淬火处理一般采用平衡或接近平衡的铁素体-珠光体类为原始组织,而不采用非平衡组织,像淬火马氏体、回火马氏体、贝氏体、魏氏组织等。因为这些非平衡组织在加热淬火时,可能发生组织“遗传”,即旧相(奥氏体)晶粒粗大,新形成的奥氏体晶粒也会是粗大的,这不仅不能矫正过热组织,反而会更加倾向于过热。高速钢重复淬火会形成萘状组织。高碳高合金钢的马氏体,性能较脆,导热性较差,加热时容易开裂。因此,一般将非平衡组织进行退火或正火,切断“遗传”,再加热淬火,以防止淬火裂纹。
但是,在某些条件下也可以采用非平衡组织进行淬火加热。近年来对非平衡组织相变规律的研究表明,过分强调组织遗传是根据不足的。试验发现,将低、中碳合金钢的马氏体、回火马氏体及贝氏体加热奥氏体化,在Ac1以上温度采用较快的速度加热,短时保温,使非平衡组织直接形成球形奥氏体晶粒,由于形核率高,可得很细小的奥氏体晶粒,提高强度,改善韧性。超细化处理技术就是利用了M→γ→M的热循环相变,使奥氏体晶粒显著细化的。
对于高碳钢也有用非平衡组织加热淬火的。斯蒂克尔斯(C.A.Stickels)将GCr15钢加热到1040℃奥氏体化后等温淬火,得到上贝氏体组织,并以此作为原始组织,再加热到840℃淬火,可使碳化物超细化。
看来,采用非平衡组织为原始组织不一定导致淬火开裂。渡边认为:具有粗大原始奥氏体晶粒的钢,用非平衡组织奥氏体化时,若在Ac1~Acm范围慢速加热,或保温后,再加热到Ac3以上进行最终奥氏体化,才容易出现异常粗大晶粒。这种不适当的工艺条件会引起淬火裂纹。因此,改进工艺条件,对某些钢件也可以采用非平衡组织进行淬火,但要注意它对淬裂的影响。