机械设计中常用钢材的热处理及机械性能表

第三节金属材料的热处理一、概论：1.热处理：热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。

2.热处理的目的：①提高零件的使用性能；②充分发挥钢材的潜力；③延长零件的使用寿面；④改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。

3.钢的热处理方法：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。

4.热处理使钢性能发生变化的原因：由于铁有同素异转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了组织与结构变化。

二、退火：1.概念：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。

2.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组织上的准备；③消除钢中的残余内应力，以防止变形帮开裂。

3.退火的方法：①完全退火的应用：中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。

②球化退火的应用：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。

③去应力退火的应用：消除塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余内应力。

三、正火1.概念：将钢加热到一定温度，保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法。

2.应用：①善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；②正火可细化晶粒；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。

四、淬火1.概念：将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火；2.目的：主要获得马氏体，提高钢的强度和硬度。

3.钢的淬氏性和淬硬性4.淬火缺陷：①氧化与脱碳②过热和过烧③变形与开裂④硬度不足五、回火1.概念：将钢淬火后，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。

2.回火目的：①消除内应力；②获得所需要的力学性能；③稳定组织和尺寸。

精品资料．为你而备718H模具钢材718H模具钢材化学成份退火在保护状态下，加热到700℃，均热后在炉中以15℃/h的速度冷却至600℃，然后空冷。

应力消除经粗加工后，加热至550℃，保温2小时，缓慢冷却到500℃，然后空冷。

瑞典一胜百ASSAB 718H化学成份：C碳Si硅Cr铬Ni镍Mn锰Mo钼0.38 0.3 2.0 1.0 1.4 0.2特性应用：出厂时因硬度高,抛光性更佳,耐磨性更好,抗拉强度及抗压强度更高。

适合PA，POM，PS，PE，PP，ABS塑料。

钢材种类：预硬塑料模具钢材钢材特长：抛光,电蚀,焊补性与切削加工性良好出厂状态：经硬化及回火至HB330-370S136H模具钢简介S136H瑞典一胜百预硬耐蚀镜面模具钢材，高纯度，高镜面度，抛光性能好．防锈防酸能力极佳，热处理变形小，适用干镜面模淬火后防S136H模具钢材酸性高。

可保证冷却管道不受锈蚀，适合PVC,PP,EP,PC,PMMＡ塑料，食品工业机械。

出厂状态及参考硬度：退火HR230 预硬30-36HRC供货品种：圆、方、扁钢材用途适于潮湿环境及弱酸碱性环境下使用的模具钢，经ESR重熔的（A级）钢材适于制作光学仪器、镜头、镜片模具等，适用于最子零件、舍弃式的餐刀具、器皿, 照相机、太阳眼镜、化学仪器及塑料制品S136钢材S136钢材淬回火状态下使用（硬度48-54HRC）,为满足长期工作或制件数量达100万件以上寿命要求，更为适宜的使用方法应做淬火低温回火处理。

淬火是先加热至1000-1050℃保温一定时间（按30分/25mm计算），然后淬入油中冷却至50-100℃并立即回火处理，以防止开裂。

在200℃回火（至少4小时）硬度可达到48HRC以上，具有更好的抛光性及更出色的耐蚀性能。

成分C碳Si硅Cr铬Mn锰Mo钼V钒S硫0.40 0.80 13.50 0.50 0.60 0.20 0.03优点优良的耐腐蚀性优良的抛旋光性优良的耐磨性优良的机械加工性淬火时具有优良的稳定性较低的维修费用模具经过长期使用后，模穴表面仍然维持原先的光滑状态。

