TD处理技术
TD处理（Toyota Diffusion Coating Process）技术是由日本丰田中央研究所开发的,是用熔盐浸镀法、电解法及粉末法进行表面强化（硬化）处理技术的总称。过去的一些文献将TD 处理称为渗金属处理。实际应用最为广泛的是熔盐浸镀法（或称熔盐浸渍法、盐浴沉积法）在模具表面形成VC、NbC、Cr23C6-Cr7C3等碳化物超硬“涂层”（实为渗层）。由于这些碳化物具有很高的硬度，所以经TD法处理的模具可获得特别优异的力学性能。一般来说，采用TD处理与采用CVD（化学气相沉积）、PVD（物理气相沉积）、PCVD（等离子化学气相沉积）等方法进行的表面硬化处理效果相近似，但由于TD法设备简单、操作简便、成本低廉，所以是一种很有发展前途的表面强化处理技术。TD处理在国外应用已相当普遍，但在国内报道并不多见。
1.设备及盐浴成分
TD处理所用设备有普通外热式坩埚盐浴炉和采用将坩埚置入一内热式电极盐浴炉炉膛内的设备，后者不仅增大了设备体积及设备功率，而且这种电极盐浴炉还需配备专用变压器，故这种设备并不多用。
盐浴成分：耐热坩埚中的盐浴，70-90%是硼砂（Na2B4O7），根据涂覆层的组织成分要求，再加入能形成不同碳化物的物质，如：涂覆VC时，加入Fe-V合金粉末或V2O5粉末。
无水硼砂的熔点为740℃，其分解温度高达1573℃，在高温状态非常稳定。熔融硼砂具有溶解金属氧化物的能力，使工件表面保持洁净，有利于工件表面吸附活性金属原子。硼砂盐浴中的添加剂是V、Nb、Cr及其Fe合金或氧化物粉末。目前，工具钢多采用VC涂层。如需涂覆NbC、Cr—C，则在硼砂中加入Fe-Nb、Fe-Cr合金粉末或Nb2O5、Cr2O3氧化物粉末。添加剂的数量要适当，既要满足渗入元素的浓度和扩散速度要求，又要使盐浴具有较好的流动性。
如盐浴组成中含有金属氧化物，则需添加Al、Ca、Ti、Fe- Ti、Fe-Al等物质，以提高并保持盐浴的活性，使活性金属原子得以在盐浴中被还原出来。
2.工艺概述
将硼砂放入坩埚中加热熔化并升温至800～1200℃，然后加入组成盐浴的其它物质，再将工件浸入盐浴中保温1～10h（浸渍时间长短取决于工艺温度及“涂覆”层厚度要求）工件表面就会形成由碳化物构成的表面“涂层”。
3. 碳化物的形成机理
碳化物的形成过程是硼砂盐浴中活性金属原子与工件（基材）本身的碳原子相结合的过程，这个过程包括以下四个步骤：
（1）碳化物形成元素的合金或氧化物粉末不断向盐浴中溶解，并被还原为活性金属原子；
（2）活性金属原子在盐浴中向工件表面扩散；
（3）金属原子与工作表面的碳原子结合形成碳化物；
（4）工件内部的碳原子不断向表面扩散，与金属原子结合，碳化物层不断增厚。
由此可见，TD处理过程中的V、Nb、Cr等碳化物形成元素与C结合，在工件表面形成VC、NbC、Cr-C等，其中的V、Nb、Cr来自盐浴中所添加的金属合金或氧化物粉末，而碳化物中的C则来自基材在工艺温度下固溶于奥氏体或铁素体中的碳，碳化物层的形成是靠盐浴中的活性金属原子和碳原子的双向扩散完成的，而碳原子在整个扩散过程，均在基材（固体）内进行。因此，熔盐浸镀法是一种利用扩散规律进行表面强化的处理方法，“涂覆”层的形成机理与PVD、CVD有本质不同。
由于碳化物中的C来自工件（基材）本身，因此要求基材的含碳量在0.4%以上，一般含碳量较高的工具钢最适宜作TD处理的基材。
4.TD处理的工艺参数
影响TD涂层厚度的主要因素是盐浴温度、处理时间和基材的化学成分，其关系为D2＝Ate-Q/RT，式中D为“涂覆”层厚度（mm）；t为浸渍时间（s）；T为工艺温度（k）；Q为碳化物层的扩散激活能（约为167.47～209.34KJ/mol）；R为气体常数（8.29J/mol．k）；A为由基材含碳量等因素决定的常数，一般在10-3～10-2之间；e为自然常数。
根据上述函数关系，对某一工件（基材），其含碳量及化学成分是一定的，当工艺温度一定时，根据设计的“涂覆”层厚度要求，时间便可确定。
TD处理的特点是碳化物层厚度随处理时间的变化规律符合抛物线（菲克第二定律）规律。
如前所述，TD处理温度一般在800～1200℃，这个选择范围是比较宽的，而温度的高低又直接影响到“涂覆”层形成的速率，因此，工艺温度非常关键，而目前作者所见的报道均未对此作出介绍。笔者认为：TD处理温度应与基材的最佳淬火温度相一致。因为TD处理后须经淬火、回火处理，以获取必要的基体硬度。温度选择过高，则会在TD 处理过程导致基体组织的粗化，这种粗化的组织直接进行淬火，不仅降低了基体的力学性能，还会加剧变形开裂趋势。而当处理温度选择过低时，则在TD处理过程不能完成奥氏体化，从而不能直接淬火，这是不经济的
2379我做过就是按D2的工艺做 1030淬火 510回火 58-60
Cr12型钢Cr12Mo1V1（美国牌号D2）
含有很高的C和Cr，导热性很差，加热速度要缓慢均匀，大锻件必须采用预热加热或以阶梯加热方式控制加热速度，钢件在炉膛的位置适当，有时还要反复翻转，以使受热尽量均匀。
1. 锻造温度
Cr12型钢锻造加热温度为1100~1150℃，始锻温度为1060~1080℃，终锻温度为900~850℃。由于其锻造温度范围窄，除小锻件外，一般均需两火以上，到达终锻温度时，应立即入炉，进行二火加热。
2.锻造工艺方法
2.1 “两轻一重”打法
即坯料温度高于1050℃时轻打，在1050~900℃重打，低于900℃时轻打。这种方法可避免出现裂纹和锻“酥”，因为高温时，钢的基体塑性很好，重打虽可加速成形而不易打裂，但难以将Cm打碎；低温时重打会造成开裂或打“酥”，在1050℃~900℃时，基体强、硬度较高，于此范围重打，易获得Cm碎化均匀的效果。
2.2 锻造比
锻造比最好大于3，若Cm偏析严重，则应使锻比大于6。初锻时，控制变形量每次不超过5%，这样可使外围得到轻度变形，并锻合内部缺陷，以提高塑性。为防止锻裂，锻造时还应注意棱角处的温度不低于800℃，有工厂还将砧铁等工具预热到150~400℃，忌用冷砧、冷钳与热锻件接触，因接触部位易出现裂纹。
2.3 六面揉锻
为最大限度地碎化和均匀Cm分布，应采用镦粗—拔长且反复多次的变形工艺，镦粗压缩比最好大于50%，最后象揉面团一样，上下、前后、左右翻动进行六面揉锻，这样才有
利于使Cm破碎。
2.4 碳化物流线取向
在工模具制造中，仔细选择模块在锻坯中所处的部位，可使畸变保持最小。对畸变特别敏感的方向和部位应尽可能与碳化物流线方向垂直；截面的变化和截面上组织的变化所引起的畸变应考虑相互抵消或削弱，而不允许迭加。因此，锻造时要使Cm流线的取向与锻造方向平行；模块取材时，应使Cm流线与使用时的受力方向垂直。
2.5 锻后冷却
由于Cr12型钢含碳量及合金元素含量很高，如锻后采用缓慢冷却，则易在晶界上析出网状Cm，从而影响毛坯质量，故锻后一般先快冷（空冷、风冷）至700℃左右时，进行坑冷或入炉缓冷。
由于Cr12MoV锻造质量难保证，我常建议用
Cr12Mo1V1（美国牌号D2）
Cr12Mo1V1是国际上较广泛采用的高碳高铬冷作模具钢，属莱氏体钢，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好，热处理变形小；适宜制造高精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚丝轮、搓丝板、冷剪切刀和精密量具等。化学成分见GB/T1299-2000。
该钢可以采用二种淬火温度。
（1）
采用较低的淬火温度950-1040℃ 180-230℃低温回火硬度60-64HRC
（2）
采用较高的淬火温度1050-1100℃ 510-540℃高温回火2次硬度60-64HRC 经QPQ处理，效果更佳。
一般而言，从牌号基本上就能够判断。下面提供一部分我编写的书的有关资料，希望对楼主有用。
根据国家标准（GB/T 221-2000）规定，钢铁产品牌号的命名，采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法。
1．生铁
生铁采用“Z”“L”“Q”符号和阿拉伯数字表示。“Z”代表铸造生铁；“L”代表炼钢生铁；“Q”代表球墨铸铁，
阿拉伯数字表示平均含硅量以千分之几计。例如：含硅量为2.75％~3.25％的铸造用生铁，其牌号表示为“Z30”；含硅量为。0.85％~1.25％的炼钢用生铁，其牌号表示为“L10＂。
含钒生铁和脱碳低磷粒铁，阿拉伯数字分别表示钒和碳的平均含量（均以千分之几计）。例如：含钒量不小于0.40％的含钒生铁，其牌号表示为“F04"；含碳量为1.20％~1.60％的炼钢用脱碳低磷粒铁，其牌号表示为“TL14”。
2．碳素结构钢和低合金结构钢
这类钢分为通用钢和专用钢两类。
通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”，屈服点数值（单位为MPa)和规定的质量等级、脱氧方法等符号表示，按顺序组成牌号。例如：碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为Q345C、Q345D。
碳素结构钢的牌号组成中，表示镇静钢的符号“Z”和表示特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略，例如：质量等级分别为C级和D级的Q235钢，其牌号表示为Q235CZ和Q235DTZ，可以省略为Q235C和Q235D。
低合金高强度结构钢分为镇静钢和特殊镇静钢，在牌号的组成中没有表示脱氧方法的符号。专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1-1规定的代表产品用途的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”，焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢表示为“Q420q”。
耐候钢是抗大气腐蚀用的低合金高强度结构钢，其牌号表示为“Q340NH”。
根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量，以万分之几计）和规定的元素符号，按顺序表示；专用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量，以万分之几计）。
3．优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢
优质碳素结构钢采用阿拉伯数字或阿拉伯数字和表1-1规定的符号表示，以两位阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几计）。
沸腾钢和半镇静钢，在牌号尾部分别加符号“F”和“b"。例如：平均含碳量为0.08％的沸腾钢，其牌号表示为“08F”；平均含碳量为0.10％的半镇静钢，其牌号表示为“10b”。
