钢的热处理温度Ac1、Ac3、Ar1具体温度钢的热处理温度A1、A3与Ac1、Ac3、Ar1 Acm
铁碳合金，可以查阅Fe-C相图。(铁碳相图有几条温度线---727度，1148
度，1495度)如果是合金钢，只能根据具体牌号查阅有关资料。
1. A1:在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，用A1
表示。 2. A3亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度。用A3表示。 3.Ac1:钢加热时～开始形成奥氏体的温度,
4.Ac3:亚共析钢加热时～所有铁素体均转变为奥氏体的温度;
5.Ar1:钢高温奥氏体化后冷却时～奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度,
6.Acm:过共析钢在平衡状态下～奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度～即过共析钢的上临界点。
即一般所说的下转变温度是A1或Ac1，上转变温度是A3或Ac3或Acm。
不同化学成分，有不同的临界点
这些都是一个温度范围，根据冷却速度的不同范围可能不一样，如果缓慢加热冷却的话会接近理论值。但是理论值也根据不同的材料，C含量不同这温度都不一样。
合金含量的不同，Ac1、Ac3、Ar1......等的温度是不同，在铁碳相图你可以根据C含量找到一个大致的温度，但这个温度只能作为参考，具体的温度要经过试验才能确定下来。
可以采用膨胀法测定或者根据经验公式计算，当然经验公式可能有偏差。不同钢材受其成分影响，临界温度不同。
根据铁碳相图查找，不同种类的钢有不同的合金元素含量，也就有不同的奥氏体转变温度，大体上说是钢在加热或冷却时奥氏体转变的温度，各种钢各自的具体温度不一样。
Q245R钢:Ac1是735、Ac3是855、Ar1是680、Ar3是855.
Q345R钢:Ac1是735、Ac3是863、Ar1是685、Ar3是840.
45钢为: Ac1是740、Ac3是850、Ar1是735、Ar3是785.
在完整的Fe-C和Fe-Fe3C的合金相图中，有三套曲线，以平衡状态下的相图为基点，相同材料在加热和冷却两个不同的过程中，相同相变点发生的温度是不同的，有一个滞后的作用，这是由于相变的过程都需要足够的驱动力。(比如，钢液
冷却时，发生相变需要过冷度;)因此，实际产生相变的温度都不在平衡点，所以才有了Ac1、Ac3、Ar1等之说.
(热处理手册第四册)
几种常见热处理概念
1( 正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持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。
2( 退火annealing: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
3( 固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺
4( 时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5( 固溶处理:使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型
6( 时效处理:在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度
7( 淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺
8( 回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺 9( 钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮
共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 10( 调质处理quenching and tempering:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。 11. 稳定化处理含Ti,Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢,为了提高其晶间腐蚀性能.(其原理在于将晶间碳化物充分的固溶,以减少贫Cr区的存在),一般温度为850-950?保温2小时后水淬即可\焊接标准\GBT 16923-2008 钢件的正火与退火.pdf
球化退火 球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。 球化退火主要适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。这些钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。球化退火加热温度为Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。因此，它不可能消除网状碳化物，如过共析钢有网状碳化物存在，则在球化退火前须先进行正火，将其消除，才能保证球化退火正常进行。 球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。 要知道 AC1线是什么，就一定要弄懂铁碳合金状态图。见图。 因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线。AC1线和AC3线是略比A1线和A3线上移的类似特性线。 铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法建立起来的。它是研制新材料，制定合金熔炼、铸造、压力加工和热处理等工艺的重要工具。所以你必须要掌握这个工具。 相图的纵坐标代表温度，横坐标代表含碳量。 不同的区域表示不同的组织，图中的几个基本概念：纯铁、钢、铸铁；共析钢、亚共析钢、过共析钢；共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。 图中的特性点 A点：纯铁的熔点 1538℃ C点：共晶点 1148℃ D点：渗碳体的熔点 1227℃ S点：共析点 727℃