调质处理调质处理淬火+高温回火=调质，调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。

钢的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面热处理等方法。

其中回火又包括调质处理和时效处理。

钢的回火：按照所希望的机械性能将已经淬火的钢重新加热到（350℃～650℃）一定温度之间进行，碳是以细均分布的渗碳体形式析出。

随着回火温度的增加，碳化物的颗粒就增大，屈服点和拉伸强度就下降，降低硬度和脆性，延伸率和收缩率就升高。

其目的是消除淬火产生的内应力，以取得预期的力学性能。

回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。

解释调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。

高温回火是指在500-650℃之间进行回火。

调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。

调质处理后得到回火索氏体。

回火索氏体(tempered sorbite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。

它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。

此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。

常温下是一种平衡组织。

时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。

对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。

分类调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。

如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。

为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。

调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。

日本常用钢材的代号和机械性能一.碳素冲压板料的代号和号机械性能1. 碳素冲压板料的代号SPCC：冷轧钢板(steel plate cold commercial)SPCD：冷轧深拉钢板(steel plate cold deep drawn)SPCE：冷轧深深拉钢板(steel plate cold deep drawn extra)SECC：冷轧电镀板(steel electrolytic cold commercial)SECD：冷轧深深拉电镀钢板(steel electrolytic cold deep drawn)SECE：冷间压延深深拉电镀钢板(steel electrolytic cold deep drawn extra)SECC-K2：其中SECC指冷轧电镀钢板,K2为神户制钢所对表面耐指纹电镀锌钢板的行业的表示代号,其表面涂层为有机涂层SECC-KS：其中SECC指冷轧电镀钢板,KS为神户制钢所对表面耐指纹电镀锌钢板的行业的表示代号,其表面涂层为无机涂层SEGC-CS：其中EGC为新日本制铁行业标准代号,与日本工业标准(JIS标准)代号号CC等同对应,(EGC 为electrolytic galvanized cold),CS为新日本制铁行业标准代的UF处理钢板(耐指纹)的一种,UＦ处理钢板分以下三种：EGC-CZ 有机被膜０.5µmEGC-CF 有机被膜1.0µmEGC-CS 有机被膜0.7µmSEHC：热轧镀锌钢板及钢带SEHD：热轧镀锌深拉钢板及钢带SEHE：热轧镀锌深深拉钢板及钢带SGCC：冷轧涂镀锌钢板及钢带SGCH：冷轧涂镀锌冷硬钢板及钢带SGCD：冷轧涂镀锌深拉钢板及钢带SGHC：热轧涂镀锌钢板及钢带CGCC：冷轧涂彩锌钢板及钢带CGCH：冷轧涂彩锌冷硬钢板及钢带CGCD：冷轧涂彩锌深拉钢板及钢带后注：新推出的新型材料(环保材料)与旧材料有以下区别:环保材料：又称无铬电镀钢板,只对表面有做处理的材料而言,而冷轧钢板作为所有钢材后处理的原板无需进行表面处理,目前推出的环保材料有暂时只有电镀锌钢板一种类型如下:新日本制铁材料：代号为EGC-QS：一般环保电镀锌钢板EGC-QZ：是特别为理光公司商定的环保镀锌钢板环保电镀锌钢板与目前的电镀锌钢板的主要区别如下：环保电镀锌钢板包括有机被膜、镀锌层、铁基板普通镀锌钢板包括有机被膜、铬酸盐涂层、镀锌层、铁基板即环保电镀锌钢板不包括铬酸盐涂层2.黑色冲压板料的机械性能二、不锈钢1、代号简要说明SUS 301-CP:冷轧不锈钢板(属奥氏体系),(steel use stainless cold plate) SUS 301-CS:冷轧不锈钢带(属奥氏体系),(steel use stainless cold strip) SUS 304-CP:冷轧不锈钢板(属奥氏体系)SUS 304-CS:冷轧不锈钢带(属奥氏体系)SUS 430-CP:冷轧不锈钢板(属铁素体系)SUS 409-CS:冷轧不锈钢带(属铁素体系)SUS 430-CS:冷轧不锈钢带(属铁素体系)SUS 409-CP:冷轧不锈钢板(属铁素体系)SUS 304-HP:热轧不锈钢板,(steel use stainless hot plate)SUS 304-HS:热轧不锈钢带,(steel use stainless hot strip)SUS 301 CSP-1/2H:冷轧弹性不锈钢带,(steel use stainless cold strip spring) SUS 301 CSP-3/4H:冷轧弹性不锈钢带SUS 301 CSP-H:冷轧弹性不锈钢带SUS 301 CSP-EH:冷轧弹性不锈钢带SUS 301 CSP-SEH:冷轧弹性不锈钢带SUS 304 CSP-1/2H:冷轧弹性不锈钢带SUS 304 CSP-3/4H:冷轧弹性不锈钢带SUS 304 CSP-H:冷轧弹性不锈钢带注:不锈钢的密度为:7930kg/m3 2、常用不锈钢主要机械性能三、常用钢的种类(注:1 ,W-Si<0.35%, W-Mn<0.50%, W-P<0.030%, W-S<0.030%, W-Cu<0.25%, W-Ni<0.25%, W-Cr<0.30%) 热处理: 退火: SK1~3,750~780℃徐冷, SK4~6,740~760℃徐冷淬火: 760~820℃水冷, 回火: 150~200℃空冷2、高速工具钢SKH-注: (Si,Mn<0.4%,P,S<0.03%,Cr3.8~4.5%,Cu<0.25%,Ni<0.25%),退火为缓冷,淬火为油冷,回火为空冷3、合金工具钢SHS,SKD,SDT)注: (P,S<0.03%,Cu<0.25%),退火为缓冷,淬火为油冷(w代表水冷a代表空冷),回火为空冷4、硫黄复合快削钢SUM5、耐热钢SUH-XXX6、弹簧钢SUP-XX7、硬钢线材SWTH8、软钢线材SWRM9、冷挤压用碳素钢线材SWRCH四、有色金属简注2、铜及铜合金。