镇静钢一般不标符号。例如：平均含碳量为0.45％的镇静钢，其牌号表示为“45”。
较高含锰量的优质碳素结构钢，在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号。例如：平均含碳量为0.50％，含锰量为0.70％~1.00％的钢，其牌号表示为“50Mn"。
高级优质碳素结构钢，在牌号后加符号“A”。例如：平均含碳量为0.20％的高级优质碳素结构钢，其牌号表示为“20A”。
特级优质碳素结构钢，在牌号后加符号“E”。例如：平均含碳量为0.45％的特级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45E”。
优质碳素弹簧钢的牌号表示方法与优质碳素结构钢相同。
专用优质碳素结构钢，采用阿拉伯数字（平均含碳量）和表1-1规定的代表产品用途的符号表示。例如：平均含碳量为0.20％的锅炉用钢，其牌号表示为“20g”。
4．易切削钢
易切削钢采用表1-1规定的符号和表示平均含碳量（以万分之几计）的阿拉伯数字表示。
加硫易切削钢和加硫、磷易切削钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后不加易切削元素符号。例如：平均含碳量为0.15％的易切削钢，其牌号表示为“Y15”。
较高含锰量的加硫或加硫磷易切削钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如：平均含碳量为0.40%，含锰量为1.20％~1.55％的易切削钢，其牌号表示为“Y40Mn”。
含钙、铅等易切削元素的易切削钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后加易切削元素符号。例如：平均含碳量为0.15％，含铅量为0.15％~0.35％的易切削钢，其牌号表示为“Y15Pb”；平均含碳量为0.45％，含钙量为0.002％~0.006％的易切削钢，其牌号表示为“Y45Ca”。
5．合金结构钢和合金弹簧钢
合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和表1-1规定的合金元素符号表示。
用两位阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几计），放在牌号头部。
合金元素含量表示方法为：平均含量小于1.50％时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量，平均合金含量为1.50％~2.49％、2.50％~3.49％、3.50％~4.49％、4.50％~5.49％……时，在合金元素后相应写成2、3、4、5……。
例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的合金结构钢，其牌号表示为“30CrMnSi"；碳、铬、镍的平均含量分别为0.20％、0.75％、2.95％的合金结构钢，其牌号表示为“20CrNi3”。
高级优质合金结构钢，在牌号尾部加符号“A”表示。例如“30CrMnSiA”。特级优质合金结构钢，在牌号尾部加符号“E”表示，例如：“30CrMnSiE”。
专用合金结构钢，在牌号头部（或尾部）加表1-1规定的代表产品用途的符号表示。例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的铆螺钢，其牌号表示为“ML30CrMnSi”。
合金弹簧钢的表示方法与合金结构钢相同。例如：碳、硅、锰的平均含量分别为0.60％、1.75％、0.75％的弹簧钢，其牌号表示为“60Si2Mn”。高级优质弹簧钢，在牌号尾部加符号“A”，其牌号表示为“60Si2MnA”。
6．非调质机械结构钢
非调质机械结构钢，在牌号的头部分别加符号“F”表示热锻用非调质机械结构钢，加符号“YF”表示易切削非调质机械结构钢。后面的牌号表示方法与合金结构钢相同。例如：平均含碳量为0.35％，含钒量为0.060~0.13％的易切削非调质机械结构钢，其牌号表示为“YF35V”；平均含碳量为0.45％，含钒量为0.06％~0.13％的热锻用非调质机械结构钢，其牌号表示为“F45 V”。
7．工具钢
工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢三类。
（1）碳素工具钢采用表1-1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示平均含碳量的以千分之几。
普通含锰量碳素工具钢，在表示工具钢符号“T”后为阿拉伯数字。例如：平均含碳量为0.90％的碳素工具钢，其牌号表示为“T9”。
较高含锰量碳素工具钢，在表示工具钢符号“T”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如：平均含碳量为0.80％、含锰量为0.40％~0.60％的碳素工具钢，其牌号表示为“T8Mn”。
高级优质碳素工具钢，在牌号尾部加符号“A”。例如：平均含碳量为 1.0％的高级优质碳素工具钢，其牌号表示为“T10A”。
（2）合金工具钢表示方法与合金结构钢相同。采用表1-1规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示，但一般不标明含碳量数字，若平均含碳量＜1.00%，用一位阿拉伯数字表示含碳量的千分之几。例如：平均含碳量为1. 60％，含铬量为11. 75％，含钼量为0. 50％，含钒量
为0.22％的合金工具钢，其牌号表示为“Cr12MoV”；平均含碳量为0.90％，含硅量为1.40％，含铬量为1.10％的合金工具钢，其牌号表示为“9SiCr”。
（3）高速工具钢无论含碳量是多少均不标出。平均含碳量为0.85％，含钨量为6.00％，含钼量为 5.00％，含铬量为 4.00％，含钒量为 2.00％的高速工具钢，其牌号表示为“W6Mo5Cr4V2”。
（4）低铬（平均含铬量小于1％）合金工具钢在含铬量（以千分之几计）前加数字“0"。例如：平均含铬量为0.60％的合金工具钢，基牌号表示为“Cr06”。
（5）塑料模具钢在牌号头部加符号“SM”，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：平均含碳量为0.45％的碳素塑料模具钢，其牌号表示为“SM45”；平均含碳量为0.34％，含铬量为1.70％，含钼量为0.42％的合金塑料模具钢，其牌号表示为“SM3Cr2Mo”。8．轴承钢
轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢等四大类。
（1）高碳铬轴承钢在牌号头部加符号“G”，但不标明含碳量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50％的轴承钢，其牌号表示为“GCrl5”。
（2）渗碳轴承钢采用合金结构钢的牌号表示方法，仅在牌号头部加符号“G".例如：平均含碳量为0.20％，含铬量为0.35％~0.65％，含镍量为0.40％~0.70％，含铝量为0.10％~0.35％的渗碳轴承钢，其牌号表示为“G20CrNiMo”。
高级优质渗碳轴承钢，在牌号尾部加“A”，例如：“G20CrNiMoA”。
（3）高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢采用不锈钢和耐热钢的牌号表示方法，牌号头部不加符号“G”。例如，平均含碳量为0.90％，含碳量为0.18％的高碳铬不锈轴承钢，其牌号表示为“9Cr18”；平均含碳量为1.02％，含铬量为14％，含钼量为4％的高温轴承钢，其牌号表示为“l0Cr14Mo4”。
9．不锈钢和耐热钢
不锈钢和耐热钢牌号采用表1-1规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示。易切削不锈钢和耐热钢在牌号头部加“Y”。一般用一位阿拉伯数字表示平均含碳量（以千万之几计）；当平均含碳量不小于1.00％时；采用两位阿拉伯数字表示；当含碳量≤0.1％时，以“0”表示含碳量；当含碳量≤0.03％，＞0.01％时（超低碳），以“03”表示含碳量；当含碳量≤0.01％时（极低碳），以“01”表示含碳量。含碳量没有规定下限时，采用阿拉伯数字表示含碳量的上限数字。
合金元素含量表示方法同合金结构钢。例如：平均含碳量为0.02％，含铬量为13％的不锈钢。其牌号表示为“2Cr13”；含碳量上限为0.08％，平均含铬量为18％，含镍量为9％的铬镍不锈钢，其牌号表示为“0Cr18Ni9”；含碳量上限为0.12％、平均含铬量为17％的加硫易切削铬不锈钢，其牌号表示为"YlCr17，’；平均含碳量为1.10％，含铬量为17％的高碳铬不锈钢，其牌号表示为“11Cr17”，含碳量上限为0.03％，平均含铬量为19％，含镍量为10％的超低碳不锈钢，其牌号表示为“03Cr19Ni10”，含碳量上限为0.01％，平均含铬量为19％，含镍量为11％的极低碳不锈钢。其牌号表示为“0lCr19Ni11”。
10．焊接用钢
焊接用钢包括焊接用碳素钢、焊接用合金钢和焊接用不锈钢等，其牌号表示方法是在各类焊接用钢牌号头部加符号“H”。例如：H08、H08Mn2Si、HlCr19Ni9。
高级优质焊接用钢，在牌号尾部加符号“A”。例如：H08A,、H08Mn2SiA。
11．电工用硅钢
电工用硅钢分为热轧硅钢和冷轧硅钢；冷轧硅钢分为无取向硅钢和取向硅钢。
硅钢牌号采用表1-1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示典型产品（某一厚度的产品）的厚度和最大允许铁损值(W/kg)。
（1）电工用热轧硅钢在牌号头部加“DR”之后为表示最大允许铁损值100倍的阿拉伯数字。如果是在高频率(400Hz)下检验的，在表示铁损值的阿拉伯数字后加符号“G”，不加“G”的，表示在频率50Hz下检验。在铁损值或在符号“G”后加一条横线，横线后为产品公称厚度（单位：mm) 100倍的数字。例如：频率为50Hz时，厚度为0.50mm，最大允许铁损值为4.40W/kg 的电工用热轧硅钢，其牌号表示为“DR440-50”；频率为400 Hz时，厚度为0.35mm，最大允许铁损值为17.50W/kg的电工用热轧硅钢，其牌号表示为“DR1750G-35”。
（2）电工用冷轧无取向硅钢和取向硅钢在牌号中间为分别表示无取向硅钢符号“W”和取向硅钢符号“Q”，在符号之前为产品公称厚度（单位：mm) 100倍的数字，符号之后为铁损值100倍的数字。例如：30Q130、35W300，取向高磁感硅钢，其牌号应在符号“Q”和铁损值之间加符号“G”。例如：27QG100。
