同一炉 9Cr2Mo，两支 Φ160 的辊子，一支水淬一支油淬。水淬那支硬度上去了，56 到 60 HRC，放了三天辊面出两条纵向细裂纹；油淬那支没裂，硬度差了 5 HRC，回火后只有 52。两支都不算合格，问题出在同一处：介质选错，后面怎么补都补不回来。

介质只决定一件事，冷却速度。冷速一改，淬硬层深度、变形量、开裂倾向三样跟着一起变。所以选介质不是选习惯，是选一条冷速曲线。

冷却过程分三段。工件入液，表面先形成一层蒸汽膜，热量靠辐射和膜传导，冷得慢；膜破裂，进入沸腾阶段，气泡带走大量热，冷得最快；表面温度降到介质沸点以下，进入对流阶段，靠介质流动换热，又慢下来。

轧辊要的是两头慢中间快。800 到 400 摄氏度这一段必须快，否则奥氏体在珠光体转变区停留，拿不到马氏体；300 到 200 摄氏度这一段必须慢，这是马氏体转变区，冷得太急，组织应力叠加，裂就发生在这里。

水的问题在于低温段也不慢。静止水在 800 到 400 摄氏度区间冷速约 200 摄氏度每秒，到了 300 摄氏度还有 100 摄氏度每秒以上。9Cr2Mo 是高碳钢，马氏体转变时体积膨胀大，这个冷速下开裂几乎不可避免。

水温还会影响结果。20 摄氏度的水和 40 摄氏度的水，冷速能差三成。车间夏天水池晒一天，下午和早上的淬火结果不一样，硬度散差就是这么来的。加 5% 到 10% 的盐或者碱能破蒸汽膜，冷速更均匀，但开裂倾向也跟着上去。

油的问题反过来，高温段偏慢。普通淬火油在 800 到 400 摄氏度区间约 60 到 80 摄氏度每秒，300 摄氏度附近只有 10 到 20。裂得少，变形小，代价是厚大截面淬不透。

油温有讲究。60 到 80 摄氏度是粘度最合适的区间，流动性好，冷速最大，带热能力也强。冷油冷速反而低，还容易在工件表面局部过热，加速老化。油温超过 100 摄氏度，老化快，着火的窗口也打开了。

油的品种要分清。普通淬火油、快速淬火油、等温分级淬火油、真空淬火油，冷速差别不小。分级淬火油使用温度在 120 到 160 摄氏度，适合变形要求严的件，但冷速慢，轧辊这种截面用不上。轧辊多数用普通淬火油或者快速淬火油。

聚合物介质是第三条路。PAG 水溶性淬火液浓度 5% 到 15%，高温段接近水的冷速，到低温段靠工件表面形成的聚合物包膜把冷速压下来，接近理想曲线的形状。浓度越高，低温段冷速越低。

浓度必须实测。折光仪读出来的是折光读数，乘上该品牌的折光系数才是浓度，不同厂家的系数不一样，换品牌不换系数，配出来的浓度就是错的。浓度还会自己漂，水分蒸发让它升高，工件带出和微生物降解让它降低。

PAG 的麻烦在维护。浓度低了冷速上去，裂；浓度高了冷速不够，软；长期不搅拌会沉淀、发臭。要定期测浓度、补加水、加杀菌剂，循环泵不能停。

选介质先算临界直径。9Cr2Mo 静油临界直径 25 到 40 mm，水淬 50 mm 上下，这是材料本身的上限，换介质改不了。Φ160 的辊子，无论水还是油，心部都淬不上，这一点在一样是9Cr2Mo，为什么这根淬不透里算过。选快介质换不来心部硬度，只换来表层深一点和开裂风险高一点。

所以轧辊淬火以油为主。9Cr2Mo 常规加热 820 到 860 摄氏度，油冷，淬后 56 到 60 HRC，200 摄氏度回火后仍有 56 到 58 HRC。这套配比在焊管轧辊材质怎么选，硬度配到多少里按辊位列过。

什么情况可以上水或者聚合物。截面大、又要求较深的淬硬层，形状不复杂，没有尖角、深孔、键槽锐边，可以考虑。做法不是整浸，是间歇淬火，水空交替，或者喷淬，把低温段的冷速压住。

搅拌比换介质更管用。静止介质最大的毛病不是冷速低，是不均匀。蒸汽膜在局部滞留，那块地方冷得慢，出来就是软点，软点和硬区能差 10 HRC 以上。搅拌速度控制在 0.2 到 0.5 米每秒，方向要让介质穿过孔型槽，不要只搅液面。

油里进水是大事故。含水超过 0.05%，高温工件一入油，水瞬间汽化，局部冷速突增，出软硬不均和裂纹，严重时溢槽起火。检测办法简单，取样加热听有没有爆鸣，讲究一点用卡尔费休法。除水靠加热到 90 到 100 摄氏度保温沉降，别超过 120 摄氏度。

介质要定期体检。每半年测一次冷却特性曲线，用银探头法，记录最大冷速和 300 摄氏度时的冷速，跟新油数据对比，掉两成就该处理或者换油。铁屑和氧化皮要过滤，它们既加速油老化，又堵循环管路。

淬火完别拖。从出液到进回火炉，控制在 4 小时以内，水淬和聚合物淬的件尤其要注意，延迟开裂多半发生在这几个小时里。回火温度按硬度要求定，硬度不够的原因要分清是淬火还是回火，这一条见轧辊调质硬度不够，是淬火还是回火。

标准上怎么落地。GB/T 16924-2008《钢件的淬火与回火》是现行版，对加热、冷却、冷却介质和冷却设备都提了要求，修订计划已经立项在批。硬度按 GB/T 230.1-2018 测，现场用里氏或者肖氏时按 GB/T 13313-2008 换算。合格线按 GB/T 31936-2015 表 6，成型、定径、矫直 56 到 62 HRC，粗成型 56 到 60 HRC，挤压辊 47 到 52 HRC。

换介质之前先做小批试。拿两支同规格的辊子，一支按新介质淬，一支按老工艺，同炉回火，对比硬度分布、圆跳动和探伤结果，再决定要不要全线换。介质这东西，换一次影响的是整批辊子，试不起。

手上有辊子淬裂、硬度散差大、软点反复出现的情况，可以把材质、辊径、加热温度、介质种类和使用温度发到钢管动力上，做过轧辊热处理的外协厂和同行会给出判断。要采购淬火油、PAG 原液或者做冷却特性检测，也可以在钢管动力发布需求信息，写清牌号、用量和现用工艺，对接起来省事。

常见问题（FAQ）

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