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gcr15轴承钢球的热处理工艺及质量控制
GCr15轴承钢球是一种高强度、高硬度、高耐磨性的工业材料，广泛应用于各种机械设备中。
为了保证GCr15轴承钢球的高品质和长寿命，必须采用适当的热处理工艺和严格的质量控制。
GCr15轴承钢球的热处理工艺主要包括：淬火、回火、正火、退火、球磨等。
其中，淬火是最关键的一个步骤，其目的是使钢球表面形成一层硬度高、强度大的贝氏体组织，从而提高其抗磨损性能和耐久性。
回火则是为了消除淬火过程中产生的残余应力和脆性，使钢球具有足够的韧性和塑性，以防止在使用过程中出现断裂等问题。
质量控制方面，需要对GCr15轴承钢球进行严格的化学成分、物理性能、金相组织、尺寸和形状等检测和测试。
特别是球面粗糙度、硬度、圆度和表面质量等指标的控制，直接影响到钢球的使用寿命和性能表现。
总之，GCr15轴承钢球的热处理工艺和质量控制是保证其优良性能和长寿命的重要保障，需要科学、严谨地操作和检测。
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第一章滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理一、滚动轴承用钢应具有的特性1、高的接触疲劳强度；2、高的耐磨性；（发生滑动摩擦的主要部位）1）、滚动体与滚道的接触面；2）、滚动体与保持架兜孔的接触面；3）、保持架引导与套圈引导档边的接触面；4）滚子的端面与套圈档边的接触面。
3、高的弹性极限；4、高的硬度；5、一定的韧性；6、好的尺寸稳定性；7、一定的防锈功能；8、良好的工艺性能。
二、GCr15钢的物理性能1、GCr15钢的临界点：Ac1:760℃ Acm：900℃Ar3：707℃ Ar1：6952、GCr15钢的Ms点：Ms点随着奥氏体固溶度的变化而变化，亦即随着奥氏体温度的升高而降低，GCr15钢在860℃温度Ms点为216~225℃。
三、铬轴承钢热处理基础1、基本概念1）、奥氏体：是碳及合金元素溶于r-Fe八面体间隙的间隙式固溶体。
特征：[1]、在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小；[2]、奥氏体的塑性高，屈服强度低，容易塑性变形加工成型。
2）、珠光体：是过冷奥氏体共析分解的铁素体和碳化物的整合组织片状珠光体：是指在光学显微镜下能够明显看出F与Fe3C呈片状分布的组织状态。
根据片间距的大小分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体。
粒状珠光体：铁素体基体上分布着粒状Fe3C的组织。
GCr15的正常锻造后组织应为细珠光体类型组织及细小的网状碳化物组成，不允许有＞3级的网状碳化物及明显线条状组织，不允许有粗针状马氏体和粗片状珠光体组织。
3)、马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
马氏体分类：板条马氏体、片状马氏体、针状马氏体、隐晶马氏体。
GCr15钢淬火后得到的马氏体为隐晶马氏体或者细小结晶马氏体。
马氏体具有高的硬度、强度、耐磨性。
4）贝氏体：是过冷奥氏体在中温区域分解后所得的的产物，它一般是由铁素体和碳化物所组成的非层状组织。
贝氏体分类：上贝氏体、下贝氏体上贝氏体：是一种两相组织，有铁素体和Fe3C所组成的，大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶粒内部长大，Fe3C分布于铁素体板条之间。
高碳铬轴承钢的热处理1、高碳铬轴承钢的球化退火是为了获得铁素体基体上均匀分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的淬回火作组织准备。
传统的球化退火工艺是在略高于Ac1的温度（如GCr15为780~810℃）保温后随炉缓慢冷却（25℃/h）至650℃以下出炉空冷。
该工艺热处理时间长（20h以上），且退火后碳化物的颗粒不均匀，影响以后的冷加工及最终的淬回火组织和性能。
之后，根据过冷奥氏体的转变特点，开发等温球化退火工艺：在加热后快冷至Ar1以下某一温度范围内（690~720℃）进行等温，在等温过程中完成奥氏体向铁素体和碳化物的转变，转变完成后可直接出炉空冷。
该工艺的优点是节省热处理时间（整个工艺约12~18h），处理后的组织中碳化物细小均匀。
另一种节省时间的工艺是重复球化退火：第一次加热到810℃后冷却至650℃，再加热到790℃后冷却到650℃出炉空冷。
该工艺虽可节省一定的时间，但工艺操作较繁。
2、常规马氏体淬回火的组织与性能近20年来，常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的发展主要分两个方面：一方面是开展淬回火工艺参数对组织和性能的影响，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等；另一方面是淬回火的工艺性能，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等。