电讯用取向高磁感硅钢牌号采用表1-1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示电磁性能级别，从1至6表示电磁性能从低到高。例如：DG5。
12．电磁纯铁
电磁纯铁牌号采用表1-1规定符号和阿拉伯数字表示。例如DT3、DT4。阿拉伯数字表示不同牌号的顺序号。电磁性能不同，可以在牌号尾部分别加质量等级符号A、C、E。例如：DT4A、DT4C、DT4E。
13．高电阻电热合金
牌号采用表1-1规定的化学元素和阿拉伯数字表示。牌号表示与不锈钢和耐热钢牌号表示方法相同（镍铬基合金不标出含碳量）。例如：平均含铬量为25%，含铝量为5%，含碳量≤0.06%的合金（其余为铁），其牌号表示为“0Cr25Al5”。
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℃ Ar1：695
2、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。从整体上看呈现为羽毛状，所以上贝氏体又成为羽毛状贝氏体。
上贝氏体与珠光体的区别：
[1]、片状珠光体中铁素体呈片状，而上贝氏体中铁素体呈条状或针状；
[2]、片状珠光体中铁素体是平衡的，而上贝氏体中铁素体是过饱和的。
下贝氏体：也是一种两相组织，有铁素体和Fe3C所组成的。下贝氏体形成晶核的部位大多是在奥氏体晶界上，但与上贝氏体不同，也有相当数量是在奥氏体晶粒内部。下贝氏体的立体形态呈透镜状，在显微镜下呈针状。下贝氏体的碳化物呈细片状或颗粒状，排列成行，约以55~60°的角度与下贝氏体的长轴相交，并且仅分布在铁素体内部。
2、Fe-C合金相图中GCr15钢淬火后在回火时的组织转变和内应力变化：
1）、马氏体析出碳化物和碳化物的聚集长大
马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是亚稳定相，过饱和的碳原子有从固溶体中自发析出的趋势，低温回火就是不断地从马氏体内析出与马氏体共格的ε-碳化物。
低温回火析出的ε-碳化物是极薄的层，在普通金相显微镜下是看不到的。其析出的结果使马氏体的抗腐蚀能力大大降低，所以试样经侵蚀后，在显微镜下颜色发暗，回火温度越高，这中特点越明显。
回火温度升高到300~320℃，由于碳的扩散能力提高，合金元素也稍可以进行扩散，析出的碳化物就变为合金Fe3C型的碳化物（Fe、Mn）3C。这时，碳化物与马氏体间的共格关系也破坏了。
高于350~400℃，碳化物就发生聚集长大。随温度的连续升高，碳化物片逐渐长大，并转变为球状。同时马氏体含碳量降低，趋向于平衡状态铁素体的成分。晶格四方度c/a值趋向于1，渐变为体心立方晶格。
2）、残余奥氏体分解
奥氏体是高温稳定相，在室温是不稳定，有自发析出碳化物，转变为α-固溶体的趋势，马氏体的分解使钢的体积收缩，而残余奥氏体的分解使钢的体积胀大。通常说的残余奥氏体开始分解温度是指能够明显看出因参与奥氏体分解而引起体积变化的转折点，GCr15为180℃，GCr15SiMn钢为200℃左右。但事实上，GCr15钢在150℃，残余奥氏体已有明显分解。高碳铬轴承钢中的残余奥氏体在250~270℃基本可以完全分解。
3）、内应力的变化
钢的淬火应力主要包括热应力和组织应力两种。由于急冷过程中，工件各部位冷却先后不一，个部位温度不同，体积涨缩量不同而相互牵制，发生弹性畸变引起的应力，即热应力。由于淬火时组织转变生成物的线膨胀系数不同，比容不同，而相互牵制发生弹性畸变引起的应力，即组织应力。在回火过程中随着温度升高，屈服极限和蠕变极限大大下降，弹性变形逐步变为塑性变形，组织也向平衡状态发展，淬火引起的各组织的比容差缩小，因而会发生弹性松弛，使淬火应力减小乃至消除。
150℃以下回火，应力只能消除很小一部分，而300~430℃之间回火应力消除最剧烈。在更高温度。随着再结晶的充分进行，淬火应力将逐步完全消除。
4）、回火各阶段组织应力的变化趋势
按组织和应力各温度区间的转变情况，轴承钢回火通常可分为四个阶段：
[1]、马氏体迅速分解：80~200℃左右；
[2]、残余奥氏体大量分解阶段：200~260℃左右；
[3]、淬火应力激烈消除阶段：320~430℃左右；
[4]、碳化物颗粒明显长大阶段：＞400℃。
第二章：高碳铬轴承钢标准的演变与高低倍组织的评定
一、高低倍组织的说明与评级准则
1、低倍组织
低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析。这些缺陷是由于钢锭内的树枝状晶内和晶间偏析引起的化学成分不均匀而造成的。
1）试样的制作过程
试样经车削加工后，按相关规定的条件：50%的盐酸水溶液，酸浸温度为65~80℃，酸浸时间以准确显示钢的低倍组织和缺陷为准。
2）评级原则
中心疏松的评级：主要依据试样中心部位的缺陷大小，数量，聚集程度以及占据的面积。（模铸1级，连铸1.5级合格）
一般疏松的评级：主要根据试样面上的缺陷的大小、数量、所占面积和树枝状晶的粗细程度。偏析的评级：主要根据试样面上偏析带的组织疏松程度及偏析带的密度。
3）、注意事项
在进行低倍组织检验时，经酸浸的试样表面上应无缩孔、裂缝、皮下气泡、过烧、白点及有害夹杂物。除标准中规定的缺陷外，酸浸低倍试样上还不得有翻皮、内裂、异金属等公认的有害缺陷。
2、非金属夹杂物
1）、分类
[1]、脆性夹杂物：氧化物、脆性硅酸盐及氮化钛类型夹杂；
[2]、塑性夹杂物：硫化物及塑性硅酸盐；
[3]、球状不变形夹杂物：球状及大块的不规则形状的及夹杂物。
2）、评定原则
[1]、脆性夹杂物的评级原则
①、氧化物、脆性硅酸盐以及氮化钛类型均按脆性夹杂物评定；
②、脆性夹杂物自0.5级起评，即一发现此类夹杂物时评0.5级；
③、在评定串链状分布的脆性夹杂物时，除要有夹杂物的面积概念外，并须适当参考集中程度和颗粒大小。若夹杂物较集中或颗粒较大，则应适当地提高级别；如夹杂物的串链数虽多，但串链较短，颗粒较小，且分布分散，则应适当的降低级别，其幅度一般可以±0.5级为限。
[2]、塑性夹杂物的评定原则：
①、下列夹杂物按塑性夹杂物评定
A、硫化物；
B、在热加工时发生塑性变形的硅酸盐，即塑性硅酸盐；
C、被硫化物及塑性硅酸盐包在整个里面的复合夹杂物。
②、塑性夹杂物自0.5级起评，即一发现有硫化物或塑性硅酸盐时即评0.5级。若整个试样检验面上未发现此类夹杂物则评为0级。
③、评级时主要依据为夹杂物的大小和数量，但亦需参考夹杂物的分布形态，若夹杂物大而集中，则应适当的提高级别，如夹杂物的数量虽多，但小而分散，则应适当的降低级别，其幅度一般可在±0.5级为限。
[3]、GB/T 18254中夹杂物评定结果的判定规则：
①、一个试样不合格系指四类八系列的夹杂物之八个最恶劣视场的级别，凡出现1个或1个以上的级别不超过规定，即判该试样未不合格。
②、某炉钢非金属夹杂物必须同时满足以下三个条件才能判不合格：
第一、被检验的六个试样至少三分之二合格，不合格的试样最多为两个，不能超过2个试样不合格；
第二、对被检验的同一支钢锭的头、尾两个试样，不能同时都不合格；
第三、六个试样上的各类、各系夹杂物的平均值不应超标准的规定级别。
③、如何区分硫化物与塑性硅酸盐
A、在明视场下，硫化物比塑性硅酸盐颜色浅些，前者呈灰色，后者呈暗灰色；
B、一般硫化物比较细小；塑性硅酸盐比较粗些；
C、二者的显微硬度不同，一般硫化物HV≈180~260；而塑性硅酸盐HV=600~800。
3、球化组织
1）、球化组织的评定条件
[1]、放大倍率：500倍；
[2]、腐蚀剂：2%硝酸酒精；
[3]、级别：1级为欠热，6级为过热。YB 9-59规定2~5级为合格；YB 9-68规定1~4级为合格；GB/T 19254规定为2~4级为合格。
2）、评定原则
[1]、球化组织主要根据碳化物球化程度及碳化物的形状、大小和分布状况评定；
[2]、出现球化不良的索氏体及碳化物密集成堆时，应判为不合格；
[3]、当出现两级之间的情况时，往上或往下选拔评级。
4、碳化物网状组织
1）、碳化物网状评定条件
[1]、放大倍率均在500倍下进行；
[2]、试样的检验面均是横向断面，也可在纵向断面上进行，当发生质量异议时，仍以横断面检验的级别为准；
[3]、采用4%硝酸酒精溶液深腐蚀，以清晰显示碳化物网络的形貌为止，一般应在试样的中心部位观察，以严重的视场进行级别的评定。
2）、碳化物网状的评定原则
[1]、YB 9-59和YB 9-68
A、根据碳化物网络的封闭程度进行评定；
B、根据碳化物的网络大小以及碳化物网的粗强程度；
C、对具有三叉状的碳化物应严加控制。
[2]、GB/T 18254
评级时，主要考虑碳化物网络的封闭程度。
5、碳化物带状组织
1）、碳化物带状的评定条件
[1]、腐蚀剂与腐蚀程度：用4%硝酸酒精进行深腐蚀，以清晰显示碳化物颗粒带为止，而隐没浓度差以及基体的显微组织形貌；
[2]、放大倍率：100倍、500倍。
2）、评定原则
[1]、在100倍下，主要观察碳化物颗粒带的条数、宽窄、碳化物颗粒的聚集程度；在500倍下，主要观察碳化物颗粒的大小、形状、聚集情况，两方面结合评定；
[2]、考虑碳化物颗粒条带数量；
[3]、按碳化物颗粒的聚集程度评定；
[4]、根据碳化物颗粒的大小、形状评定。
6、碳化物液析
碳化物液析在轧材上是以粗大碳化物大块聚集的形状存在，并沿轧制方向呈短条状分布，以及成破碎的链状分布。
1）、评定原则
碳化物液析评级主要根据碳化物条状的数量、分布状态、条块的大小来评定。
2）、条块碳化物液析的形成
条状碳化物液析多出现于钢的变形较小，高温轧制的钢坯和大尺寸的钢材中，而链状碳化物
液析多出现于金属变形量大，低温轧制的大、中、小尺寸的钢材。
第三章高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件
一、球化退火
1、球化退火过程中的组织转变
退火前的原始组织为热轧热锻或者正火组织，是片状碳化物与铁素体相间的珠光体。将其加热至Ac1~Ac3之间并保温时，体心立方的铁素体转变为面心立方的奥氏体，部分片状碳化物溶解入奥氏体中，剩余的碳化物也逐渐由片状向粒状或球状转化。加热温度越高，保温时间越长，则碳化物将全部溶入奥氏体中。在随后的冷却过程中，如冷却速度足够缓慢或冷至790~810℃（GCr15）（770~800 GCr15SiMn）进行等温，则溶入的碳化物将以粒状在未溶碳化物或新位置析出，同时奥氏体转变为铁素体基体上分布着粒状碳化物和粒状珠光体，为球化退火的正常的组织。冷速越大，析出的碳化物越细小，过缓的冷却速度产生粗大碳化物。但冷却速度过快，且加热温度过高，保温时间不长，则溶入的碳化物将部分或全部以片状的形态析出，成为全部或含有部分片状碳化物分布于铁素体基体的混合珠光体。
2、退货组织的评级原则
