大锻件热处理时的冷却工艺是决定锻件***终性能很关键的一步,大锻件的冷却比较复杂而难以控制。材料科学对钢性能的研究中得出的一个主要结论是:钢的性能主要决定于组织和结构，而对于一定成分的某一种钢其组织决定于冷却工艺，所以考虑大锻件热处理时，应从性能—组织—冷却工艺这个思路进行。一般材料手册和工厂标准中都列出了不同直径的锻件调质或正火后所得到的常规力学性能等，并以此作为工厂的交货条件，对组织并未作何要求。但作为热处理工作者，就必须了解钢的性能与组织之间的关系，从而通过控制热处理后的组织,达到***后所需要的性能要求。锻件的冷却组织和回火后的力学性能的关系，已作了大量的研究，现予以概括性的讨论。
大锻件一般都是经不同方式冷却后，再经回火处理后使用，所以***后的组织是由过冷奥氏体转变产物再加上回火后的组织构成，这种组织与性能之间的关系一般结论如下：
1.如果冷却后获得马氏体组织，经低温回火后具有较高的强度、硬度和耐磨性，但塑性韧性较低。强度硬度随钢中碳含景的增加而提高,塑性、韧性随之下降。马氏体组织随回火温度的提高其硬度、强度下降，塑性、韧性随之提高。一般钢中的合金元素可使回火时的强度、硬度下降较小，而对塑性、韧性也有很大改善。马氏体经高温回火后，则可得到均匀的回火索式体组织，其强度、塑性和韧性能够得到***好的配合,即获得较高的综合力学性 能。
2.如果冷却后获得下贝氏体组织，回火后的力学性能与淬火后获得马氏体经相同温度回火时的力学性能相近，并有较高的冲击韧性。
3.如果冷却后获得上贝氏体组织和珠光体组织，则回火后的强度较低，塑性也不好，即综合力学性能较差。
4.如果冷却后的组织中出现铁素体，则回火后的综合力学性能显著恶化，特别是冲击韧性显著降低。
对于不同条件下使用的零件对力学性能的要求不同，因而对冷却后的组织要求也不一样,例如，发电机转子和低压汽轮机转子，要求较高的常温综合力学性能，故淬火后要求获得马氏体或马氏体和下贝氏体的混合组织；高压汽轮机转子要求有较高的抗铺变能力，对于常用的铬钼钒钢，要求获得上贝氏体组织。高硬冷轧辊要求具有髙的耐磨性和承受较高冲击载荷的能力，因而要求在一定厚度的表面硬化层中获得马氏体组织，其中残余奥氏体量应尽锖减少。
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