常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。
其中，马氏体的组织形态又可分为两类：在金相显微镜下（放大倍数一般低于1000倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体（轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）；在高倍电镜下，其亚结构可分为位错缠结和孪晶。
其具体的组织形态主要取决于基体的碳含量，奥氏体温度越高，原始组织越不稳定，则奥氏体基体的碳含量越高，淬后组织中残余奥氏体越多，片状马氏体越多，尺寸越大，亚结构中孪晶的比例越大，且易形成淬火显微裂纹。
gcr15轴承钢球的热处理工艺及质量控制GCr15轴承钢球作为高精度轴承中常用的材料之一，其性能要求十分高。
热处理是GCr15轴承钢球制造的重要工艺之一，其影响因素较多，合理的热处理工艺以及合格的质量控制能够保证GCr15轴承钢球的性能和质量。
GCr15轴承钢球的热处理工艺主要包括四个阶段：加热、保温、冷却和回火。
加热过程是将原材料加热至适当温度的过程，其温度参考值为810°C-850°C。
保温时间一般为60min-180min，以使钢球内部温度均匀并达到所需组织状态。
冷却过程是将钢球迅速降温至室温以下的过程，常用的冷却介质为冷水、风、油等。
回火温度一般为150°C-250°C，时长为1-2h，旨在消除加热时的应力集中和调整力学性能。
热处理过程中材料的金相组织结构十分重要。
热处理后的GCr15轴承钢球硬度与金相组织密切相关，淬火组织是指钢球经过冷却后的金相组织，其光洁度好、硬度高。
回火组织是指钢球经过回火处理后的金相组织，其硬度低、韧性好。
通过不同的加热温度、保温时间、降温速率等条件的组合，可得到不同的淬火组织状态，再通过回火工艺调整，最终得到合适的组织状态。
对于质量控制而言，热处理过程中钢球尺寸误差、硬度、光洁度等是需要重点关注的方面。
尺寸误差需要在加工前后得到精确控制。
硬度应根据不同的用途需求做出相应调整，一般要求硬度超过HRC60。
光洁度的要求较高，金相组织应平整、无裂纹、无气泡、无夹杂物等缺陷。
在质量控制过程中，可以采用金相显微镜、影像测量仪等设备对钢球组织和尺寸误差进行检测，并通过校正、调整等方式进行质量控制。
同时，对于热处理设备的维护保养也十分重要，设备的热稳定性对于热处理工艺及其效果有直接影响。
综上所述，热处理工艺与质量控制是保证GCr15轴承钢球质量和性能的重要手段。
通过适当的热处理工艺及其质量控制，可以获得适合不同用途的钢球组织状态，提高其耐磨性、耐腐蚀性和寿命。
GCR15热处理工艺1. 引言GCR15是一种高碳铬轴承钢，具有优异的耐磨和抗疲劳性能，被广泛应用于汽车、机械和航空等领域。
为了进一步提高GCR15的性能，热处理工艺在生产过程中起到了关键作用。
本文将介绍GCR15的热处理工艺及其影响因素。
2. GCR15的化学成分GCR15主要由碳、铬、锰、硅、磷和硫等元素组成。
其中，碳的含量决定了GCR15的硬度和强度，铬的添加可以提高耐磨性和耐蚀性。
合适的锰含量可以提高热处理的效果，而硅、磷和硫等元素对GCR15的机械性能也有一定影响。
3. GCR15的热处理工艺GCR15的热处理包括退火、正火和淬火等工艺。
3.1 退火工艺退火是将GCR15加热至适当温度，然后缓慢冷却的过程。
退火可以改善GCR15的可加工性和机械性能，减少内部应力。
退火温度一般在750℃-850℃之间，保温时间根据材料的厚度和尺寸而定。
随后，将材料缓慢冷却至室温。
3.2 正火工艺正火是将GCR15加热至适当温度，然后在空气中冷却的过程。
正火可以提高GCR15的硬度和强度，增加其耐磨性。
正火温度一般在830℃-900℃之间，保温时间根据材料的厚度和尺寸而定。
冷却速度应适当控制，不能过快或过慢。
3.3 淬火工艺淬火是将GCR15加热至临界温度，然后迅速冷却的过程。
淬火可以使GCR15的组织变为马氏体，从而获得较高的硬度和强度。
淬火温度一般在800℃-870℃之间，保温时间较短。
冷却方式有水淬、油淬和空气冷却等。
4. 影响GCR15热处理工艺的因素影响GCR15热处理工艺的因素包括材料的化学成分、加热温度、保温时间和冷却速度等。
化学成分影响着GCR15的相组成和性能，不同的元素含量会导致不同的热处理效果。
加热温度决定了相变的温度范围，过高或过低的温度都会影响热处理效果。
保温时间是指材料在所需温度下保持的时间，保温时间过长会导致材料晶粒生长过大，影响硬度和强度的提高。
冷却速度决定了材料的组织形态，过快或过慢的冷却速度都会影响热处理效果。