理想的退火组织是铁素体基体上均匀分布着细小的球化或粒状碳化物。因此，此类组织的评级由以下三个准则：
1）、碳化物的颗粒大小；2）、碳化物的分布均匀性；3）碳化物的球化程度或形态。
说明：1）、细小的粒状或点状珠光体有利于淬火后获得含量均匀分布的马氏体。单碳化物过细往往伴随着高的硬度，不利于随后的切削加工，且淬火加热工艺要求严格；碳化物颗粒过粗，硬度过低，同样不利于切削加工，且由于碳化物间距增大，使随后的淬火组织碳浓度分布不均匀，影响使用性能。
2）、碳化物分布的均匀性直接影响淬火后能否得到均匀的马氏体，碳化物分布过度不均，除退火硬度不均匀而影响切削性能外，还是淬后马氏体的含量及尺寸不均，甚至产生局部过热组织。
3、组织特征
1级：细点状+细粒状珠光体+局部细片状珠光体
组织特征：碳化物颗粒细小呈点状和细粒状，分布弥散，局部有细片状。为不合格组织，形成原因是加热不足，部分锻造组织被保留下来。
2级：点状珠光体+细粒状珠光体
组织特征：碳化物颗粒细小呈点状和细点状，圆度好，分布较均匀。为优良的合格组织。
3级：球状珠光体
组织特征：碳化物颗粒大于2级，球化完全，分布较均匀，为良好的合格组织
4级：球状珠光体
组织特征：碳化物颗粒较粗，均匀性较差，碳化物分布不均，有的区域密集，有的区域稀少，为合格组织。
GCr15，ZGCr15钢的硬度应在HB179~207范围内，GCrSiMn，ZGCr15SiMn钢硬度应在HB179~217范围内。
5级：不均匀球状珠光体
组织特征：碳化物颗粒大小不均，圆度差，有角状和条状碳化物，碳化物分布不均，有的区域密集，有的区域稀少，为不合格组织。该组织的形成，除原始组织粗大不均匀外，还与加热温度过高，冷却速度过缓或重复多次退货有关。
6级：不均匀的粗粒状珠光体+片状珠光体
组织特征：碳化物颗粒大小不均，部分区域出现明显片状珠光体，分布均匀弥散。硬度偏高，约为HB217~229，单但车削性能好。改组织是采用特殊热处理工艺和特殊成型方法时得到。
二、淬火和回火
1、淬火工艺过程中的组织转变
把具有球化退火组织的工件加热到Ac1~Ac3之间进行保温时，铁素体基体转变成为奥氏体，粒状碳化物溶入奥氏体中并在奥氏体中扩散均匀化，同时奥氏体晶粒也不断长大，在随后的冷却过程中，如以足够快的冷却速度冷至Ms以下，奥氏体转变为马氏体，溶入奥氏体中的碳原子保留在马氏体中，随着工件温度的降低，越来越多的奥氏体转变为马氏体。若在马氏体转变终止温度Mf以上某个温度保留冷却，未转变的奥氏体被保留下来成为残余奥氏体。加热过程中未溶入奥氏体的碳化物在冷却过程中不发生转变，成为残留碳化物。最终组织为：马氏体+残余奥氏体+碳化物。
如在Ms以上冷却速度不是足够快，则在冷却过程中，部分奥氏体首先转变为珠光体型组织或贝氏体型组织，剩余的奥氏体在继续冷却过程中转变为马氏体，最终组织为：马氏体+珠光体（贝氏体）+碳化物+残余奥氏体。
2、回火过程中的组织转变
1）、回火的第一阶段
过饱和的碳原子向一定晶面偏聚，形成薄片状偏聚区。这些偏聚区的碳含量过于马氏体中的平均碳含量。随着回火温度的提高，ε型碳化物沿马氏体的惯析面析出，ε型碳化物是由几十埃的小粒子组成约1000埃左右的条状薄片。
2）、回火的第二阶段
残余奥氏体发生分解，此时残余奥奥氏体转变为过饱和的α固溶体和碳化物组成的混合体，其产物类似于下贝氏体和回火马氏体。GCr15钢在正常的淬火工艺下所获得的残余奥氏体，当回火温度达到250℃左右并保持一定时间，就将分解完毕。
3）、回火的第三阶段
碳化物将聚集长大，并向Fe3C型碳化物转变，在碳原子偏聚区形成Fe3C。
3、淬火工艺参数对组织形态的影响
随淬火温度升高，残留碳化物变少，变小；晶粒变粗，残余奥氏体增多。
淬火的马氏体可按马氏体粗细分为隐晶，细小结晶和针状马氏体。淬火温度越高，马氏体越粗，其形态逐渐由隐晶马氏体向细小结晶，针状马氏体过渡，直到最后全部成为粗大的针状马氏体。
在金相组织中往往见到一些黑区和白区，这主要是由于原材料中的粒状碳化物分布不均匀所造成的。黑区往往是残留碳化物较集中，白区则残留碳化物较稀少。
4、组织的评级原则:
1）、按马氏体粗细程度和残余奥氏体数量；
2）、按残留碳化物数量多少和颗粒大小；
3）、按屈氏体组织的形态，大小和数量。
5、组织特征：
1）淬回火马氏体组织
1级：隐晶马氏体+较多的残留碳化物+少量残余奥氏体
组织特征：基体组织细小而均匀，残留碳化物多而颗粒较粗，残余奥氏体在光学显微镜下看不到，轻腐蚀后有时会出现小块做屈氏体。
2级：隐晶马氏体+细小结晶马氏体+适量的残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：以隐晶马氏体为主，残留碳化物沿晶界不断溶解，并出现布纹状的细小结晶马氏体，白色区增多，残余奥氏体显示不明显。
3级：细小结晶马氏体+隐晶马氏体+少量细小针状马氏体+较少量残留碳化物+残余奥氏体组织特征：基体组织黑白差明显，白色区组织为布纹状且局部出现小针状马氏体，但针状马氏体500倍光学显微镜下显示不清晰。残留碳化物少于2级。
4级：细小结晶马氏体+隐晶马氏体+局部小针状马氏体+较少量残留碳化物+较多残余奥氏体组织特征：基体组织较粗，黑白差大，白色区出现细小针状马氏体，细小针间出现残余奥氏体墙，残留碳化物减少，颗粒细，局部区域残留碳化物已经全部溶解。
5级：细小结晶马氏体+少量隐晶马氏体+局部小针状马氏体+少量残留碳化物+较多残余奥氏体
组织特征：基体组织较粗，黑白差大，白区增多，局部区域有明显的细小针状马氏体，细小针状马氏体间有残余奥氏体显示。残留碳化物颗粒更细或碳化物颗粒大小和分布均匀性很差，局部区域碳化物已全部溶解。
2）、淬回火屈氏体组织
1级：隐晶马氏体+少量块状和针状屈氏体+较多的残留碳化物+较多残余奥氏体
组织特征：马氏体基体组织细，残留碳化物多，经轻腐蚀屈氏体呈黑色（含量约占2%），屈氏体中常伴有较粗的碳化物颗粒或者夹杂物。淬回火后硬度≥61HRC。
2级：隐晶马氏体+细小结晶马氏体+网状或小块状屈氏体+较多残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：马氏体基体组织细，屈氏体沿晶界呈网状析出或呈小块状，总含量＜5%。残留碳化物多，分布较均匀，硬度合格。
3级：隐晶马氏体+较大团块状屈氏体+很多残留碳化物+少量残余奥氏体
组织特征：屈氏体呈块状，含量约为9.9%，屈氏体块中常伴有较粗的碳化物颗粒。该组织硬度偏低，或硬度合格但出现软点。
4级：隐晶马氏体+针状或小块状屈氏体+残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：屈氏体呈针状或小块状，经轻腐蚀呈黑色或浅黑色，分布较均匀，含量约为7.1%，残留碳化物量适宜，硬度正常。
5级：隐晶马氏体+块状或针状屈氏体+残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：基体组织中有小块状和针状屈氏体并出现大块状屈氏体，分布不均匀，大块状屈氏体中常伴有粗颗粒碳化物，屈氏体总含量约为5.8%，该种组织硬度偏低，均匀性差。
三、网状碳化物
1、网状碳化物的形成及影响
锻造或热轧后缓冷或退货工艺不当，则产生沿原奥氏体晶界析出的粗大网状碳化物。在随后的淬回火后，网状被保留下来，网状碳化物的出现，对基体起分割作用，且造成成分不均匀，严重降低淬回火后机械性能。
2、评级原则
1）、碳化物网状的粗细；
2）、按碳化物网的封闭程度；
3）、按碳化物网的网格大小。
3、组织特征
1级：碳化物呈细点链状未形成网络。
2级：点链状碳化物增多，条状碳化物稍粗，局部碳化物形成断续大晶格网格，不封闭。
3级：碳化物条状更粗，形成大晶格网格，碳化物点链多，并出现三叉状碳化物。
4级：碳化物网的封闭程度和粗细介于2级和3级之间，但未出现三叉状碳化物。
四、贝氏体等温淬火
1、淬火组织及其影响因素
贝氏体等温淬火或分级淬火后组织应由下贝氏体或马氏体+贝氏体混合组织+残留碳化物+残余奥氏体所组成。影响贝氏体组织性能的因素主要取决于下贝氏体的含量和粗细。
2、评级原则
1）、按贝氏体的粗细、分布和含量；
2）、按残留碳化物的多少；
3）、按屈氏体的形状、大小和数量。
3、组织特征
1级：细针状下贝氏体+隐晶马氏体+较多的残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：下贝氏体呈黑色针状，呈大部分无规则交叉分布，局部区域呈束状分布，白色区为隐晶马氏体，残留碳化物较多且细小而均匀。
上述组织是在原始组织细而均匀，加热温度为下限，等温温度适宜，等温时间短的情况下形成。
2级：粗针状下贝氏体+隐晶、细小结晶马氏体+细小针状马氏体+较少的残留碳化物+残余奥氏体
组织特征：下贝氏体呈粗长的黑针，无规则交叉分布，灰色区为细小结晶和细小针状马氏体，残留碳化物较少且分布均匀。
3级：下贝氏体+较少的残留碳化物+极少的残余奥氏体（＜3%）
组织特征：基体组织为黑色，基体上分布有不规则分布的白色草叶状细针，残留碳化物较少。上述组织在加热温度偏高，等温温度适宜，等温时间长的情况下形成。淬火后硬度＞58HRC。
4、贝氏体等温淬火或分级淬火后不合格组织有：
1）、粗大的下贝氏体组织。加热温度过高造成；
2）、少量的下贝氏体+马氏体。加热温度高，等温时间短造成；
3）、组织中屈氏体组织超过1、2级。加热温度低，等温温度高，冷却不良造成；
4）、上贝氏体组织。等温温度高，冷却不良造成。
第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ
会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：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。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。
浙江 X X 重型锻造有限公司 热处理中心 文件名称：热处理工艺规程 文件编号：HT/GC-01-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共12页受控号：生效日期：2010.9.15