热处理基础知识 钢：含碳质量分数在2.11%以下的铁碳合金。 共析钢：含碳质量分数为0.77%的钢。 亚共析钢：含碳质量分数低于0.77%的钢。 过共析钢：含碳质量分数高于0.77%的钢。 合金钢：钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢。在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁 碳合金 正火：工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。 退火：工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 淬火：工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 回火：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。 奥氏体：碳在γ-Fe中的间隙固溶体，呈铁的面心立方结构，在高温下稳定。 铁素体：碳在α-Fe中的间隙固溶体，呈铁的面心立方结构，在低温下稳定。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是靠无扩散的奥氏体切变方式在钢中形成的相，是淬火钢的基本组织。
马氏体点（Ms）：马氏体开始转变时的温度。 贝氏体：靠切变，又有扩散形成的显微组织，称为贝氏体。 珠光体：在钢和铸铁中，由于共析反应生成的铁素体和渗碳体呈层片状并列结构，此组织即为珠光体。 回火马氏体：在350℃以下马氏体会分解，马氏体中的碳浓度会逐渐降低，在此温度下回火得到的马氏体被称为回火马氏 体。 回火索氏体：淬火钢在500-680℃回火时所形成的显微组织被称为回火索氏体。 回火托氏体：通常把钢在350-400℃回火形成的显微组织称为回火托氏体。 Ac1线：钢加热开始形成奥氏体的温度 Ac3线：亚共析钢加热时，所有铁素体均转变为奥氏体的温度。 氧化：工件加热时，介质中的氧、二氧化碳和水蒸气等与之反应生成氧化物的过程。 脱碳：工件加热时介质与工件中的碳发生反应，使表层碳含量降低的现象。 S曲线或C曲线：把奥氏体化的共析钢急冷至临界点（A1）下某一温 度，并在该温度下保持，测定在此温度的开始与 终止转变时间和转变量随时间的变化，然后把各 个温度的开始和终止转变点或等量转变点连成曲 线，即得到过冷奥氏体等温转变图，亦称S曲线
钢的热处理温度Ac1、Ac3、Ar1具体温度钢的热处理温度A1、A3与Ac1、Ac3、Ar1 Acm 铁碳合金，可以查阅Fe-C相图。(铁碳相图有几条温度线---727度，1148 度，1495度)如果是合金钢，只能根据具体牌号查阅有关资料。 1. A1:在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，用A1 表示。 2. A3亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度。用A3表示。 3.Ac1:钢加热时～开始形成奥氏体的温度, 4.Ac3:亚共析钢加热时～所有铁素体均转变为奥氏体的温度; 5.Ar1:钢高温奥氏体化后冷却时～奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度, 6.Acm:过共析钢在平衡状态下～奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度～即过共析钢的上临界点。 即一般所说的下转变温度是A1或Ac1，上转变温度是A3或Ac3或Acm。 不同化学成分，有不同的临界点
这些都是一个温度范围，根据冷却速度的不同范围可能不一样，如果缓慢加热冷却的话会接近理论值。但是理论值也根据不同的材料，C含量不同这温度都不一样。 合金含量的不同，Ac1、Ac3、Ar1......等的温度是不同，在铁碳相图你可以根据C含量找到一个大致的温度，但这个温度只能作为参考，具体的温度要经过试验才能确定下来。 可以采用膨胀法测定或者根据经验公式计算，当然经验公式可能有偏差。不同钢材受其成分影响，临界温度不同。 根据铁碳相图查找，不同种类的钢有不同的合金元素含量，也就有不同的奥氏体转变温度，大体上说是钢在加热或冷却时奥氏体转变的温度，各种钢各自的具体温度不一样。 Q245R钢:Ac1是735、Ac3是855、Ar1是680、Ar3是855. Q345R钢:Ac1是735、Ac3是863、Ar1是685、Ar3是840. 45钢为: Ac1是740、Ac3是850、Ar1是735、Ar3是785. 在完整的Fe-C和Fe-Fe3C的合金相图中，有三套曲线，以平衡状态下的相图为基点，相同材料在加热和冷却两个不同的过程中，相同相变点发生的温度是不同的，有一个滞后的作用，这是由于相变的过程都需要足够的驱动力。(比如，钢液
钢的普通热处理20.9.20 1、退火：将钢加热到适当温度，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。 （1）完全退火：完全退火又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3以上20～30℃，保温一定时间后，缓慢冷却（随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却），以获得接近平衡组织的热处理工艺。主要用于亚共析钢，处理后得到的组织是F+P。 完全退火的目的：①通过重结晶，使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化，以提高性能；②或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能；③由于冷却速度缓慢，还可以消除内应力。 过共析钢不宜采用完全退火，因为加热到Accm以上慢冷时，二次渗碳体会以网状形式沿奥氏体晶界析出，使钢的韧性大大下降，并可能在以后的热处理中引起裂纹。 （2）等温退火：等温退火是将钢件或毛坯加热到高于Ac3（或Ac1）的温度，保温后，较快地冷却到珠光体转变区的某一温度，并等温保持，奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。 等温退火的目的与完全退火相同，但转变较易控制，能获得均匀的组织。对于奥氏体较稳定的合金钢，可缩短退火时间。 （3）球化退火：球化退火是使钢中碳化物球状化的热处理工艺。 球化退火主要用于过共析钢、共析钢，如工具钢、滚珠轴承钢等。 球化退火的目的：目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前需先进行正火使网状二次渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能，并为以后的淬火作组织准备。 球化退火一般采用随炉加热，加热温度略高于Ac1，以便保留较多的未溶碳化物粒子和较大的奥氏体碳浓度分布的不均匀性，促进球状碳化物的形成。 （若加热温度过高，二次渗碳体易在慢冷时以网状的形式析出。） 球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。 保温后随炉冷却，在通过Ar1温度范围时，应足够缓慢，以使奥氏体进行共析转变时，以未溶渗碳体粒子为核心形成粒状渗碳体。 （4）扩散退火：为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线的温度，长时间保温并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀化退火。
