是失效的重要原因之一。為此，保證螺栓截面淬透和組織均勻性是非常重要的環節。

淬火油的功能是將赤熱的金屬螺栓的熱量迅速帶走，使之降至馬氏體轉變溫度下獲得高硬度的馬氏體組織和硬化層深度，同時亦要兼顧減少螺栓的變形和防止開裂。因此淬火油的基本特性就是“冷卻特性”，其特點就是高溫階段的冷速較快，而低溫階段冷速較慢，這一特性很適合合金結構鋼≥10.9級以上高強度螺栓的淬火要求。

快速淬火油在使用中因產生熱分解，氧化和聚合反應，從而導致冷卻特性的變化，油中含有微量水分將嚴重影響油的冷卻性能，造成淬火后緊固件光亮度下降，硬度不均，產生軟點甚至開裂傾向。研究表明，油淬產生的變形問題部分是因油中含水造成的。此外，油中含水還加速了油的乳化變質和促進油中添加劑的失效。當油中含水量≥0.1%時，油受到加熱時有可能使聚集在油槽底部的水達到沸點后，體積突然膨脹，易造成油溢出淬火油槽而引發火災。

對于連續式網帶爐使用的快速淬火油，根據3個月間隔試驗所積累的淬火特性數據，有可能建立油的穩定性及淬火特性圖，確定淬火油的合適使用壽命，預測與淬火油性能變化有關的問題，從而減少因淬火油性能變化造成的返工或廢品損失，使其成為生產的一種常規控制方法。而淬透深度直接影響著熱處理后螺栓的質量，當材料的淬透性較差，冷卻介質的冷速較慢而螺栓尺寸又較大時，淬火時螺栓心部不可能全部淬成馬氏體組織，降低了心部區域的強度水平，尤其是屈服強度。這對于沿整個截面承受均勻分布拉伸應力的螺栓而言，顯然是非常不利的。淬透性不足降低了強度，金相檢驗發現，心部存在先共析鐵素體和網狀鐵素體組織，說明螺栓淬透性需要加強。眾所周知，增加淬透性的兩種方式，提高淬火溫度；增加淬火介質的淬硬能力，都能有效增加螺栓的淬透深度。

好富頓公司在原中等冷速淬火油,Houghto-Quench G的基礎上特別開發快速淬火油,Houghto-Quench K2000進一步提高了其淬硬能力，尤其適合使用在緊固件的淬火冷卻上，能獲得滿意的淬透深度。

快速淬火油的蒸汽膜階段短，也就是油的高溫階段冷卻得快，這一特點有利于10B33、45鋼≤M20螺栓、M42螺母獲得較深的淬硬層，而對于SWRCH35K、10B28鋼則減薄為≤M12螺栓、M30螺母才能保證心部硬度與表面硬度有較小的差異。從冷卻速度分布上分析，除中、高溫階段要求冷卻的快以外，油的低溫冷卻速度高低對獲得淬硬層深淺作用更大，低溫冷卻速度越高，淬硬層往往越深。這對于高強度緊固件整個截面均勻承受載荷，要求在淬硬狀態下，回火前獲得約90%的馬氏體組織，十分有利。考核的指標有閃點、粘度、酸值、抗氧化性、殘碳、灰分、油泥、淬火冷卻速度、淬火光亮性等近20多個指標。

對于較大規格螺栓還是以PAG淬火劑為主，滿足大部分產品的淬火要求， PAG淬火劑在馬氏體轉變區處于沸騰階段，冷卻速度大且有較大風險，它可以通過濃度調整后，在關鍵指標300℃左右的冷速，在這個溫度點的冷速越低，防止淬裂的能力就越強，適用的鋼種就多。在使用過程中的對流冷速穩定性，是保證淬火質量最重要的因素。

在早期失效螺栓的試樣上，還可見在斷裂螺栓靠近斷口的螺紋上均存在著裂紋缺陷，主要是螺栓的滾壓工藝不當，在輾制螺紋的冷成形過程中金屬塑性流變匯合后而折疊所致；在螺紋牙底也可見存在深淺不一的微裂紋，加工積屑瘤的形成了應力集中區。GB/T5770.3-2000《緊固件表面缺陷螺栓、螺釘和螺柱特殊要求》標準規定，對于承受應力的螺栓螺紋中徑以上深度不大于螺紋牙形高度的四分之一的折疊是允許的；螺紋牙底的折疊和積屑瘤是不允許的缺陷，而折疊是螺栓斷裂的主要原因之一。使用好富頓公司極壓潤滑劑進行螺栓螺紋加工，能夠有效防止積屑瘤，減少應力集中，從而有助于提高螺栓的疲勞壽命。

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