热处理工艺程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：GCr15轴承钢的热处理工艺设计院系：机械工程学院班级：材料成型及控制工程XXXX学号：0 9 1 1 0 1 1 00学生姓名：idealwang指导教师：黄老师热处理工艺课程设计任务书2 零件的技术要求及选材 --------------------------------------------- 42.1工作条件和技术要求 --------------------------------------------- 42.2材料的选择 5 2 . 3化学成分及合金元素的作用 6 3 热处理工艺课程设计的内容及步骤 73.1相变点的确定 7 3 . 2热处理工艺 83.2.1 工艺流程 83.2.2 热处理工艺参数的制定 ---------------------------- 1 0 目录1 热处理工艺课程设计的目的3.2.3 处理工艺卡片填写---------------------------------------------------------- 1 2 3.3 家具的设计或者选用及零件的摆布---------------------- 133 .4 热处理设备的选择------------------------------------------------------------ 163.5 组织特点和性能的分析--------------------------- 164 总结 --------------------------------------------------------------------------------- 215 收获和体会----------------------------------------------------------------------- 236 参考文献-------------------------------------------------------------------------- 237 附表1 热处理工艺卡------------------------------------------------------------ 25§ 1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
gcr15在热处理时退火的流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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gcr15钢制圆锥滚子轴承套圈的热处理工艺GCr15钢制圆锥滚子轴承套圈是一种高精度机械零件，广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。
为保证其质量和性能，需要对其进行热处理。
本文将介绍GCr15钢制圆锥滚子轴承套圈的热处理工艺。
一、热处理工艺步骤GCr15钢制圆锥滚子轴承套圈的热处理工艺主要分为四个步骤：淬火、回火、调质和正火。
下面将详细介绍每个步骤的工艺参数和注意事项。
1.淬火淬火是将套圈加热至适当温度，使其充分变热后迅速冷却的过程。
其目的是获得高硬度和高强度的结构组织，以提高轴承的疲劳极限和韧性。
工艺参数：淬火温度为850-900℃，保温时间为1-2小时（根据套圈的尺寸和材料而定）。
冷却方法有水淬、油淬和盐淬等，其中水淬冷却效果最好。
注意事项：（1）要避免套圈表面氧化和变形，可在加热过程中采用还原性气氛保护和均匀受热。
（2）选用适当淬火介质，控制淬火速度和温度，以保证套圈的组织和硬度均匀。
2.回火回火是将淬火后的套圈加热至中温（通常在250-450℃之间）保温一段时间后冷却的过程。
其主要目的是调节淬火后套圈的硬度和韧性。
工艺参数：回火温度根据需求而定，通常在200-400℃。
保温时间可根据套圈的尺寸和厚度而定，一般为1-2小时。
冷却方式一般自然冷却即可。
注意事项：（1）回火时间和温度要适当，过长或过短都会影响套圈的性能。
（2）要避免回火过度导致套圈的硬度和强度下降。
3.调质调质是将回火后的套圈再次淬火并再次回火来达到优化微观组织的目的，同时使其保持高硬度的同时提高韧性。
工艺参数：调质温度根据需求而定，通常在500-650℃。
保温时间一般为1-2小时。
淬火介质通常选择油淬。
回火温度和时间要根据套圈的尺寸和厚度而定，一般在200-400℃下进行，保温时间为1-2小时。
注意事项：（1）保证套圈淬火均匀，避免质量差异。
（2）回火过程中要避免过度回火，导致硬度和强度下降，降低轴承寿命。
4.正火正火是将套圈加热至适当温度（一般在840-900℃之间），保温一段时间后进行自然冷却。
