钢的热处理工艺知识大全
热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。
热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能﹑提高加工质量﹑减小刀具磨损。
钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。
热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。
退火与正火
一、退火
将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。
退火的主要目的是：
（1）降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
（2）细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。
（3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。
常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。（1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3以上30～50℃），随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。
在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。
完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AC CM以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。
（2）球化退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，以不大于50℃/H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。
球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。
（3）去应力退火是将钢加热到略低于A1的温度（一般取500～650℃），保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。
工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加工后（精度要求高）的工件应采用去应力退火。
由于去应力退火温度低于A1，所以在去应力退火时钢的组织不会发生变化，只是消除内应力。
二、正火
正火是将钢加热到AC3或AC CM以上30～50℃，保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法。
正火与退火的目的基本相同，但正火的冷却速度比退火稍快，故正火后得到的珠光体组织比较细，强度、硬度比退火钢高。
正火主要用于如下场合：
（1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性，一般认为硬度在160～230HBS范围内的钢材，其切削加工性最好，硬度过高
时难以加工，而且刀具容易磨损，硬度过低，切削时容易
“粘刀”，使刀具发热而磨损，而且工件的表面质量较低，
低碳钢和低碳合金钢退火后的硬度在160HBS以下，切削加
工性不良，而正火能适当提高其硬度，改善切削加工性。
（2）正火可细化晶粒，其组织力学性能较高，所以当力学性能要求不太高时，正火可作最终热处理，也能满足普通结构
零件的性能要求。
（3）消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作组织准备。
（4）代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火，改善它们的组织结构和切削加工性能。
正火比退火生产周期短，成本低，操作方便，故在可能的条件下，应优先采用正火，但在零件形状较复杂时，由于正火的速度较快，有引起开裂的危险，则采用退火为宜。
淬火
将钢加热到AC3或AC1以上某温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的主要目的是为了获得马氏体，提高钢的强度和硬度。
淬火冷却介质
淬火要求得到马氏体组织，故淬火的冷却速度必须大于临界冷却速度，但冷却过快，工件的体积收缩及组织转变剧烈，从而引起很大的内应力，容易造成工件变形及开裂，因此，淬火介质的选择是个重要的问题。
常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、碱水等，其冷却能力依次增加，盐水在650～550℃范围内冷却速度快，但在300～200℃的温度范围内冷却速度仍然很快，容易引起开裂，所以常用作形状简单的碳钢零件的淬火。油在300～200℃的温度范围内冷却速度比较慢，但在650～500℃范围内冷却速度过慢，一般用于临界冷却速度较小的合金钢零件的淬火。
淬火方法：
淬火时为了最大限度地减小变形和避免开裂，除了正确的进行加
热及合理地选择介质，还应根据工件的材料、尺寸、形状和技术要求选择合理的淬火方法。
常用的淬火方法有：
1、单液淬火法：
将钢体奥氏体化后，在单一淬火介质中冷却到室温的处理，称为单液淬火。单液淬火时碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油作冷却介质。
单液淬火操作简单，易实现机械化和自动化，但单独用水或油进行冷却，综合的冷却特性不够理想，容易产生硬度不足或开裂等淬火缺陷。
2、双介质淬火
将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力强的介质中，冷却至接近M S点温度即钢的组织还未开始转变时迅速取出，马上浸入另一种冷却能力弱的介质中使之发生马氏体转变的淬火，称为双介质淬火。如先水后油，先水后空气等。
双介质淬火的优点是内应力小，变形及开裂小。缺点是操作困难，不易掌握，故主要应用于由碳素工具钢制造的易开裂工件，如丝锥等。
3、马氏体分级淬火
钢材奥氏体化后，随之浸入温度稍高或稍低于钢的M S点的液态介质中，保温适当时间，待工件的内外层均达到介质温度后取出空冷或油冷，从而获得马氏体组织，称为马氏体分级淬火。
