45號鋼的水淬處理,就是把45號鋼加熱到Ac3溫度以上,使之全部轉變為奧氏體,然後再把它丟到水裡面去冷卻。可以看到,獲得的微觀組織是中碳馬氏體。它是以板條馬氏體為主,裡面會有一小部分針狀的馬氏體。通過光學顯微鏡是無法區分的,只有使用電子顯微鏡才能進行分辨。
由於45號鋼的馬氏體轉變溫度比較高,大概在330度左右,使得先形成的馬氏體會產生自回火。自回火使得馬氏體內部會析出一部分碳化物,那麼它就更容易被腐蝕,導致自回火馬氏體呈黑色。而沒有自回火的馬氏體呈白色。可以看到,顏色越深,是因為腐蝕的就越多,也就說明馬氏體自回火的程度越大。
由於水淬之後得到了完全的馬氏體組織,可以把這個工藝叫做淬火處理。那麼什麼是淬火呢?淬火就是把鋼材加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上,保溫一段時間,使之全部或者部分奧氏體化,然後再以大於臨界冷卻速度的方式冷卻到馬氏體轉變溫度以下,進行馬氏體轉變的熱處理工藝。
當把45號鋼加熱到Ac3溫度以上,再把它放到油裡面去冷卻,並沒有得到完全的馬氏體組織,說明這個油淬處理不能叫做淬火。為什麼沒有得到完全的馬氏體組織呢?因為在油裡面的冷卻速度是不夠的,比臨界冷卻速度要小,所以會在原奧氏體邊界析出白色的鐵素體,還有一部分託氏體。最後沒有轉變的奧氏體才會轉變成馬氏體。
再看放大圖,很明顯可以看到在原奧氏體晶界處,析出白色的鐵素體。由於冷卻速度小於臨界冷卻速度,還會形成一部分託氏體,然後沒有轉變的那一部分奧氏體最終轉變為馬氏體。託氏體是珠光體的一種,它也是由片層狀的滲碳體和片層狀的鐵素體組成的。在1000倍下,無法區分託氏體的片層結構。