常见工业用钢的性能及用途一、结构钢结构钢按用途分为工程构件用钢和机器零件用钢两大类。

1．工程构件用钢工程构件用钢是应用较广泛的钢种之一，用于国防、化工、石油、电站、车辆、造船、桥梁、建筑等国民经济部门，制造各种重要构件。

此类钢的发展历程大体经历如下几个阶段：①．最初，钢构件以铆接为主，设计依据是抗拉强度，很少考虑屈服强度、韧性和可焊性。

一般含碳量较高，约为0.3%。

②．当焊接技术普遍应用后，要求钢的可焊性好，同时要保证一定的强度，故钢的含碳量降低，含锰量增加。

③．针对焊接件出现脆性断裂，在钢中加入晶粒细化剂（如AlN），使钢的性能得到改善，屈服应力由225MPa提高到300 MPa，脆性转化温度降至0℃以下，从而提高了焊接件抗脆性断裂的能力。

④．在保持低碳、高锰、细晶的条件下，利用析出强化相进一步提高钢的屈服强度，通常加入Nb、V、Ti等合金元素。

⑤．利用微合金化技术，对钢进行控制轧制，降低终轧温度，可使钢的屈服强度达到450~500MPa，脆性转化温度下降到‐80℃。

工程构件用钢的成分要求为：在含碳量小于0.25%的碳钢中，加入微量的V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE等元素。

其性能要求为：高的弹性极限、刚度、可焊性和冷变形性，好的耐大气、水腐蚀性，低的屈强比бs/бb以防脆断。

工程构件用钢包括普通碳素构件用钢和普通低合金构件用钢。

（1）普通碳素工程构件用钢普通碳素工程构件用钢简称普碳钢，产量约占钢总产量的70%，其中大部分用作机器零件。

由于普碳钢易于冶炼、价格低廉，性能也基本满足了一般工程构件的要求，所以在工程上用量很大。

为了满足工艺性能和使用性能的要求，含碳量一般均较低。

普碳钢通常以热轧状态供应，一般不经热处理强化，只保证机械性能及工艺性能便可。

其中的Q195、Q215有较高的延伸率，易于加工，常用做螺钉、炉体部件、农业机械等。

Q235～Q275具有较高的强度和硬度，延伸率也较大，大量用做建筑结构，轧制成工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及其它各种型材。

一、常见热处理方法名称操作方法目的应用退火将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。

1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。

正火将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。

对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。

对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。

淬火将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。

淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。

1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

回火将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。

1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。

1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。

钢的热处理工业生产中热处理工艺分为：普通热处，即退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”表面热处理，包括表面淬火（感应加热淬火、火焰淬火）、化学热处理（渗碳、氮化、碳氮共渗）。