要知道 AC1线是什么，就一定要弄懂铁碳合金状态图。见图。 因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线。AC1线和AC3线是略比A1线和A3线上移的类似特性线。 铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法建立起来的。它是研制新材料，制定合金熔炼、铸造、压力加工和热处理等工艺的重要工具。所以你必须要掌握这个工具。 相图的纵坐标代表温度，横坐标代表含碳量。 不同的区域表示不同的组织，图中的几个基本概念：纯铁、钢、铸铁；共析钢、亚共析钢、过共析钢；共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。 图中的特性点 A点：纯铁的熔点1538℃ C点：共晶点1148℃ D点：渗碳体的熔点1227℃ S点：共析点727℃ G点：纯铁的同素异晶转变点912℃ E点：C在γ-Fe中最大溶解度1148℃ P点：C在α-Fe中最大溶解度727 ℃ Q点：室温时C在α-Fe中最大溶解度 图中的特性线 ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全部转化为液相。AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热至此开始转化。GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A，又称A3线。 ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。 ECF：共晶线，含C量2.11 % --6.69%的铁碳合金至此发生共晶反应，结晶出A 与Fe3C混合物---莱氏体Ld。 PSK：共析线，含C量在0.0218 % --6.69%的铁碳合金至此反生共析反应，产生珠光体P ，又称A1线。 其中要特别注意A1线、A3线和Acm线。它们常常和退火及其它热处理工艺有密切关系。 钢在实际加热和冷却时不可能非常缓慢，因此，钢中的相转变不能完全按铁碳合金相图中的A1、A3和Acm线，而有一定的滞后现象，即出现过热(加热时)或过冷(冷却时)现象。 加热或冷却时的速度越大，组织转变偏离平衡临界点的程度也越大。为区别起见，把冷却时的临界点记作Ar1、 Ar3 、Arcm；加热时的临界点记作Ac1、A1c3、Accm 。
实验一钢的热处理 一、实验目的 1．了解钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。根据工件的加工及使用性能要求，制定热处理工艺规范。 2．了解不同的热处理工艺所获得的不同组织和性能。 3．分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 4．了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 二、实验材料及设备 1．碳钢试样（45钢）。 2．热处理炉、洛氏硬度计、金相砂纸等。 三、概述 热处理的主要目的是改变金属材料的性能。钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。 1．退火 完全退火：用于亚共析钢，将钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰石中冷却）至500℃以下在空气中冷却，得到铁素体和粗片状珠光体。 球化退火：主要用于共析钢、过共析钢，将钢加热到Ac1以上20~30℃，保温一定时间，然后以不大于50℃/h的冷却速度随炉冷却，得到球状珠光体组织。 2．正火 将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃，保温一定时间后，在空气中冷却，得到细片状珠光体组织。 3．淬火 将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃，保温一定时间，然后在淬火介质中快速冷却（大于临界冷却速度），得到马氏体组织。 （1）淬火加热温度选择 亚共析钢：淬火加热温度为Ac3以上30~50℃。 共析钢、过共析钢：淬火加热温度为Ac1以上30~50℃。 常用钢种的临界温度见表1。 （2）保温时间的确定 加热保温时间与钢的成分、工件的形状、尺寸及加热介质、加热方法等因素有关。可按下列经验公式计算： T= a ?δ 式中：T—保温时间（min） a—加热系数（min /mm） δ—工件有效厚度（mm） —1—
１．３钢的热处理 钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织， 从而获得所需要性能的一种工艺方法。 热处理的目的是提高工件的使用性能和寿命。还可以作为消除毛坯〔如铸件、锻件等〕中缺陷，改善其工艺性能，为后续工序作组织准备。 钢的热处理种类很多，根据加热和冷却方法不同，大致分类如下： 钢在加热时的组织转变 在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，共析钢加热超过ＰＳＫ线〔Ａ１〕时，其组织完全 转变为奥氏体。亚共析钢和过共析钢必须加热到ＧＳ线〔Ａ３〕和ＥＳ线〔Ａ ｃｍ〕以上才能全部转变为奥氏体。相图中的平衡临界点Ａ１、Ａ３、Ａｃｍ是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的。但在实际生产中，加热和冷却并不是极其缓慢的。加热转变在平衡临界点以上进行，冷却转变在平衡临界点以下进行。加热和冷却速度越大，其偏离平衡临界点也越大。