4、贝氏体等温淬火
钢材料奥氏体化后，放入温度稍高于M S点的盐浴或碱浴中，保温足够时间，使奥氏体转变为下贝氏体，这种热处理工艺称为贝氏体等温淬火。
贝氏体等温淬火的主要目的是强化钢材，使工件获得强度和韧性的良好配合，以及较高硬度和较好的耐磨性。
贝氏体等温淬火可以显著地减小淬火应力和变形，基本上避免了工件的淬火开裂，故常用来处理形状复杂的各种模具、成形刀具等。
钢的淬硬性和淬透性：
淬火时，工件截面上各处的冷却速度是不同的，表面的冷却速度最大，越到中心冷却速度越小，如果工件表面及中心的冷却速度都大于材料的临界冷却速度，则沿工件的整个截面均能获得马氏体组织，即钢被完全淬透了，如中心部分低于临界冷却速度，则表面得到马氏体，心部则获得非马氏体的组织。
淬透性是指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力，显然，淬透性好的钢较淬透性差的钢易于整体淬硬。
钢的淬透性与钢的临界冷却速度有密切的关系，临界冷却速度越低，钢的淬透性越好，所以，能增加过冷奥氏体稳定性，降低临界冷却速度的因素（主要是钢的化学成分）均可以提高钢的淬透性，例如：合金钢的淬透性比碳钢好。
淬透性是钢重要的热处理要求，其主要表现在两方面：其一是淬透性好的钢，经淬火回火后，截面上组织均匀一致，综合力学性能好。其二是淬透性好的钢，在淬火冷却时可采用比较缓和的淬火介质，减
小工件淬火的变形及开裂倾向。
淬硬性是指钢在理想条件下，淬火成马氏体后所能达到的最高硬度，钢的淬硬性主要取决于钢的含碳量，低碳钢淬火的最高硬度值低，淬硬性差；高碳钢淬火的最高硬度值高，淬硬性好，淬硬性和淬透性是具有不同意义的两个概念。
淬火缺陷：
1、氧化与脱碳
钢加热时，炉内氧化气氛与钢材料表面的铁或碳相互作用，引起氧化和脱碳。
所谓氧化，是指铁的氧化，即在工件表面形成一层松脆的氧化铁皮，氧化不仅造成金属的损耗，还影响工件的承载能力和表面质量等。
所谓脱碳，是指气体介质和钢表面的碳起作用而逸出，使材料表面含碳量降低，脱碳会降低工件表层的强度、硬度和疲劳强度，对于弹簧、轴承和各种工具、模具等，脱碳是严重的缺陷。
为了防止氧化和脱碳，对重要受力零件和精密零件，通常应在盐浴炉中加热，要求更高时，可在工件表面涂覆保护剂或在保护气氛及真空中加热。
2、过热和过烧
钢在淬火加热时，由于加热温度过高或高温下停留时间过长而发生奥氏体晶粒显著粗化的现象，称为过热。加热温度达到固相线附近，使晶界氧化并部分熔化的现象称为过烧。
工件过热后，晶粒粗大，不仅降低钢的力学性能（尤其是韧性），
也容易引起变形和开裂，过热可以用正火处理予以纠正，而过烧后的工件只能报废。
为防止工件的过热和过烧，必须严格控制加热温度和保温时间。
3、变形与开裂
淬火内应力是造成工件变形和开裂的原因，对于变形量小的工件可采取某些措施予以纠正，而变形量太大或开裂的工件只能报废。
为了防止变形和开裂的产生，可采用不同的淬火方法（如分级淬火或等温淬火）或在设计上采取一些措施（如结构对称、截面均匀、避免尖角等）。
4、硬度不足
这是由于加热温度过低，保温时间不足，冷却速度过低或表面脱碳等原因造成的，一般情况下，可采用重新淬火消除，但淬火前要进行一次退火或正火处理。
钢的回火
将淬火后的钢，再加热到AC1 点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
淬火钢回火的目的如下：
（1）消除内应力通过回火减少或消除工件在淬火时产生的内应力，防止工件在使用过程中的变形。
（2）获得所需要的力学性能通过回火可提高钢的韧性，适当调整钢的强度和硬度，使工件具有较好的综合力学
性能。
（3）稳定组织和尺寸回火可使钢的组织稳定，从而保证工件在使用过程中尺寸稳定。
回火的分类及应用：
回火时，决定钢的组织和性能的主要因素是回火温度，回火温度可根据工件要求的力学性能来选择。
1.低温回火(150-250℃)
低温回火得到的组织是回火马氏体，其性能是：具有高
的硬度(58-64HRC)，高的耐磨性和一定的韧性，低温回
火主要是用于量具、刀具、冷冲压模及其他要求耐磨而
硬的零件。
2.中温回火(350-650℃)
中温回火得到的组织是回火托氏体，其性能是：具有高
的弹性极限、屈服点和适当的韧性，硬度可达到
35-50HRC，中温回火主要用于弹性零件及热锻模具等。
3.高温回火(500-650℃)
高温回火得到的组织是回火索氏体，其性能是：具有良
好的综合力学性能（足够的强度与高韧性相配合），硬
度达200-330HBS，生产中常把淬火及高温回火的复合
热处理工艺称为“调质”。调质处理广泛用于受力构件，
如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等。
调质钢与正火钢相比，不仅强度较高。而且塑性、韧性远高于后者。这是由于调质后钢的组织是回火索氏体，其渗碳体呈
球粒状，而正火后的索氏体中渗碳体呈薄片状，因此，重要零件均应采用调质处理。
钢的表面热处理
在机械设备中，有许多零件（如齿轮、曲轴等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的，这类零件表面须具有高硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性，为满足这类零件的性能要求，就要进行表面热处理。
常用表面热处理方法有表面淬火及化学热处理两种。
一、表面淬火
仅对工件表层进行淬火的工艺称为表面淬火，根据淬火加热方法的不同，常用的有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火两种。
1.火焰加热表面淬火
应用氧-乙炔（或其他可燃气体）火焰对零件表面进行快速加热，随之快速冷却的工艺，称为火焰加热表面淬火。
火焰淬火的淬硬层深度一般为2-6mm，这种方法的特点是：加热温度及淬硬层深度不易控制，淬火质量不稳定，但不需要特殊设备，一般适用于单件或小批量生产。
2.感应加热表面淬火
利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面局部加热，然后快速冷却的淬火工艺称为感应加热表面淬火。
感应加热表面淬火的特点：
﹙1﹚加热速度快，零件由室温加热到淬火温度仅需几秒到几十秒。
（2）淬火质量好，由于加热迅速，奥氏体晶粒不易长大，淬火后表层可获得细针马氏体，硬度比普通淬火高2-3HRC。
（3）淬硬层深度易于控制，淬火操作易实现机械化和自动化，适用于大批量生产，但设备较复杂。