g c r轴承钢的热处理工艺设计修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】热设计题目GCr15轴承钢的热处理工艺计处理工艺课程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：GCr15轴承钢的热处理工艺设计院系：机械工程学院班级：材料成型及控制工程 XXXX学号： 0 9 1 1 0 1 1 00学生姓名： idealwang指导教师：黄老师热处理工艺课程设计任务书目录 1 热处理工艺课程设计的目的--------------------42 零件的技术要求及选材 ------------------------42.1工作条件和技术要求 -------------------------42.2材料的选择 ---------------------------------52.3化学成分及合金元素的作用 -------------------6 3 热处理工艺课程设计的内容及步骤 ---------------73.1相变点的确定 ----------------------------------73.2热处理工艺 ----------------------------------83.2.1工艺流程 -------------------------83.2.2热处理工艺参数的制定 -------------103.2.3处理工艺卡片填写 ---------------------12 任务下达日期：2011年12月19日 任务完成日期：2011年12月26日 答辩日期：指导教师：黄新 学生签名：3.2.4作过程中的注意事项 ------------------------------123.3家具的设计或者选用及零件的摆布------------------------133.4热处理设备的选择-----------------------16 3.5组织特点和性能的分析 ------------------------------164总结---------------------------------------------21 5收获和体会---------------------------------23 6参考文献-----------------------------------23 7附表1热处理工艺卡-------------------------25§1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
其目的是：（1）培养学生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和夹具设计等。
（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零件绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，夹具的设计等。
要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍。
如何灵活使用资料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。
材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的重要环节，纸上谈兵是经不起考验的，扎实的理论唯有通过实践才能够证明，且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给出20余种不同牌号的材料，要求学生以个人（允许讨论）或组队的方式完成热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团队合作意识等是大有裨益的。
§2零件的技术要求及选材2.1工作条件和技术要求轴承广泛用于柴油机、拖拉机、机床、汽车和火车等各种机械设备与车辆上，它有轴承内套、外套、滚动体和保护器四部分组成的。
内套紧装于主轴上，随轴一起转动。
而外套则装在轴承座中静止不动，在轴转动过程中，内套和滚动体发生转动和滚动，在高速运动下服役，承受点或线的接触的周期性的高压交变载荷和应力的作用，因此容易造成局部应力集中。
随着科学技术的发展，一些特殊用途的轴承想着高转速、高负荷、高温、低温、特大型、特小型、低噪声发展。
例如，轴承转速Dn值已达到4000000r/min；承受局部接触应力达4000MPa；工作温度达600℃以上；超低温度达到-350℃；有的轴承最大直径达4.1m、质量达到7700kg；办公室自动化机器等小型轴承则要求抑制噪声。
滚动体和内外套三者之间既呈现滚动又呈现滑动，故会产生滚动摩擦和滑动摩擦，因此在分析上述过程中可知，滚动轴承的损坏形式为接触疲劳破坏和磨损，要求滚动体与内外套应具有高的抗疲劳性能和耐磨性，有良好的尺寸稳定性，才能确保轴承高的使用寿命。
所以轴承钢的零件热处理后的硬度要求见JB/T 1255-2001标准规定，套圈硬度一般为57～65HRC；钢球硬度一般为58～66HRC，滚子硬度一般为57～65HRC。
以球轴承为例。
图1.向心球轴承及其载荷分布情况2.2材料的选择本课程设计所要求的轴承钢为高碳铬钢。
轴承工作时，套圈与滚动体之间呈点接触或线接触，承受着集中的周期性交变载荷，并在其高速运转中，同时存在着滚动摩擦和滑动摩擦。