热处理工艺规程 1.0热处理工艺规范 1.1退火及其目的 把钢加热到其一适当温度并保温，然后缓慢冷却的热处理方法，称为退火。根据退火的目的和工艺特点，可分为去应力退火，再结晶退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等。 退火的目的主要有以下几点： （1）降低硬度，改善切削加工性能。 （2）细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布，为最终热处理做好组织准备。 （3）消除内应力，消除由于塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力以及铸件内残留的内应力，以减小变形和防止开裂。 （4）使碳化物球状化．降低硬度。 （5）改善或消除钢在铸造、锻造和焊接过程中形成的各种组织缺陷，防止产生白点。 在大多数情况下，退火一般为预备热处理，通常安排在铸造或锻造之后．粗加工之前，目的是为了降低硬度．改善切削加工性能，细化组织，为最终热处理做组织准备。对于一些要求不很高的工件，退火也可作为最终热处理。消除内应力退火往往在铸造、焊接、压力加工或粗加工之后。 1.2均匀化退火 （1）定义： 均匀化退火也称扩散退火，是把钢加热到远高于Ac3或Acm的温度，经长时间保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。 （2）目的： 是使钢的成分均匀化，消除成分偏析。在高温下，钢中原子具有大的活动能量，有利于原子进行充分的扩散，从而消除成分偏析及组织的不均匀性。以减轻钢在热加工时产生脆裂的倾向和消除铸钢件内应力，并提高其力学性能。 （3）范围： 适用于铸钢件及具有成份偏析的锻轧件。 （4）工艺： 加热温度为Ac3+150～200℃，保温时间为10～20h ,随炉缓冷至350 ℃以下出炉。由于退火的加热温度很高，保温时间又长，很容易引起晶粒长大，需在退火后进行细化晶粒的处理，如进行压力加工使晶粒碎化，或通过完全退火、正火使晶较细化。 1.3再结晶退火 （1）目的： A、消除加工硬化，降低硬度。 B、消除冷塑性变形后的内应力。 （2）范围： 主要用于冷变形加工的工件。如工件经冷冲压或拉伸后，为降低硬度，便于继续进行冷变形加工，均需进行再结晶退火，也称工序间退火。对于某些冷变形加工零件，为消除加工硬化及内应力，再结晶退火也可作为最终热处理。 （3）工艺： 再结晶退火温度 Ac1－50～150℃。碳钢的再结晶退火温度一般为600～700℃。由于再结晶温度与钢的化学成分及冷塑性变形量有关，因此应根据具体情况确定。温度太高，晶粒会明显长大；温度过低，再结晶过程不能完全进行，晶粒大小不均匀。保温后空冷。 1.4去应力退火 （1）定义：
不锈钢管道焊后稳定化热处理作业指导书 QDICC/QB110-2002 1、适用范围 本工艺标准适用于不锈钢管道焊缝焊后稳定化热处理。 2、施工准备 2.1 施工用材料及机具要求： 2.1.1 热处理所用保温材料应为无碱超细玻璃棉，其氯离子含量不得超过25PPm。且应有质量证明书或合格证，捆扎热电隅的材料必须用不锈钢丝。 2.1.2 热处理设备为可自动控制温度的固定盘柜式控制柜或手提式控制箱，并应配有自动打点记录仪，加热器采用绳式红外线加热器，热电偶为K型，其连接线为补偿导线。 2.1.3 热处理设备应经检查合格，温度指示仪表及热电偶校验准确。 2.1.4 挡雨、雪的遮盖物准备齐全。 2.2 作业条件 2.2.1 热处理操作者应熟悉专业标准以及工艺、设备、测量仪表的使用。 2.2.2 热处理前应对焊缝进行确认，确认项目包括： a)焊接工作已完成。 b)焊缝外观符合质量标准。 c)其它要求检验项目已检验合格，并取得检验合格通知。
2.2.3 热处理设备及指示仪表检查合格。 3、操作工艺 3.1 工艺流程： 施工准备→热电偶及加热器安装→热处理→铁素体含量检测→资料整理 3.2 热电偶及加热安装 3.2.1 每道焊口对称安装两只热电偶，热电偶安装在靠近焊缝边缘的30mm内，管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽，热电偶安装采用不锈钢丝捆扎，为保证所测温度为管材实际温度，在热电偶与加热器之间垫小块保温玻璃布以进行隔离。 3.2.2 电加热缠绕宽度为焊缝两侧各100-125mm，一根加热器缠绕多道焊缝时，必须保证热处理部位的相似性，即：同材质，同规格，缠绕的圈数及宽度相同。 3.2.3 加热器安装完毕后用无碱超细玻璃棉进行保温，保温厚度100-150mm，为降低温度梯度，加热器外部100mm范围内应予以保温。 3.3 热处理工艺 3.3.1 300℃以下不控制升温速度，300℃以上升温速度为5125/δ℃/h，且不大于220℃/h。（δ为管壁厚度，单位mm） 3.3.2 热处理温度见下表：
1.退火与正火：主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高的时候才作为最终热处理。 退火目的：调整硬度，便于切削加工，消除残余应力，防止在后续加工或热处理中发生变形和开裂.细化晶粒，提高力学性能或做为最终热处理作组织准备。 正火目的：正火比退火冷却速度大，SO正火组织比退火组织细，强度和硬度也比退火组织高。对于低、中碳的亚共析钢而言，正火和退火目的相同。对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。对于普通结构件而言，正火可以增加珠光体并细化晶粒，提高强度、硬度和韧性，作为最终热处理。 总结：从改善切削加工性能角度出发，低碳钢宜采用正火；中碳钢可采用退火，也可采用正火；过共析钢在消除网状渗碳体后采用球化退火。 2．淬火：淬火目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。淬火是钢的最重要强化方法，也是应用最广的热处理工艺之一。 选择方法：对于截面尺寸较大、形状复杂的重要零件以及承载较大、要求截面力学性能均匀的零件，eg:螺栓、连杆、锻模、锤杆等应选用高频淬火的钢制造并要求全部淬透。 而承受弯曲和扭转的零件，eg轴类、齿轮等，由于其外层受力大，心部受力小可选用淬透性较低的钢，不必全部淬透 3.回火：将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用于减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性 ⑴减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。 ⑵获得工艺要求的力学性能。 ⑶稳定工件尺寸。 ⑷对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用退火则软化周期太长，而采用回火软 化则既能降低硬度，又能缩短软化周期。 对于未经淬火的钢，回火是没有意义的，而淬火钢不经回火一般也不能直接使用。为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。
热处理特殊工序是指气体渗碳、重加热淬火及感应淬火工序，特殊工序过程必须通过相关标准实施过程能力确认，确保设备能力保证过程能力；通过具备相应资格的操作人员，有效控制适宜的工艺参数保证过程能力；通过完善的质量记录为过程提供证据；并通过定期的再确认实现有效的持续改进。 1.对特殊工序的设备能力的确认 热处理特殊工序的设备包括RJJ-90,RQ2-90,RQ3-90井式炉，RH-105转底式保护气氛加热炉，HIC-48密封箱式多用炉，KGPS200/4感应加热淬火机床；Y15-Ⅱ淬火油槽及107等温分级淬火油槽。 井式炉能满足热处理正火、退火、调质、渗碳、碳氮共渗、软氮化等热处理工艺。能处理最大工件尺寸950×?700㎜、装炉量≤500Kg。 RH-105转底式保护气氛加热炉能满足光亮退火、碳氮共渗、保护气氛加热淬火等热处理工艺。能处理最大工件尺寸500×500×350㎜，加热工位8个。 密封箱式多用炉能满足光亮退火、碳氮共渗、调质、渗碳等热处理工艺。能处理最大工件尺寸1200×700×700㎜，装炉量≤1000Kg。 1.1.4Y15-Ⅱ快速光亮淬火油槽能满足中大模数齿轮、轴的淬火要求；107等 温 分级淬火油能满足中小模数齿轮及变形量要求小的零件的淬火要求。 为保证特殊工序过程能力，实施特殊工序的设备应具如下性能： 密封性能良好。实施渗碳、碳氮共渗、软氮化工艺时炉内气氛压力≥10㎜ 水柱。用U型应力计进行检查。 炉温均匀性应达到各型炉子的要求。用标准热电偶检查： a.井式炉温度均匀性≤±15℃ b.RH-105转底炉,HIC-48密封箱式多用炉温度均匀性≤±10℃。 安全性能保证。各型炉子的废气排放口应畅通；风扇系统冷却水应保证正常供给。 设备科负责定期（每年一次）对特殊设备的各项性能、运行状况、完好程度能否满足热处理的产品质量要求进行确认。 2.对特殊工序工艺参数的确认 根据用户提供的零件图纸所描述的需要达到的技术要求，技术科所辖的热处理工艺组应结合本厂的设备能力及设备性能，分析该零件实施特殊工序的可行性。然后编制该零件的特殊工序的工艺方案，编写特殊工序的试制工艺卡。报送技术科确认后方可实施。并通过试制总结验证后，报送技术科审核，由总工程师批准，形成特殊工序正式工艺文件。工艺文件应符合如下要求： 热处理前的零件状态应合理，变形量要求小的锻、铸件应经过正火、退火、消除应力；切削量大的机加工件应消除应力。 应最大限度避免产生热处理缺陷，实现工艺流程短、工人易掌握、操作简单，产品质量稳定。 充分体现现有条件，合理设计工装；充分利用各类加热设备特点，满足不同零件的加热要求。 工艺卡应明确规定产品挂具、代替产品检查的试样规格及放置方法。 工艺卡应明确代替产品检查的试样的检验技术要求：包括金相组织、渗层深度/有效硬化层深度或淬硬层深度、表面硬度、心部硬度及变形要求。 热处理工艺过程的主要工艺参数：温度、时间、渗碳剂或保护气氛名称及用量
东莞热处理厂-东莞热处理公司 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 东莞热处理厂——东莞市久富五金科技有限公司位于东莞市桥头镇华夏第一工业区华夏一路1号P栋，东莞市热处理厂是一家最专业的热处理工厂。公司引进全新最先进的网带炉自动生产线，盐浴炉生产线、真空炉、退火炉、光亮炉，为您提供渗碳淬火、碳氮共渗、气体氮化、离子氮化、不锈钢固溶、等温盐浴淬火、真空淬火、调质、正火、回火、退火、时效、铝合金T6、T4服务。 东莞热处理厂——东莞市佳鑫金属科技有限公司已经发展成为集设计、生产、销售、服务于一体的企业。专业对外热处理加工、销售：螺丝、五金冲压件及技术咨询指导。 经营范围： 1、中，高碳钢、合金钢之机械零件，刀具，弹片，链条，五金冲压件等光亮淬火处理。 2、低碳钢，低合金钢之铁片，针车零件，自行车零件，螺丝等小五金零件表面渗碳，碳氮共渗光亮热处理。 3、粉末冶金之齿轮轴承表面处理。 4、模具钢（如：SKD11，SKD61），高速钢（SKH9，ASP23）等模具钢材真空热处理，包装热处理，表面氮化处理。 5、不锈钢（SUS420J2，STAVAX）零件光亮热处理。