表面淬火主要适用于中碳钢、中碳合金钢，如果含碳量太低，淬火后硬度低，而含碳量过高，则容易淬裂。
二、化学热处理
将工件置于一定温度在活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分﹑组织和性能的热处理工艺，称为化学热处理。化学热处理与其它热处理相比，不仅改变了钢的组织。而且钢表层的化学成分也发生了变化。
化学热处理的种类很多，根据渗入的元素的不同，化学热处理有渗碳、渗氮、碳氮共渗﹑渗金属等多种。不论哪一种方法，都是通过以下三个基本过程来完成。
（1）分解介质在一定的温度下，发生化学分解。产生渗入元素的活性原子。
（2）吸收活性原子被工件表面吸收。
（3）扩散渗入的活性原子，由表面向中心扩散，形成一定厚度的扩散层(即渗层)
常用的化学热处理方法有以下几种：
1.钢的渗碳
将工件置于渗碳介质中加热并保温。使碳原子渗入工件表层的
化学热处理称为渗碳。其目的是提高工件表层的含碳量。渗碳
后，经淬火及低温回火。使零件表面获得高硬度和耐磨性，而
心部仍保持一定强度及较高的塑性和韧性。
为了达到上述要求，渗碳零件必须用低碳钢或低碳合金钢来制造。
渗碳方法可分为固体渗碳、盐浴渗碳及气体渗碳三种，应用较为广泛的是气体渗碳。
零件渗碳后，其表面含碳量可达0.85%－1.05％,并从表面到心部逐渐减少。心部仍保持原来低碳钢的含碳量。
渗碳只改变工件表面化学成分，要使渗碳件表层具有高的硬度﹑高的耐磨性和心部良好韧性，渗碳后还必须进行热处理。常用的是淬火后低温回火，渗碳零件经淬火及低温回火后，表层显微组织为细针回火马氏体和均匀分布的细粒渗碳体，硬度高达58-64HRC，心部是低碳钢，其显微组织仍为铁素体和珠光体，具有较高的韧性和适当的强度。
2.钢的渗氮
在一定温度下，使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺称为渗氮，其目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。
渗氮分为气体渗氮、离子渗氮。
1.气体渗氮：工件在气体介质中进行渗氮称为气体渗氮，渗氮时将工件放入密闭的炉内，加热到500－600℃后通入氨气，氨气分解出活性氮原子，活性氮原子与钢表面的合金原素Al、Cr、Mo形成氮化
物，并向心部扩散。渗氮层深度一般为0.1－0.6mm。
渗氮与渗碳相比，有如下特点：
1）渗氮层具有很高的硬度和耐磨性，工件渗氮后不用淬火表面就可得到高硬度。
2）渗氮温度低(一般约为570℃)，工件变形小。
3）渗氮零件具有很好的耐蚀性，可防止水、蒸汽、碱性溶液的腐蚀。
渗氮虽具有上述优点，但因其生产周期长、成本高、渗氮层薄而脆，不宜承受集中的重载荷，在生产中渗氮主要用来处理重要和复杂的精密零件，如精密丝杠、精密机床的主轴、排气阀等。
渗氮用钢是含有Al、Cr、Mo等合金元素的钢。
2.离子渗氮在低于一个大气压的渗氮气氛中﹐利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺﹐称为离子渗氮。
离子渗氮具有速度快﹐生产周期短﹑渗氮质量高﹑工件变形小﹑对材料的适应性强等优点﹐目前离子渗氮还存在投资大﹑装炉量小﹑测温困难及质量不稳定等问题。
3.碳氮共渗
在一定温度下﹐将碳﹑氮同时渗入工件表层奥氏体中（以渗碳为主）的化学热处理工艺﹐称为碳氮共渗﹐常用的为气体碳氮共渗﹑
碳氮共渗同渗碳相比﹐具有很多优点﹐它不仅加热温度低﹑零件变形小﹑生产周期短﹐而且渗层具有较高的硬度﹑耐磨性和疲劳强
度﹐目前工厂里常用来处理汽车和机床上的齿轮﹑蜗杆和轴类等零件。
以渗氮为主的碳氮共渗﹐也称为软氮化﹐其常用的共渗介质是尿素﹐加热温度一般不超过570℃﹐处理时间仅为1-3H﹐与一般渗氮相比﹐渗层硬度较低﹐脆性较小﹐软氮化常用于处理模具﹑量具﹑高速钢刀具等。
热处理新工艺
一﹑形变热处理
是一种把塑性变形与热处理有机结合的新工艺﹐可达到形变强化和相变强化的综合效果而显著地提高钢的力学性能。
形变热处理可分为高温形变热处理和低温形变热处理两种。
高温形变热处理是将工件加热到奥氏体化温度以上﹐保温后进行塑性变形﹐然后立即淬火﹑回火﹐不仅能提高材料的强度和硬度﹐还能显著提高其韧性﹐取得强韧化的效果。
低温形变热处理是将钢奥氏体化后﹐急速冷却到过冷奥氏体孕育期最长的温度区间（500-600℃之间）进行塑性变形﹐然后淬火并立即回火﹐这种热处理可在保持塑性和韧性不降低的条件下﹐大幅度提高钢的强度和抗磨损能力﹐主要用于强度极高的零件﹐如高速钢刀具﹑弹簧﹑飞机起落架等。
二﹑真空热处理
是将工件置于1.33-0.0133Pa真空介质中加热。真空热处理可防止零件的氧化与脱碳﹐并使零件表面氧化物﹑油脂迅速分解
﹐而得到光亮的表面﹐真空热处理还具有脱气作用﹐使钢中H﹑N及氧化物分解逸出﹐并可减小工件的变形等﹐真空热处理不仅可用于真空退火和真空淬火﹐还可用于真空化学热处理﹐如真空渗碳等。
注﹕AC3 ﹑AC3﹑AC CM 表示加热时的各临界点。
临界点﹕指金属发生结构改变的温度﹐这里指合金的结晶开始及终了温度。
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——外表淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度〔700度〕以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度〔800度〕以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度〔800度〕以上，保温一段时间后再在特定介质中〔水或油〕 快速冷却叫淬火。 ◆外表淬火 •钢的外表淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的外表层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，外表层还不断地被磨损，因此对一些零件外表层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有外表强化才能满足上述要求。由于外表淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，外表淬火主要有感应加热外表淬火、火焰加热外表淬火、电接触加热外表淬火等。