为了区别于平衡临界点， 通常将实际加热时各临界点标为Ａｃ１、Ａｃ３、Ａｃｃｍ；实际冷却时各临界点标为Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒｃｍ， 任何成分的碳钢加热到相变点Ａｃ１以上都会发生珠光体向奥氏体转变，通常把这种转变过程称为奥氏体化。 １．奥氏体的形成 共析钢加热到Ａｃ１以上由珠光体全部转变为奥氏体 第一阶段是奥氏体的形核与长大，第二阶段是剩余渗碳体的溶解，第三阶段是奥氏体成分均匀化。 亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢根本相同，不同处在于亚共析 钢、过共析钢在Ａｃ１稍上温度时，还分别有铁素体、二次渗碳体未变化。所 以，它们的完全奥氏体化温度应分别为Ａｃ３、Ａｃｃｍ以上。 ２．奥氏体晶粒的长大及影响因素 钢在加热时，奥氏体的晶粒大小直接影响到热处理后钢的性能。加热时奥氏体晶粒细小，冷却后组织也细小；反之，组织那么粗大。钢材晶粒细化，既能有效地提高强度，又能明显提高塑性和韧性，这是其它强化方法所不及的。 〔１〕奥氏体晶粒度 晶粒度是表示晶粒大小的一种量度。 （2〕、影响奥氏体晶粒度的因素 1〕加热温度和保温时间：
钢的热处理工艺设计经验公式 1钢的热处理 1.1正火加热时刻 加热时刻t=KD〔1〕 式中t为加热时刻(s); D使工件有效厚度〔mm〕； K是加热时刻系数〔s/mm〕。 K值的经验数据见表1。 表1K值的经验数据 1.2正火加热温度 依据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+〔100～150℃〕〔2〕 中碳钢：T=Ac3+〔50～100℃〕〔3〕 高碳钢：T=A Cm+〔30～50℃〕〔4〕 亚共析钢：T=Ac3+〔30～80℃〕〔5〕 共析钢及过共析钢：T=A Cm+〔30～50℃〕〔6〕 1.3淬火加热时刻 为了估算方便起见，计算淬火加热时刻多采纳以下经验公式： t=a·K·D︱(不经预热)〔7〕 t=(a+b)·K·D︱(经一次预热)〔8〕 t=(a+b+c)·K·D︱(经二次预热)〔9〕 式中t—加热时刻〔min〕； a—到达淬火温度的加热系数〔min/mm〕； b—到达预热温度的加热系数〔min/mm〕； c—到达二次预热温度的加热系数〔min/mm〕； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度〔mm〕。 在一般的加热条件下，采纳箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采纳1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm〔高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1〕，假设在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。假设用盐浴加热，那么所需时刻，应较箱式炉中加热时刻少五分之一〔经预热〕至三分之一〔不经预热〕左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2： 表2工件装炉修正系数K
钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 1.1正火加热时间 加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 +（100～150℃）（2）低碳钢：T=Ac 3 中碳钢：T=Ac +（50～100℃）（3） 3 +（30～50℃）（4）高碳钢：T=A Cm 亚共析钢：T=Ac +（30～80℃）（5） 3 共析钢及过共析钢：T=A +（30～50℃）（6） Cm 1.3淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～
3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快 速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a 约为1.5～20秒 /毫米，系数b 不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间 少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K 的经 验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K 1.4 淬火加热温度 按常规工艺, 亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3＋（30～50℃）； （10） 共析和过共析钢为Ac 1＋（30～50℃）； （11） 合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1（或Ac 3）＋（50～100℃） （12） 1.5 回火加热时间 对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列 经验公式计算： t=aD+b （13） 式中t —回火保温时间（min ）； D —工件有效尺寸；（mm ）； a —加热系数（min/mm ）； b —附加时间，一般为10～20分钟。 盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm ；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm ； 井式回火电炉（RJJ 系列回火电炉）加热系数为1.0～1.5min/mm ；箱式电炉加热 系数为2～2.5mim/mm 。 1.6 回火加热温度 钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为： 钢的回火温度的估算, T=200+k(60-x) （14） 式中: x —回火后硬度值,HRC ； k —待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x ≤30,k=12。