1.退火是将钢加热到一定温度保温以后，随炉缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。

其主要目的是降低硬度，提高塑性，细化或均匀组织成分，消除内应力。

常用的退火有去应力退火、完全退火和球化退火。

2.正火将钢加热到适当的温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。

其目的是调整硬度，改善切削加工性；细化晶粒，均匀组织；消除网状碳化物，为球化退火或最终热处理作准备。

正火和退火相比，正火的冷却速度快，所得组织更细密，强度硬度较高。

3.淬火是将钢加热到一定温度保温后，快速泠却，以取得马氏体组织的热处理工艺。

淬火的目的是提高硬度、强度和耐磨性，淬火后必须配以适当回火。

淬火是在冷却液中进行冷却，理想的淬火冷却液应该保证工件在650～500℃快速冷却，而在300～200℃慢速冷却。

常见冷却方法有单液、双液、分级和等温淬火。

淬火工艺应区分两个概念：淬硬性和淬透性。

淬火的缺陷：硬度不足和软点、过热与过烧、变形和裂纹、氧化和脱碳。

4.回火是将淬火后的工件重新加热到低于727℃的温度，保温冷却的热处理工艺。

回火常是工件最终的热处理，淬火+回火是强化钢材的一个完整过程。

其目的：消除淬火应力与脆性，稳定淬火组织，并获得较高的机械性能。

按回火温度不同分：低温回火（150～250℃）、中温回火（350～500℃）、高温回火（500～650℃）。

淬火后的高温回火也称为调质，在轴类零件、齿轮应用很多，可获得优良的综合力学性能。

5.表面热处理只仅对工件表层进行淬火的工艺，以获得“表硬心韧”的力学性能。

常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。

（一）碳素钢碳素钢也称碳钢，使用最为普遍。

它的主要成分是铁和碳，此外还有硫、磷、锰、硅。

时间 保温炉冷 空冷 水冷（油冷）淬火 退火 调质 回火正火 温度 加热各种热处理的示意图1.分类2.碳素钢的牌号表示、性能及用途（1）普通碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。

钢的热处理及机械性能表机械性能钢号热处理技术要求工艺规范бsN/㎜2бb N/㎜2δs (%)ψ%akJ/cm 2HBSHRS应 用 范 围 举 例表面硬度能达到要求的最大断面寸 ㎜Q235-A热 轧185～235375～46021～26————————用于轻负荷、不受摩擦的地脚螺钉、螺母、垫圈等零件和水槽、油箱、电器柜、防护罩、盖板、托盘等焊接构件。

16Mn热 轧274.5～235460.7-509.919～21————————用于强度较高的焊接构件和磨床砂轮罩壳等热 轧——510-655≥15≥25——≤187——Y30冷 拉——540-825≥6————174-223——用于在自动机上大量加工，强度要求不高的各种紧固件等热 轧——590-735≥14≥20——≤207——Y40Mn冷拉后高温回火——590-785 ≥17————179-229——用于要求切削加工性好、表面粗糙度低，精度为7-9级的丝杠等零件。

YF40M nV不热处理热 轧≥490≥780≥15≥40≥39230-260——用于强度、硬度均与45钢调质状态水平相当。

精度7-9级的丝杠、光杠、轴类等零件。

Th≤131960-1000℃炉冷——————————≤131——用于要求磁导率较高，剩磁较少的电磁铁、电磁吸盘等电器零件。

08Z 910-940℃空冷≥195≥325≥33≥60——————用于深冲、冷作的零件15Z≤143910-940℃空冷≥225≥375≥27≥55≥63.7≤143——用于离心浇铸双金属套的基体材料Z≤187850-870℃空冷≥314≥529≥20≥45≥88≤187用于负荷较小和无耐磨性要求的轴、拉杆、手柄等零件。

不限35C35830-850℃淬火380-420℃回火≥637≥980≥8≥30≥59——35-40用于具有较高强度的螺钉、螺母、销、挡铁、垫圈等各种标准件≤50Z170～217840-860℃空冷≥353≥598≥16≥40≥49170-217——用于负荷不大的轴、丝杠、套筒、齿轮等零件不限45T215820-840℃淬火600-640℃≥54474026.568159200-230——用于要求强度不高的齿轮、蜗杆、丝杠等零件≤804 131 2016机械性能钢号热处理技术要求工艺规范бsN/㎜2бbN/㎜2δs(%)ψ%akJ/cm2HBS HRS应用范围举例表面硬度能达到要求的最大断面尺寸㎜T235820-840℃淬火570-600℃回火60882423.565171220-250——用于承受中等负荷、低速工作的轴、花键套、套、大型定位销等零件250-280T265T285820-840℃淬火530-580℃回火72694118.561156270-300——用于主轴、套筒、花键轴、丝杆、中等模数的齿轮等零件C35810-830℃淬火400-450℃回火≥637≥882≥15≥40≈39——35-40用于具有较高强度的螺钉、螺母、销、垫圈等各种标准件≤80 C42810-830℃淬火350-370℃回火≥980≥1176≥10≥40≥59——42-47用于要求强度、硬度较高、形状简单的离合器、齿轮、轴、销、挡铁等零件≤50 C48810-830℃淬火240-280℃回火≥931≥1176≥6≥22————48-53用于要求强度、硬度、耐磨性较高、且不受冲击的轴、齿轮、卡爪等零件≤30G48T-G48860-900℃淬火180-200℃回火————————————48-53用于小负荷、中等速度工作尺寸较大的齿轮、离合器和大轴零件。