6、数控高频表面淬火，局部淬火。 7、各种材料（如铍青铜合金）之固溶处理，退火处理，析出处理。 8、硬度测试，扭力测试，金相检测，失效分析，易损件寿命研究。 9、自动化环保染黑处理。 东莞热处理厂——东莞市万江金晟五金机械厂成立于2001年，位于珠江三角洲的东莞市万江区。公司通过多年的积累，拥有真空炉、高频机、渗碳炉、氮化炉、井式淬火炉、箱式淬火炉、台车炉、回火炉、液压校正机等设备多台，成为一家大型专业的热处理加工公司。东莞市万江金晟五金机械厂主要服务于珠三角地区模具厂、模胚厂、机械厂、设备厂、精密机械加工厂、五金厂等大、中、小企业。业务范围是：工模具的真空淬火、氮化；黑色金属的真空淬火、普通淬火、调质、正火、退火、渗碳、氮化、高频淬火、发黑、校正等；有色金属的真空淬火、普通淬火、时效、退火等热处理加工。 东莞热处理厂——东莞市特力模具钢材热处理有限公司是一间以科技为导向，集生产和致力于新工艺开发为一体的综合性热处理加工企业，东莞特力热处理厂是一家具有实力有规模的热处理加工企业，已与多家热处理企业联盟技术分享，为客户的产品解决疑难杂症。主要经营范围：真空热处理（各种压铸模，塑胶模，冷冲模热处理）、氮化、高频热处理、调质、正火、退火（去应力）、渗碳、发黑、压力淬火，阳极氧化等。主要设备：真空淬火炉、高压气淬炉，高频设备，氮化炉，渗碳炉、箱式炉、井式炉、洛式硬度测试机，显微硬度计等先进齐全的热处理配套设备。
常用金属材料及热处理代号 硬度 材料牌号 图纸热处理标注 HB HRc 热处理目的 Q235-A ─ 不热处理 16Mn─ 不热处理 渗碳淬硬S-C59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，去碳处可钻孔 20 20Cr 渗碳高频淬硬 S-G59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，不淬硬处可钻孔正火Z ≤230 组织均匀化，消除应力 调质T235 220～250提高性能，改善组织 调质T265 250～280提高性能，改善组织 淬硬C35 30～40 变形小，硬度略提高 淬硬C42 40～45 提高强度和耐磨性，有一定的韧性 淬硬C48 45～50 提高强度和耐磨性，有一定的韧性高频淬硬G48 表面45～50表面耐磨，心部韧性高，变形小 45 40Cr 高频淬硬G52 表面50～55表面耐磨，心部韧性高，变形小 调质T265 250～280提高性能，改善组织 38CrMoAlA 氮化D900 HV≥850 提高表面硬度及耐磨性，耐疲劳，耐腐蚀性能 退火Th ≤230 降低硬度 65Mn 60Si2MnA 50CrVA 淬硬C42 40～45 提高强度和弹性 退火Th ≤230 降低硬度 GCr15 淬硬C59 ≥59 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤230 降低硬度 T8A 淬硬C58 55～60 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤230 降低硬度 T10A T12A 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤255 降低硬度 9SiCr Cr12MoV W18Cr4V 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 HT100 HT200 HT250 热时效去应力 QT400-15 QT600-3 热时效去应力 ZG200-400 ZG270-500 正火Z ZCuSn5Pb5Zn5 ─不热处理 ZAlSi7Mg ─不热处理 T2 ─不热处理 H62 ─不热处理 L2 ─不热处理
华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多，对外业务增大，方便更好的管理铸造件产品，特制定本规定，要求各部门严格按照规定执行。 1目的： 为确保铸钢产品的热处理质量，使其达到国家标准规定的力学性能指标，以满足顾客的使用要求，特制定本热处理工艺规范。 2范围 3术语 经保温一段时间后， 经保温一段时间后， 3.3淬火：指将铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一段时间后， 快速冷却的操作工艺。 3.4回火：指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一 段时间后出炉，冷却到室温的操作工艺。 3.5调质：淬火＋回火 4 职责
4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录，并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作，负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1 错位炉底板应将其复位后再装， 5.2 对特别 淬铸件应控制入水时间，水池应有足够水量，以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素，热处理园盘记录纸可多次使用，但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格，应及时通知相关部门。
6.2技术部门负责对不合格品的处置。 7 附表 7.1碳钢及低合金钢铸件正火、退火加热温度表7.2碳钢及低合金钢铸件退火工艺 7.3铸钢件直接调质工艺 7.4铸钢件经预备热处理后的调质工艺 7.5低合金铸钢件正火、回火工艺
金属热处理工 1.职业概况 1.1 职业名称 金属热处理工。 1.2 职业定义 操作金属热处理设备,进行改变金属工件的组织、改善金属工件性能等加工的人员。 1.3 职业等级 本职业共设五个等级,分别为:初级(国家职业资格五级)、中级(国家职业资格四级)、高级(国家职业资格三级)、技师(国家职业资格二级)、高级技师(国家职业资格一级)。 1.4 职业环境条件 高温,有毒,有害(粉尘、噪声、辐射)。 1.5 职业能力特征 具有一般的计算能力和空间感、形体知觉和色觉;手指、手臂灵活,动作协调。 1.6 基本文化程度 初中毕业。 1.7 培训要求 1.7.1 培训期限 全日制职业学校教育,根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限:初级不少于500标准学时;中级不少于400标准学时;高级不少于300标准学时;技师不少于300标准学时;高级技师不少于200标准学时。 1.7.2 培训教师
培训初级、中级、高级的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或本专业中级及以上专业技术职务任职资格;培训技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书或本专业高级专业技术职务任职资格;培训高级技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书2年以上或本专业高级专业技术职务任职资格。 1.7.3 培训场地设备 培训场地应具有满足教学需要的标准教室和热处理工艺装备。 1.8 鉴定要求 1.8.1 适用对象 从事或准备从事本职业的人员。 1.8.2 申报条件 ——初级(具备以下条件之一者) (1)经本职业初级正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。 (2)在本职业连续见习工作2年以上。 (3)本职业学徒期满。 ——中级(具备以下条件之一者) (1)取得本职业初级职业资格证书后,连续从事本职业工作3年以上,经本职业中级正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。 (2)取得本职业初级职业资格证书后,连续从事本职业工作5年以上。 (3)连续从事本职业工作7年以上。 (4)取得经人力资源和社会保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业(专业)毕业证书。 ——高级(具备以下条件之一者)
常用的几种热处理方法 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关表面处理及精密零件加工展示，就在深圳机械展！ 1.常用热处理方式 1.1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温。 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a.将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降 低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力． b.把钢加热到750度，保温一段时间，缓慢冷却至500度下，最后在空气中冷却叫球 化退火。目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢。 c.去应力退火又叫低温退火，把钢加热到500～600度，保温一段时间，随炉缓冷到 300度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力。 1.2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。 1.3.淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃，碳素工具钢的淬火温度为760～780℃），保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
1.4.回火 钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火150～250．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性。 B 中温回火350～500；提高弹性，强度。 C 高温回火500～650；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。 淬火+高温回火称为调质处理。 2.Q235热处理工艺 Q235属于碳素结构钢，含碳量大概0.12%-0.2%之间，相当于普通的10、20钢，淬火后硬度改变不大。具有较高的强度，良好的塑性，韧性和焊接性能，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。 Q235一般买来就用不热处理，一般它都用在工程上大量需要钢材的地方，数量巨大，一般是热轧后就使用，热轧也就是有正火这个热处理，不热处理的原因有几个： 1)这些场合不需要太高的力学要求。 2)这些钢构件的体积太大了，你想热处理也不现实。 3)这些钢很多情况下要被焊接使用的，你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的 热处理给破坏了。 4)材料价格便宜，质量要求比较低，而且是低碳钢，热处理的效果也不太好。 5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳，但是一件很不划算的事情。 Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低，淬火后的硬度很低，只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出
