紧固件在淬火后一般都要进行回火处理。回火决定了紧固件在使用状态的组织和性能，因此是很重要的热处理工序。调质是紧固件淬火并高温回火的热处理复合工艺，在紧固件行业对紧固件热处理通称为调质。关于回火组织的名称，传统理论认为，淬火钢低温回火后的组织为回火马氏体，中温回火后的组织称为回火托氏体，高温回火后的组织称为回火索氏体。由于回火过程中，合金元素不同，组织的变化也不同，紧固件回火后的组织和性能也就各不相同。简单地以回火温度来判定回火组织不够合理。

下面根据国家标准和近年来学者们的研究成果，来对紧固件调质及回火组织分析探讨，并提出对紧固件热处理通称为“调质”，建议改称“淬火”为好。

1、    基本概念

为了研究紧固件热处理调质及回火组织，将涉及到一些基本概念，以GB/T7232金属热处理工艺术语中的定义叙述并加以讨论。

1.1珠光体型组织

按渗碳体的形态不同，珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体两种。一般认为，成分均匀的奥氏体高温转变产物都是片状珠光体。不同片层间距的珠光体，通常还有不同的名称，分别为珠光体、索氏体和托氏体。它们都属于珠光体类型的组织，均是铁素体和渗碳体组成的片层相间的机械混合物。珠光体、索氏体和托氏体之间的界限是相对的，其差别仅仅是片间距粗细不同而已，它们都是属于奥氏体在较快速度冷却时得到的不平衡组织。其国标定义见表1所示。

               表1    珠光体型组织的定义

1.2马氏体组织

钢从奥氏体状态快速冷却，抑制其扩散型转变，在较低温度下（低于Ms点）发生的非扩散型相变叫做马氏体转变，又称切变型相变或低温转变。钢铁中马氏体转变的母相是奥氏体，由此形成的马氏体化学成分与奥氏体的相同，晶体结构为体心立方晶格，可被看作是过饱和固溶体，主要形态是板条状和片（针）状。它是以德国冶金学家A.Martens的名字命名的.

钢的马氏体形态主要取决于马氏体的形成温度，而马氏体的形成温度又取决于奥氏体的化学成分，即碳和合金元素的含量，其中碳的影响最大。对碳素结构钢来说，随着含碳量的增加，板条马氏体的量相对减少，片状马氏体的量相对增加。碳质量分数小于0.20%的奥氏体几乎全部形成板条马氏体，而碳质量分数大于1.0%的奥氏体几乎只形成片（针）状马氏体，碳质量分数为0.20%～1.0%的奥氏体则形成板条马氏体和片（针）状马氏体的混合组织。马氏体转变是紧固件热处理强化的主要手段，高硬度与高强度是马氏体的主要特征之一，几乎所有要求高强度的紧固件都是通过淬火来实现强化的。

1.3 淬火与回火

淬火是指紧固件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。最常见的淬火方法有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火、等温淬火等。回火时将淬火紧固件在A1以下温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却到室温的工艺过程。

紧固件淬火必须经过回火后才能使用，对于低强度4.8、6.8级的螺栓，高温回火一般称为去应力退火。淬火与回火是配合使用的两种应用广且重要的热处理工艺。淬火的目的就是为了获得马氏体或（和）贝氏体组织，提高紧固件的强度和硬度，与适当的回火工艺相配合，更好地发挥钢材的性能潜力。

根据紧固件性能要求不同，按其回火温度范围，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火3种类型。表2为国标对回火种类的定义。

表2           回火种类的定义

2、    回火组织

2.1 回火过程中的组织转变

紧固件淬火后，其中的马氏体与残余奥氏体都是不稳定组织，它们有自发地向稳定组织转变的趋势。回火是一个由非平衡组织向平衡组织转变的过程，这个过程是依靠原子的迁移和扩散进行的。随着回火温度的升高，淬火组织将发生一系列变化。根据组织转变情况，回火一般分为4个阶段。表3为紧固件在回火时的组织转变情况。

表3              紧固件在回火时的组织转变特征。

2.2 回火组织名称

表4为GB/T7232-1987标准对回火组织的定义。传统理论将淬火回火后的组织分为以下3种。这种分类方法为多数教科书所采用。

①回火马氏体（回火温度≤250℃回火产物）。它是马氏体经低温回火转变而来，是由过饱和α固溶体和与其共格的碳化物组成，其形态仍保留原来马氏体的片状或板（针）条状。由于回火后有一定碳化物偏聚，回火马氏体比淬火马氏体容易被腐蚀，在同样腐蚀条件下金相显微镜上显得颜色更深。

②回火托氏体（回火温度350℃～500℃回火产物）。它是由马氏体中温回火转变而来，是由尚未发生再结晶的铁素体和弥散分布的极小的碳化物组成。由于此时铁素体还未再结晶，故仍保留着原老马氏体的形态。回火托氏体的弹性极限高。

③回火索氏体（回火温度500℃～650℃回火产物）。它是由马氏体高温回火转变而来，是由已再结晶的铁素体和均匀分布的细粒状碳化物组成，即为等轴铁素体基体上弥散分布着细颗粒状碳化物。回火索氏体具有优良的综合力学性能，此类组织为紧固件优先采用的组织。

表4      GB/T7232-1987中对回火组织的定义

3、    结语

调质的定义最权威的是国家标准（见表2）。从国标的定义来分析：①调质的先决条件是淬火；②调质回火温度必须在500℃以上；③调质不界定最终组织的性能，但必定时以马氏体或（和）贝氏体组织为主，且在500℃以上回火获得的组织。

笔者认为：在紧固件行业对紧固件热处理通称为“调质”，很有歧义，因大部分碳素结构钢紧固件淬火后一般在400～480℃范围回火，并不在高温回火范围内，建议改称“淬火”为好。