感应外表淬火后的性能: 1.外表硬度：经高、中频感应加热外表淬火的工件，其外表硬度往往比普 通淬火高2～3 单位〔HRC〕。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬 层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比拟高，外表的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频外表淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。 对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。 一般硬化层深δ＝〔10～20〕％D。较为适宜，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢那么是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 •退火的目的
钢的热处理工艺知识大全 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能、提高加工质量、减小刀具磨损。 钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。 一、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。 退火的主要目的是： (1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 (2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。 （3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 （1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3 以上 30?50C）,随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。 在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。 完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AS以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。 （2）球化退火是将钢加热到AG以上20?30C,保温一定时间，以不大于50C /H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。 （3）去应力退火是将钢加热到略低于A i的温度（一般取500? 650C）,保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。 工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加
常用热处理的基本知识 一. 退火目的及工艺 退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。 退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。 1. 完全退火 完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。 低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。 2. 等温退火 完全退火所需时间很长，特别是对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。 等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，钢件在加热温度保温一定时间后，快冷至A r1以下某一温度等温，使奥氏体转变成珠光体，然后出炉空冷。图5.26为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。 A r1以下的等温温度，根据要求的组织和性能而定；等温温度越高，则珠光体组织越粗大，钢的硬度越低。 3. 球化退火 球化退火是使钢中渗碳体球化，获得球状（或粒状）珠光体的一种热处理工艺。主要用于共析和过共析钢，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；同时为后续淬火作好组织准备。
常用钢热处理工艺 热处理是一种通过改变金属结构来改善其力学性能的方法。常用钢热 处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。下面对这几种 常用钢热处理工艺进行详细介绍。 1. 退火 退火是指将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却。退火工艺分为完全退 火和等温退火两种。完全退火是将钢材加热至超过临界温度，然后慢 慢降温。等温退火是将钢材加热至超过临界温度，然后在等温时间内，使钢材的温度均匀，从而使钢材的组织变得均匀，于是提高了钢材的 韧性。 2. 正火 正火是将钢加热到一定温度，然后快速冷却。正火一般分为低温正火，中温正火和高温正火三种。低温正火使钢材的硬度提高，但是韧性降低。高温正火使钢材的韧性提高，但是硬度降低。中温正火平衡了钢 材的硬度和韧性。 3. 淬火
淬火是指将钢加热到超过临界温度，然后快速冷却。淬火一般分为油淬、水淬和气淬三种。油淬适用于要求较低的钢材，水淬适用于要求 较高的钢材，气淬适用于要求最高的钢材。淬火后钢材的硬度很高， 但是韧性降低，此时需要回火来消除内部应力，提高钢材的韧性。 4. 回火 回火是将淬火后的钢在一定温度下加热一段时间，然后由于自然冷却 所形成的工艺。回火分为低温回火和高温回火两种。低温回火提高了 钢材的韧性，但是硬度降低。高温回火提高了钢材的韧性，但是硬度 降低。 5. 表面淬火 表面淬火是一种特殊的热处理工艺，用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。表面淬火和淬火不同的是，只在钢材表面进行加热和快速冷却。 这种技术对钢材表面的耐磨性提高很大，但是对钢材硬度的提高不大。 总之，钢材热处理是提高钢材力学性能的重要方法，常用的钢热处理 工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。选择适当的热处理 工艺可以使钢材达到最佳的机械性能。