一、热处理 1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持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。 2、退火：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。 3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。 5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。 6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。 7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。 11、钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。 二、工艺特点 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
经验公式确定钢的热处理温度 Only by being serious and persistent can one achieve success in one's career
钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 正火加热时间 加热时间t=KD 1 式中t为加热时间s; D使工件有效厚度mm； K是加热时间系数s/mm; K值的经验数据见表1; 表1 K值的经验数据 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 +100～150℃ 2 低碳钢：T=Ac 3 中碳钢：T=Ac +50～100℃ 3 3 +30～50℃ 4 高碳钢：T=A Cm 亚共析钢：T=Ac +30～80℃ 5 3 共析钢及过共析钢：T=A +30～50℃6 Cm 淬火加热时间 为了估算方便起见,计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱不经预热 7 t=a+b· K ·D︱经一次预热 8 t=a+b+c· K ·D︱经二次预热 9 式中t—加热时间min； a—到达淬火温度的加热系数min/mm； b—到达预热温度的加热系数min/mm； c—到达二次预热温度的加热系数min/mm； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度mm; 在一般的加热条件下,采用箱式炉进行加热时,碳素钢及合金钢a多采用1～mm；b 为～2min/mm高速钢及合金钢一次预热a=～；b=～；二次预热a=～；b=～；c=～,若在 箱式炉中进行快速加热时,当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时,系数a约为～20
部份材料热处理方法 一、45 钢调质： 1. 正常情况下加热温度在 810～840℃之间： 只要充分奥氏体化，加热温度越低越好。 2. 冷却中应注意的问题： 热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。如：开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。 ⑴出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。只要不低于Ar3，是不会析出铁素体而影响表面硬度的。 ⑵水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过 30℃，若超过 30℃，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透，硬度很难高于 300HB。因此要严格控制水温不要超过 30℃。 ⑶工件入水后要不停的在水中移动，以快速破裂蒸汽膜而提高 500℃以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。 ⑷为避免复杂工件开裂，温度低于 300℃以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过 150℃出水回火。 3. 严格按 45 钢的回火温度回火： 一般取中偏下的回火温度，按 HRC=62-T×T/9000 进行计算，并结合每台炉子自身温差及淬火情况进行适当调整。 4. 其它注意事项： ⑴对于小件，特别是 30mm 以下的工件，要注意淬裂的问题。45 钢仍然可能开裂，在硬度要求不太高时，可以选择油淬。 ⑵除严格按规定的温度回火外，应根据实际淬火情况调整回火参数。 ⑶对于批量较大且要求硬度较高的小件，要特别注意在水中的搅动问题，以增加冷却能力。否则，返工不可避免。 ⑷选择合适的电炉，确保加热时间不可过长，长时间加热并不利于提高工件硬度。 二、合金结构钢调质： 1. 合金结构钢调质： 可以参照上面的要求。应注意的是：由于加入合金元素，C 曲线不同程度右移，甚至改变了形状；提高了珠光体的稳定性，提高了钢的淬透性和淬硬性，淬裂倾向增加。因此，对相同含碳量来说，各临界点有所升高，加热温度要略高一些，保温时间要适当延长，便于合金碳化物的分解；淬火冷却时要适当缩短水冷时间，增加空冷时间，从而避免开裂。 由于钢中添加了合金元素，提高了钢的抗回火稳定性能，相同含碳量合金钢的回火温度比碳钢高。 2. 回火硬度计算公式： 回火硬度计算公式是经过大量试验数据，进行回归计算的结果，使用中不能无限扩展，比如：40Cr 的公式HRC=75-3T/40，不能理解为淬火后不回火的硬度为 75HRC。在淬火时要保证工件淬火质量，回火时间充分。 常用材料淬火加热温度及回火硬度计算公式 材料加热温度℃硬度计算公式材料加热温度℃硬度计算公式 45 820～840 HRC=62-T2 /9000 60Si2Mn 850～880 HRC=68-T2 /11250 35 850～870 65Mn 790～820 HRC=74-3T/40 40Cr 830～850 HRC=75-3T/40 T8 780～810 HRC=78-T/80 35CrMo 840～860 同 40Cr T10 780～810 42CrMo 820～840 T12 770～800 HRC=72.5-T/16 GCr15 830～850 HB=733-2T/3 5CrMnMo 830～860 HRC=69-3T/50 9SiCr 860～880 20CrMnMo 860～890 注：正常加热淬火按公式计算回火温度，并根据各炉况进行适当调整。
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。