CQI-9特殊过程：热处理系统评审（第3版）培训课程 培训背景： 热处理系统评审CQI-9：Special Process: Heat Treat System Assessment（HTSA）由美国汽车工业行动集团AIAG的热处理工作小组开发，AIAG于2006年3月发布；2007年8月发布了第二版；2011年10月发布了第三版。 HTSA提出的热处理要求是来自顾客和产品标准的附加要求。热处理系统评审适用于评审一个组织满足HTSA的要求及顾客要求、政府法规要求和组织自身要求的能力；也适用于对供应商的评审。 HTSA的目标是在供应链中建立持续改进，强调缺陷预防，减少变差和浪费的热处理管理系统。HTSA与国际认可的质量管理体系以及适用的顾客特殊要求相结合，规定了热处理管理系统的基本要求。旨在为汽车生产件和相关服务件组织建立热处理管理体系提供一个通用的方法。 美国戴姆勒克莱斯勒、福特、通用三大汽车公司在其顾客特殊要求中均对热处理系统评审提出要求，凡是热处理供应商都必须按CQI-9做过程审核。 培训目标： ?全面了解热处理管理系统的相关要求； ?识别和满足顾客特殊要求； ?获得有效实施CQI-9的方法和思路； ?学习热处理过程控制的有效方法； ?识别热处理过程失效模式并采取预防行动； ?降低热处理产品的风险。 培训对象： ?热处理工厂中高层管理人员； ?质量管理体系管理人员； ?热处理产品设计师； ?工艺工程师； ?现场质量控制工程师。 培训课程大纲 第一部分：金属学，热处理基础知识 ——金属材料的物理性能、化学性能、机械性能、工艺性能及影响 ——金属学基础知识：常见晶格类型、铁-碳合金状态图特性点、特性线及典型金相组织
热处理复习重点 第一章金属材料基础知识 1. 材料力学性能 （1）材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。强度有多种指标，如屈服强度（σs）、抗拉强度（σb）、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 （2）塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率（δ）和断面收缩率（φ），δ和φ越大，材料的塑性越好。 （3）材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标是弹性模量（弹性变形范围内，应力与应变的比值）。 （4）硬度（材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力） a. 布氏硬度（测较低硬度材料） 用一定直径的钢球或硬质合金球，在一定载荷的作用下，压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值。HBS（钢球，<450）、HBW（硬质合金球，>650）。 b. 洛氏硬度（测较高硬度材料） 利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，根据压痕深度确定的硬度值。HRA（金刚石圆锥，20~80）、HRB （1.588mm钢球，20~100）、HRC（金刚石圆锥，20~70） c. 维氏硬度（适用范围较广） 维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同，但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。 （5）冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。通常用冲击功A k来度量，A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。 （6）疲劳强度 材料在规定次数（钢铁材料为107次，有色金属为108次）的交换载荷作用下，不发生断裂时的最大应力，用σ-1表示。 2. 铁碳相图
第二章钢的热处理原理 1. 钢的临界温度 A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度 A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度 A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度 A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度 A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度 A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度 2. 钢在加热时的转变 （1）共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核（相界面处）、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。 （2）铁素体向奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。所以转变过程中珠光体中总是铁素体首先消失，铁素体全部转化为奥氏体时，可以认为奥氏体长大完成。 （3）影响奥氏体形成速度的因素：加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。 （4）加热速度越快，奥氏体形成的开始温度和终了温度越高，而孕育期和转变时间越短，奥氏体形成速度越快。 （5）钢中含碳量越高，奥氏体形成速度越快；碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速度，故减慢奥氏体的形成速度；费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度，因而加快了奥氏体中的形成速度。 （6）当钢的化学成分相同时，原始组织越细，相界面面积越大，形核率越高，奥氏体形成速度越快。 （7）奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。 （8）起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上，奥氏体转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的奥氏体晶粒大小；实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小；本质晶粒度表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。1~4级为本质粗晶粒度，5~8级为本质细晶粒度。 （9）影响奥氏体晶粒长大的因素：加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始组织。 （10）实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。 （11）当成分一定时，原始组织越细，碳化物弥散度越大，则奥氏体晶粒越细。与粗珠光体相比，细珠光体总是易于获得细小而均匀的奥氏体晶粒。片状珠光体比球状珠光体在加热时奥氏体晶粒易于粗化。 （12）时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放臵或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化。 3. 钢在冷却时的转变 （1）常用的冷却方式有两种： 等温冷却——将奥氏体状态的钢迅速由高温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间，使奥氏体在该温度下发生组织转变，然后再冷到室温。过冷奥氏体等温转变曲线（TTT曲线或C曲线） 连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定的速度连续从高温冷到室温，使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） （2）TTT曲线反映转变开始和转变终了时间，转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系。 （3）在A1温度以下某一确定温度，过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷
常用热处理的分类 1 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。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。 表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。 表面淬火采用的快速加热方法有多种，如电感应，火焰，电接触，激光等，目前应用最广的是电感应加热法。 2 表面淬火和回火 将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。 3 物理气相沉积 物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在