金属热处理综合知识 金属热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。 冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 物理热处理 一、退火 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。 1.降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 2.细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 3.消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。 分类 1．完全退火 又称重结晶退火，一般简称为退火，一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。 完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+（30～50℃）；合金钢为Ac3+（500～70℃）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空冷。 2、等温退火
热处理知识 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。一、整体热处理 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 1、退火： 是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 2、正火： 是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善低碳材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 3、淬火： 是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 4、回火： 为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性
钢的常见热处理 钢材是一种重要的金属材料，具有高强度、耐磨、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于汽车、航空航天、建筑、机械制造等领域。为了进一步改善钢材的性能，常常需要进行热处理。热处理是通过加热钢材至一定温度，再进行适当冷却，以改变钢材的组织结构、晶粒尺寸、硬度等性能。下面将介绍几种常见的钢的热处理方法。 第一种常见的热处理方法是退火处理。退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，目的是消除应力，改善钢材的可加工性和韧性。退火过程中，钢材的晶粒会长大，原本的组织结构也会发生变化。退火分为多种类型，包括全退火、球化退火和正火等。全退火是将钢材加热到高温区，经长时间保温后冷却，可显著降低硬度，使钢材具备良好的可加工性。球化退火则是在适当温度下进行保温和冷却，使钢材的组织变得均匀、细小，提高韧性和塑性。 第二种常见的热处理方法是淬火处理。淬火是将钢材加热到临界温度以上，短暂保持时间，然后迅速冷却，以产生马氏体组织。淬火能够增加钢材的硬度和强度，但也容易导致钢材产生内应力和变形。淬火过程中冷却速度的控制非常重要，过快或过慢的冷却速度都会导致处理效果不佳。此外，淬火后的钢材通常还需要进行回火处理，以提高韧性和抗脆性。 第三种常见的热处理方法是正火处理。正火是将钢材加热到一定温度区域，然后保温一段时间，并采用适当速度冷却。正火常用于中碳钢和中低合金钢等材料的处理。正火能够使钢材逐
渐恢复强度和韧性，其处理效果介于退火和淬火之间。 第四种常见的热处理方法是淬火和回火处理。这种处理方法通常用于高碳钢和合金钢等材料，能够在提高硬度和强度的同时，保持一定的韧性和塑性。具体操作上，先进行淬火，使钢材产生马氏体组织，再通过回火处理，使马氏体转变为不同组织结构，提高钢材的韧性。 除了上述常见的热处理方法，还有许多其他的热处理方法，如表面处理、氮化处理、硬化处理等，它们可以根据不同的需求来选择和应用。无论采用何种热处理方法，都需要严格控制温度和冷却速度，并注意处理后的质量检测，以确保钢材的性能达到要求。 总之，热处理是提高钢材性能的重要工艺，能够改变钢材的组织结构和性能，使其具备更好的机械性能和加工性能。退火、淬火、正火以及淬火和回火等是常见的热处理方法，不同的钢材和需求可选择不同的热处理方法。热处理过程需要控制好温度和冷却速度，并注意后续的回火和质量检测工作，以确保钢材的性能符合要求。对于钢材的应用和发展来说，热处理工艺的研究和应用是非常重要的领域。
◆表面淬火 ?钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 ?感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点： 1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高 2.工件因不是整体加热，变形小 3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材 料消耗，提高零件使用寿命 5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 ?感应加热的基本原理 将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。 ?感应表面淬火后的性能 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3 个单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ?退火的目的