因此疲劳断裂和磨损是轴承破坏的主要形式。
基于轴承的工作条件和破坏形式，对轴承钢的性能提出以下要求：具有高的接触疲劳强度和抗压强度；具有高的弹性极限和屈服极限；具有一定的韧性；据有良好的尺寸稳定性；具有一定的抗腐蚀性能；具有高而均匀的硬度与耐磨性；具有良好的工艺性能。
根据其性能要求，在材料选择上，也注意以上几点，通常选用高铬轴承钢来制造轴承零件，如GCr15。
其含碳量为 0.95%～1.05%，铬元素的含量为0.5%～1.65%,确保高硬度的要求。
铬元素的加入明显提高了钢的淬透性，同时细化了晶粒，淬火后在马氏体晶体基体上分布细小的、均匀的碳化物，不会出现纤维状的碳化物。
铬还能提高低温回火的稳定性。
因此适合制造轴承。
2.3化学成分及合金元素的作用GCr15为常用的高碳铬钢的一种，是应用最广泛的的一种轴承钢，用于制造中小型轴承，也可以制造部分大型轴承。
表1.GCr15钢化学成分（%）表2. GCr15钢常温下的物理性能GCr15所含元素的作用：碳保证轴承在淬火和低温回火后得到高硬度、高耐磨性和高的接触疲劳性能。
铬可以增加淬透性，还能部分溶于渗碳体形成较稳定的合金渗碳体，热处理后得到的细小的均匀的碳化物，对提高钢的耐磨性，尤其是对提高解除疲劳强度十分有利。
铬还能提高马氏体的低温回火稳定性，热处理后得到均匀的高硬度，从而有效地提高钢的耐磨性。
硅、锰以进一步提高淬透性，适合制造大轴承。
但是锰会增加钢的过热倾向，含量过高会引起残留奥氏体量增加。
硅还会增加钢中氧化夹杂，故需要加以限制。
钼主要作用是提高钢的淬透性，改善力学性能，特别是具有提高韧性的效果。
此外还可以提高钢的耐磨性和渗碳性能，钼含量在此类钢中一般在1.00%以下。
磷、硫严格控制有害元素磷和硫量，磷在加热时会促使晶粒长大，并增加钢的脆性，降低硬度、增加淬火开裂倾向。
硫会增加钢中硫化夹杂。
§3热处理工艺课程设计的内容及步骤3.1相变点的确定GCr15轴承钢是一种高碳铬钢，当向高碳铬轴承钢加入硅和锰合金元素后，它的多元状态图变得更加复杂了。
硅的作用主要是引起相变点A1、A3、Acm升高，从而使状态图的A区趋于封闭；锰的作用则是引起S点左移，并使A1、A3下降，Acm升高，造成A区扩大。
钢中硅几乎全部溶入固溶体中，而锰除一部分溶入固溶体之外，其余则形成渗碳体型碳化物（Fe，Cr，Mn）3C。
通过查找资料，可知Fe-C-Cr状态图上含1.6%Cr的垂直截面：图2.Fe-C-Cr状态图上含1.6%Cr的垂直截面表3. GCr15钢的临界点3.2 热处理工艺3.2.1工艺流程及目的铬轴承钢零件的产生工艺路线一般如下:轧制→正火→球化退火→机械加工→淬火→冷处理→低温回火→磨加工→附加回火→成品1.正火工艺如果毛坯锻造工艺不当，出现沿奥氏体晶界析出的二次网状碳化物和条状珠光体组织，因为它们在随后的球化退火过程中不能完全消除，从而影响零件的使用寿命，所以先采用正火工艺来消除这些组织。
有粗大的网状碳化物的GCr15钢，采用900～950℃的加热温度，工件透热后保温40～60min，正火。
若正火的加热温度过高，在冷却过程中也易析出网状碳化物，故需要采用较快的冷却速度。
在油或水中冷却时，冷至500℃时应取出，以免产生裂纹。
正火的目的:改善或消除网状碳化物，提高冲击韧度。
退火时过热组织的返修。
细化原始组织，为提高抗回火稳定性做准备2. 球化退火工艺经过锻造后的工件，如果其显微组织为细片状珠光体，则可直接进行球化退火。
其目的是：降低硬度，便于切削加工，获得均匀的分布的细颗粒珠光体、为淬火做好准备，改善热处理的综合力学性能，消除加工硬化，增加塑性。
GCr15钢通常采用等温退火。
其工艺是将刚才加热到780～810℃，保温3～6个小时，然后再690～750℃，保温4个小时以上，以便组织全部球化。
790℃被认为最佳的球化加热温度。
因为加热温度过高，大量碳化物溶解，球化结晶核心少，球化后为粗大的球状珠光体或部分片状组织；加热温度偏低，球化退火后组织中仍保留尚没转变的片状珠光体。
最佳的等温球化退火工艺如图:图3. 高碳铬轴承钢等温球化退火工艺曲线球化退火的目的: 使片状珠光体转变为细粒珠光体，为淬火准备 良好的原始组织。
降低硬度使其易于切削加工。
温度温度0时间提高塑性使其易于冷拉、冲压、冷辗。
3.淬火工艺一般采用淬火和低温回火，其目的是提高钢的强度、硬度、耐磨性与抗疲劳性能。
GCr15钢的淬火温度为820～860℃，温度太高，就会出现过热组织，使轴承的韧性和疲劳强度下降；温度过低，奥氏体中溶解Cr、C数量减少，影响淬火后的硬度。
轴承工件的淬火组织中马氏体和残余奥氏体是不稳定相，室温下停留时间过久，将会导致工件尺寸发生变化，使轴承的精度降低，所以，轴承淬火后，应及时采用160℃±10℃的低温回火，回火时间一般为2～4个小时。
淬火的目的: 充分发挥材料的各种综合性能潜力，提高硬度、强度、耐磨性、接触疲劳性能等，并为回火提供优良的马氏体组织，以便最终获得最佳综合强韧化的性能。
4.冷处理对于精密轴承零件，冷处理是淬火的继续，目的是让淬火后的残留奥氏体转变为马氏体，从而减少残留奥氏体量，以提高零件的尺寸稳定性。