基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 4 化学气相沉积 化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。与之相对的是物理气相沉积（PVD）。 整体热处理 1 退火 退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 2 正火 正火，又称常化，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。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除
稳定化处理工艺参数对预应力 钢绞线性能的影响 王福新袁康秦术宝朱龙 (北京科技大学) (天津市第二预应力钢丝有限公司) 摘要通过对预应力(PC)钢绞线稳定化处理及随后的破断、应力松弛 试验，分析了处理前后强度、塑性、松弛率指标的变化趋势，得出了工艺温度、张应力对性能指标的影响规律，进而提出了稳定化处理的最佳工艺参数。 关键词稳定化处理工艺参数钢绞线性能 EXPERIMENTAL STUDY ON EFFECT OF STABILIZING TREATMENT PARAMETERS ON PROPERTIES OF PC STEEL STRAND WANG Fuxin YUAN Kang (University of Science and Technology Beijing) QIN Shubao ZHU Long (Tianjin No.2 Concrete Co.，Ltd.) ABSTRACT The change in strength,plasticity and relaxation rate of PC steel strand before and after stabilizing has been analyzed by means of fracture and stress relaxation tests.The effect of treatment parameters and tensile stress on the properties was obtained and optimum parameters of stabilizing treatment were also proposed. KEY WORDS stabilizing treatment,process parameter,strand,property 1 前言 目前，国内依靠引进能生产低松弛、高强度预应力(PC)钢丝、PC钢绞线的厂家已达20余家，生产能力30万t以上。但由于我国此类产品的生产、应用起步较晚，产品同欧美国家的实物水平相比，存在较大差距，主要表现在［1］：①松弛值不稳；②伸直性不良；③产品通条均质性差。因此，有必要系统地研究钢绞线生产中对产品性能起关键性作用的
常用材料热处理
材料热处理中的特性： 淬透性（可淬性）：指钢接受淬火的能力 零件尺寸越大，内部热容量也越大，淬火时冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。但淬透性大的钢，尺寸效应不明显。 由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸零件时用碳钢正火比调质更经济。 常用钢种的临界淬透直径De mm 常用材料的工作条件和热处理 渗碳钢：（含碳量0.1～0.25％） 10、15、20、 15Cr、20Cr、20Mn2、20CrMn、20CrMnVB 25MnTiB、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo 30CrMnTi、20Cr2Ni4A、12CrNi3A、18Cr2Ni4W A
渗碳钢在高温下长时间保温，晶粒易于长大，恶化钢的性能。 表面含碳量在0.85～1.05％，表层硬度≥56～65(HRC) 心部含碳量在0.18～0.25％，HRC30~45 含碳量在0.3％时，HRC30~47 常用渗碳钢渗碳后的硬度 调质钢（含碳量0.25～0.5％） 40、45、40Cr、50Mn2、35CrMo、30CrMnSi、 40CrMnMo、40MnB、40MnVB、40CrNiMoA 38CrMoAlA 碳素调质钢淬透性低。 常用调质钢的调质硬度 调质钢对表面耐磨性要求较高时还需高频淬火，要求耐磨性更高时则需渗氮。
弹簧钢含碳量：碳素弹簧钢0.6～0.9％ 合金弹簧钢0.45-0.7％ 弹簧钢的选用： 钢丝直径<12～15mm 65、75 弹簧≤25mm 65Mn、55Si2Mn 60Si2Mn、70Si3MnA 钢丝直径≤30mm 50CrVA、50CrMnVA 重要弹簧 60Si2CrVA、65Si2MnVA 弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火 热处理的硬度一般为 HRC41-48 对于一般小弹簧（钢丝截面D<10mm）不淬火，只作250～300去应力处理。 65Mn淬硬性好，硬度≥HRC59。 轴承钢含碳量0.95～1.10％ 含铬量0.5～1.65％ GCr9 GCr15 GCr15SiMn GsiMnV GMnMoVRE GSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV 轴承承受高压集中周期性交变载荷，由转动和滑动产生极大的摩擦。 轴承钢一般首先进行球化退火—淬火—低温回火，硬度为HRC61-65。
A312 TP347H稳定化热处理工艺改进 【摘要】本文简要介绍了A312 TP347H材料的性能和稳定化热处理的作用，分析了A312 TP347H不锈钢管稳定化热处理后出现裂纹的原因，根据裂纹产生的原因，对A312 TP347H稳定化热处理工艺提出了改进措施。 【关键词】A312 TP347H；裂纹；稳定化热处理 1、背景 A312 TP347H因具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀及其热稳定性而被广泛应用于电站、化工等行业。神华煤直接液化项目是我国煤直接液化关键技术研究国家863计划项目之一，工艺管道材质种类多，其中A312 TP347H被大量安装在与反应器相连接的管道中，管内介质为固、液、气三态混合的油煤浆，最高运行温度455℃（设计温度482℃），最高运行压力19.188MPa（设计压力20.55MPa），管道设计技术条件要求对其进行焊后稳定化热处理。 为了消除应力焊接残余应力，提高A312 TP347H的抗晶间腐蚀能力，根据设计给出的工艺对焊缝进行了稳定化热处理处理，然而在对完成稳定化热处理的焊缝进行表面酸洗钝化处理后，部分焊缝出现表面裂纹，且随着壁厚的增加，裂纹程度更严重。经分析，稳定化热处理工艺是出现裂纹的主要原因。 2、材料特性 A312 TP347H在ASME中归类为P-NO. 8，与我国18-8型奥氏体耐热钢比较相近，为单相奥氏体组织，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。 3、稳定化热处理的作用 A312 TP347H奥氏体不锈钢组织为单相奥氏体，焊后易出现晶间腐蚀、应力腐蚀开裂。因此A312 TP347H含有的稳定化元素Nb+Ta，在经过890℃以上的稳定化温度时，能形成稳定碳化物（由于Nb能优先与碳结合，形成NbC），大大降低奥氏体中Cr23C6的含量，起到了牺牲Nb元素保护铬元素的目的。进行这种退火可以将碳化铬完全溶解，而特殊碳化物TiC或NbC不完全溶解，且在冷却过程中特殊碳化物又充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀倾向。 4、施工中出现的问题，分析与解决 根据管道技术条件要求，现场执行的稳定化热处理工艺如下表（1） 稳定化热处理实际操作时，采用电加热板对焊缝区进行加热；硅酸铝保温棉对其包扎保温，具体内容是按以下要求执行的：
滨州市公共供热中心项目工程 焊接热处理技术措施 1、工程概况 焊接热处理工艺的的主要目的就是降低焊接接头的残余应力，改善焊缝金属的组织与性能，1#-4#机组有关受监焊口焊接热处理的项目主要包括锅炉汽水连络管、集汽联箱，主蒸汽管等部分。 2、编制依据 (1) 制造厂家提供的图纸及焊接工艺规程; (2) 《火力发电厂焊接热处理技术规程》（DL/T819-2002）； (3) 《火电施工质量验收及评定标准》（焊接篇96年版）； (4) 《电力建安全健康与环境管理工作规定》（2002-01-21）； (5) 《焊工技术考核规程》（SD263-88）； (6) 《火力发电厂焊接技术规程》(DL/T869-2004) 3、作业前的条件准备 3.1作业所需的工器具及材料 克丝钳3把尖嘴钳3把活动扳手2把试电笔2只 履带式加热器若干石棉布若干硅酸铝保温棉若干18号铅丝若干 铠装热电偶10支电源线（35mm2）1000米记录纸10盒记录墨水5盒 3.2作业所需的机械 远红外热控制电源1台 3.3热处理人员的资格及要求 3.3.1热处理工必须经过专业培训并考核取得资格证书方可上岗。没有取得资格证书的人员只能从事辅助性的焊接热处理工作，不能单独作业或对焊接热处理结果进行评价，焊接热处理人员包括热处理技术人员和热处理工。 3.3.2应遵守有关技术规范及本指导书，热处理后必须进行自检，做到操作无误、记录准确。 3.3.3 及时作好收集、汇总、整理焊接热处理资料的工作。 4、主要施工方案及措施
4.1.作业程序 作业程序(见附图) 4.2 热处理工艺 焊接接头的焊后热处理，应采用高温回火。整体预热采用电加热方式，局部预热采用火焰加热方式。 4.2.1需做焊后热处理的焊缝： 壁厚＞30mm的碳素钢管。 壁厚＞8mm、管径φ＞108mm的12Cr1MoV钢管焊缝。 其它经工艺评定需做热处理的焊件。 4.2.2远红外电源启动、停机顺序： 4.2.2.1启动：接通电源后，红外线设备启动，各表显示数值正常，编入程序后正常运行。恒温：进入正常的恒温热处理程序 4.2.2.2停机：程序运行结束会自动停机，操作人员切断总电源。 4.2.3本工程主要钢材焊后热处理温度与恒温时间见下表 4.2.4热处理过程中升、降温速度一般按6250/壁厚（单位为℃/h）计算，并且不大于300℃/h。降温过程中，温度在300℃以下不控制。 4.2.5对于承压管道及其返修焊件的热处理，其加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。同时采取措施降低周向和径向的温差。任意两点间的温度应小于50℃。 4.2.6热处理的保温宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不小于100mm。保温厚度以40mm～60mm为宜。 4.2.7中、大径管的热处理采用远红外电感应加热，采用接触法进行测温。恒温时在加热范围内任意两点间的温差要求低于50℃。 4.2.8热处理的测温采用自动温度记录仪，所用仪表、热电偶及其附件，根据计量