钢的热处理工艺 热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获得所需性能的一种工艺。 根据热处理的目的、要求以及加热和冷却条件的不同，金属材料热处理可分为退火、正火、回火及表面热处理等五种基本方法。 第一节钢的热处理原理 钢的热片理原理主要是利用钢在加热和冷却时内部组织发生转变的基本规律，根据这些基本规律和要求来确定加热温度、保温时和冷却介质等有关参数，以达到改善材料性能的目的。热处理方法虽多，但任何一种热处理都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，因此可以用“温度一时间”曲线表示。 第二节钢的热处理工艺 （一）退火 将钢材或钢材加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺，称为钢的退火。 1、完全退火和不完全退火完全退火又称重晶退火，完全退火是将钢伯加热到 Ac3+(30~50)0C,保温后在炉内缓慢冷却的工艺方法。 不完全退火是加热到临界点Ac1+(30~50) 0C,保温后缓慢冷却的方法。 2、等温退火将钢件加热到Ac3+(30~50)0C(亚共析钢)或Ac1+(20~40)0C（共析钢和过共 析钢），保温一定时间后冷却到稍低于Ar1某一温度进行等温转变，以获得珠光体组织，然后空冷却的工艺方法，称为等温退火。 3、去应力退火去应力退火是将钢件加热到Ac1以下（100～200）℃，保持温一定时间 后缓慢冷却的工艺方法。 （二）钢的正火 正火是将钢材加热到临界点Ac3或Acm+(50~70)℃,保持地一定时间后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。 正火和退火不同之处，在于前者的冷却速度快，过冷度较大，因而发生伪共析组织转变，使组织中珠光体量增多，且珠光体的层片厚度减小，通常获得索氏体组织。 正火与退火相比，不但力学性能高，而且操作简便，生产生产周期短，能量耗费少，故在可能条件下，应优先考虑采用正火征理。正火主要用于 （1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性
钢的热处理原理及工艺 钢热处理是指通过加热和冷却工艺来改变钢的组织结构和性能的方法。钢的热处理可以使钢的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能得到提高，从而满足不同工程需求。下面将详细介绍钢的热处理原理及工艺。 1. 钢的热处理原理 钢的热处理是基于钢的相变规律和固溶体的形成原理进行的。钢的相变主要包括相变温度、相变点和相变组织的变化。根据钢材的成分和热处理工艺的不同，钢的相变主要包括铁素体转变为奥氏体、奥氏体转变为马氏体、回火和淬火等。 2. 钢的热处理工艺 （1）退火：退火是将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温的热处理方法。退火可以消除钢内部的应力，恢复钢材的塑性和韧性，并改善钢的加工性能。常见的退火工艺有全退火、球化退火和正火等。 （2）淬火：淬火是将钢加热到一定温度，然后迅速冷却的热处理方法。淬火可以使钢的组织变为马氏体，从而提高钢的硬度和强度。淬火的冷却介质可以选择水、油或空气等。 （3）回火：回火是将淬火后的钢再加热到一定温度，然后冷却的热处理方法。回火可以消除淬火的残余应力，减轻和改变马氏体的形成，从而提高钢的韧性和耐脆性。常见的回火温度通常在300-700之间。
（4）正火：正火是将钢加热到一定温度，然后在空气中冷却的热处理方法。正火可以消除钢的残余应力，改善钢的韧性和塑性，并提高钢的强度。正火的温度通常在700-900之间。 （5）调质：调质是将已经淬火或正火的钢加热到低于共析线或乳状奥氏体线的温度，然后冷却的热处理方法。调质可以使钢的硬度和强度得到进一步提高，并保持一定的韧性和塑性。 （6）固溶处理：固溶处理是将含有合金元素的钢材加热到一定温度，使合金元素溶解在钢基体中，然后快速冷却的热处理方法。固溶处理可以提高钢的硬度和强度，并改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。 总之，钢的热处理通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢的组织结构得到改善，从而达到提高钢的性能的目的。钢的热处理工艺选择应根据钢材的组成、要求和使用条件等因素进行合理的确定。同时，热处理过程中的温度、时间和冷却速度等参数也需要进行严密的控制，以保证钢的性能和质量。
钢的普通热处理工艺主要有 钢的普通热处理工艺是指对钢材进行加热和冷却的一系列工艺，以改变其组织和性能。主要包括退火、正火、淬火、回火等几种工艺。 一、退火 退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织达到均匀化和软化的目的。退火分为完全退火和球化退火两种。 完全退火：将钢材加热到临界温度以上50～100℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高塑性和韧性。 球化退火：将钢材加热到临界温度以上20～30℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使球形碳化物分布均匀，提高韧性和抗拉强度。 二、正火 正火是将钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却或用水或油冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。正火分为低温正火和高温正火两
种。 低温正火：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高硬度、强度和耐磨性。 高温正火：将钢材加热到临界温度以上100～200℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高韧性和抗拉强度。 三、淬火 淬火是将钢材加热到一定温度，在水或油中急速冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。淬火分为水淬和油淬两种。 水淬：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在水中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性大幅提高，但韧性降低。 油淬：将钢材加热到临界温度以上50～80℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在油中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性提高，但韧性相对水淬有所提高。
钢的热处理总结 钢的热处理是一种利用加热和冷却控制材料微观结构的工艺。它可以改变钢的物理和化学性质，从而使其适应不同的使用环境。下面我总结了一些关于钢的常见热处理方法以及其原理和应用。 1. Annealing（退火） 退火是一种在高温下加热钢材并缓慢冷却的过程。这种处理会减弱钢材的硬度和韧性，但增强其可加工性和塑性。退火的应用包括： - 柔化和改善钢材的可加工性。一些冷处理过的钢材在加工过程中会产生裂缝和变形。- 消除钢材中的应力。在钢材加工或制造过程中，会产生内部应力，这些应力可能会导致钢材在长期使用过程中发生变形和疲劳。- 改善钢材的韧性。对于高碳钢或淬火后钢材，退火可以使其恢复一定程度的韧性，防止其在使用过程中产生断裂。 2. Tempering（回火） 回火是一种加热已经淬火并硬化的钢材，然后在特定温度下保温一段时间，最后缓慢冷却的过程。回火可以减轻钢材的硬度，减少其脆性，并增加其韧性，常见于淬火后的钢材。 3. Quenching（淬火）
淬火是一种将已经加热到高温的钢材快速冷却的过程。这种处理会导致钢材的硬度和脆性增加。淬火的应用包括： - 改变钢材的物理和化学性质。淬火可以增加钢材的硬度 和韧性，从而使其更适合用于需要高强度和耐磨性的地方。- 制造工具。淬火可以制造各种刀具和钻具，这些工具需要具有高强度和耐磨性。- 防止钢材变形。该过程可以有效防止大尺 寸钢材在冷却时产生变形。 4. Normalizing（正火） 正火是一种将钢材加热到高温，然后通过自然空气冷却的过程。正火可以使钢材的微观结构均匀，并且具有一定的韧性和硬度。 热处理通常涉及加热和冷却过程，其中加热温度和持续时间，以及冷却速度都是影响最终结果的关键因素。这些因素取决于钢材的成分，形状和处理的目的。例如，某些钢材需要较高的回火温度和较长的保温时间，以减轻其脆性并增加其韧性。而淬火后的钢材需要较长时间的回火过程，以消除其残余应力并提高其韧性。 总而言之，热处理是钢材生产和加工过程中不可或缺的一步。通过合理的热处理方法，可以使钢材适应不同的使用场景，并提高其性能和寿命。
(一)淬火--将钢加热到Ac 3或Ac 1 以上，保温一段时间，使之奥氏体化后，以 大于临界冷速的速度冷却的一种热处理工艺。 淬火目的：提高强度、硬度和耐磨性。结构钢通过淬火和高温回火后，可以获得较好的强度和塑韧性的配合；弹簧钢通过淬火和中温回火后，可以获得很高的弹性极限；工具钢、轴承钢通过淬火和低温回火后，可以获得高硬度和高耐磨性；对某些特殊合金淬火还会显著提高某些物理性能(如高的铁磁性、热弹性即形状记忆特性等)。 表面淬火--表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。分类——感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火、盐浴加热表面淬火、红外线聚焦加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。 单液淬火——将奥氏体化后的钢件投入一种淬火介质中，使之连续冷却至室温(图9-1a线)。淬火介质可以是水、油、空气(静止空气或风)或喷雾等。 双液淬火——双液淬火方法是将奥氏体化后的钢件先投人水中快冷至接近M S 点，然后立即转移至油中较慢冷却(图9-1b线)。 分级淬火——将奥氏体化后的钢件先投入温度约为M S 点的熔盐或熔碱中等温保持一定时间，待钢件内外温度一致后再移置于空气或油中冷却，这就是分级淬火等温淬火--奥氏体化后淬入温度稍高于Ms点的冷却介质中等温保持使钢发生下贝氏体相变的淬火硬化热处理工艺。 等温淬火与分级淬火的区别是：分级淬火的最后组织中没有贝氏体而等温淬火组织中有贝氏体。。。根据等温温度不同，等温淬火得到的组织是下贝氏体、下贝氏体+马氏体以及残余奥氏体等混合组织。 (二)回火--将淬火后的钢/铁，在AC1以下加热、保温后冷却下来的金属热处理 工艺。回火的目的：为了稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑性和韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。 第一类回火脆性：①淬火钢在250~400℃回火后出现韧性降低的现象称为第一类回火脆性，又称为低温回火脆性。几乎所有工业用钢都在一定程度上具有这类回火脆件，而且脆性的出现与回火时冷却速度的快慢无关。 第二类回火脆性：①指合金钢(含有Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金钢)淬火并在450~650℃回火后产生低韧性的现象，也称为高温回火脆性。。。。。回火后缓冷促进回火脆性，而快冷抑制回火脆性。 (三)正火--是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。 目的：——如果终锻温度比较高和锻造后冷却速度比较慢，会出现网状碳化物的缺陷。这种网状碳化物在球化退火时不易被消除，需要在球化退火前用正火工艺进行消除。 (四)退火——将钢加热到临界温度Ac1以上或以下温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(如 炉冷、坑冷、灰冷等)获得接近平衡组织的热处理工艺称为退火 退火作用——退火过程使组织由非平衡向平衡过度，它可以均匀钢的化学成分及组织，消除铸造偏析，细化晶粒；消除内应力，稳定工件尺寸，减小变形，防止开裂；降低硬度，提高切削加工性能，一般硬度的最佳切削范围为170~230HB；提高塑性，便于冷变形加工；消除淬火后的过热组织以便再进行重新淬火；脱氢，防止白点等。6.5.3 退火工艺的分类
金属热处理基本知识 金属热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。 冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。 表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同
钢的热处理 1、钢的热处理工艺主要有几种 退火、淬火、正火、回火、外表热处理 2、什么是同素异构转变、多形性转变 同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。 多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。 3、奥氏体与其结构特点 奥氏体是碳在丫-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。 奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以与低温下马氏体相变的一系列特点。
£900 860 820 780 740 700 0 0.2 0.4 0.6 0 8 L0 12 1.4 C 含5/(%) 4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置与原因 奥氏体的形核 1〕球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核 2〕片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核，也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因： (1)易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏• (2)在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 △G = - △ Gv + △ Gs + △ Ge △Gv—体积自由能差，△ Gs —外表能，△ Ge —弹性应变能
5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解？ 〔1〕奥氏体的形核；〔2〕奥氏体的长大；〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化； 奥氏体长大的是通过丫/ a界面和丫/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。由于丫/ a界面向铁素体的迁移远比丫/Fe3C界面向FaC的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。 6、晶粒度概念 奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930± 10° C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。 奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小 奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。 7、共析碳钢IT 图
1、退火是指把钢加热到某一温度，经保温后缓慢冷却（随炉冷却或在导热能力差的介质中冷却），以获得接近平衡组织的工艺方法。目的：降低硬度以便于切削加工；提高塑性以利于塑性加工成形；细化晶粒以提高力学性能；消除应力以防止变形和开裂。 2、正火是指把钢加热到A3线（对亚共析钢）或Acm线（对过共析钢）以上30－50度，保温后，在静止空气中冷却的处理工艺。 3、淬火是指把钢加热到组织转变温度（A3或A1）以上30－50度，保温后快速冷却的处理工艺。其目的在于获得马氏体组织，使钢具有高硬度和高耐磨性。淬火是强化钢材的重要方法。 4、回火是把淬火后的钢加热到A1线以下某一温度，保温后冷却至室温的处理工艺。这是淬火工件必须进行的一个工序，它决定了该工件在使用状态时的组织和性能，也可以说是决定了工件的使用性能和寿命。回火的目的是为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低淬火工件的脆性，稳定工件尺寸和使工件具有符合符合工作条件的性能。 A1：共析钢平衡状态下A化温度 Ac1：实际加热时共析钢的A化温度，高于A1温度 A3：亚共析钢平衡转变A化温度 Ac3:实际加热时亚共析钢的A化温度，高于A3温度 Acm：过共析钢平衡转变A化温度Accm:：实际加热时过共析钢的A化温度，高于A3温度回火 编辑词条 回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目录 1 基本介绍 2 主要目的 3 主要分类 4 钢的回火 5 注意事项 6 同名电影 展 开 1 基本介绍编辑本段 中文名称：回火 英文名称：tempering 定义：将淬火后的钢，在AC1以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。 应用学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科） 回火是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下，保温1到2小时后冷却的工艺。回火往往是与淬火相伴，并且是热处理的最后一道工序。经过回火，钢的组织趋于稳定，淬火钢的脆性降低，韧性与塑性提高，消除或者减少淬火应力，稳定钢的形状与尺寸，防止淬火零件变形和开裂，高温回火还可以改善切削加工性能。 2 主要目的编辑本段 ⑴减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。
金属热处理知识
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
金属熱处理 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和 化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理 工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的 材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制， 所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、 铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、 大型铸钢件的热处理炉 物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。