40#钢性能：是强度较高的一种中碳优质钢，因淬透性差，一般以正火状态使用，机械性能要求较高时，采用调质处理。

冷变形塑性中等，退火和正火的切削加工性比调质的好。

用于制造强度要求较高的零件，如齿轮、轴、活塞销等和受力不很大的机械加工件、锻件、冲压件和螺栓、螺母、管接●化学成份：碳C ：0.42～0.50硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.50～0.80硫S ：≤0.035磷P ：≤0.035铬Cr：≤0.25镍Ni：≤0.25铜Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥600(61)屈服强度σs (MPa)：≥355(36)伸长率δ5 (％)：≥16断面收缩率ψ (％)：≥40冲击功Akv (J)：≥39冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥49(5)硬度：未热处理,≤229HB;退火钢,≤197HB试样尺寸：试样尺寸为25mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：正火,850℃;淬火,840℃;回火,600℃30#钢性能：30号钢调质后硬度的硬度在热处理时是可以控制的，一般常用的硬度为HRC30左右,硬度不影响焊接性能,评价是否影响焊接,主要是看钢的含碳量及在焊接时的淬硬的影响,所以焊接时要缓慢冷却,或做消除应力处理.做任何直径的轴都可以.试述中碳调质钢的焊接性。

碳的质量分数量较高（含碳量0.25%～0.5%），并加入适量的合金元素（M n 、Si、Cr、Ni、B、Mo、W、V、Ti等）以保证钢的淬透性，再通过调质处理以获得综合性能较好的高强钢称为中碳调质钢，常用牌号有30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、35CrMoA、35CrMo VA、34CrNi13MoA、40CrNiMoA等。

中碳调质钢的屈服点可达到880～1176MPa，但焊接性较差，主要表现在：⑴焊接热影响区的脆化和软化首先，由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。

常用钢材热处理方法及目的一. 淬火　将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法，称为淬火。

常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。

淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范，见表<常用钢的热处理规范>.淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达HRC60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。

钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：　1．单液淬火：　将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法，称为单液淬火。

它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。

　在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。

　2．双液淬火：　将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。

形状复杂的钢件，常采用此方法。

它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。

缺点是操作难度大，不易掌握。

　3．火焰表面淬火：　用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。

它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。

　4．表面感应淬火：　将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。

这种热处理方法，称为表面感应淬火。

经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。

这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。

　表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。

高频淬火电流频率为100~150kHz，淬硬层深1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，淬硬层深3—10mm，它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为50Hz，淬硬层一般大于10mm，适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。

1、钢铁类1. 1、碳素钢。

（1）根据含碳量分低碳钢：含碳量＜0.25%中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%（2）按含有害杂质S、P含量分普通碳素钢：含S、P分别低于0.035%～0.050%和0.035%～0.045%优质碳素钢：含S、P分别低于0.035%高级优质碳素钢：含S、P分别低于0.020%～0.030%和0.025%～0.030% （3）按用途分碳素结构钢：主要用于构件和机器零件。

碳素工具钢：主要用于刀具、工具量具、模具。

1.2、钢的牌号。

（1）普通碳素结构钢。

屈服点拼音字头Q、屈服极限值（单位MPa）质量等级符号、脱氧方法符号四部分组成。

质量等级四级A、B、C、D表示。

脱氧方法以F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢、例，Q235AF表示屈服极限235MPa、质量等级A、沸腾钢。

（2）优质碳素结构钢。

用两位数字表示含碳量为万分之几。

如45钢，指含碳量为0.45%45Mn，指锰的含量较高，0.7%～1.2%（3）铸造碳钢牌号ZG、屈服极限、横线、抗拉极限表示例ZG200—400表示屈服强度≥200Mpa, 抗拉极限≥400Mpa的铸造碳钢。

（4）碳素工具钢。

含碳量0.65%～1.35%T+数字如T8，含碳量为0.8%。

T8A，指高级优质碳素工具钢（5）合金结构钢两位数字+合金元素符号+数字如：12GrNi3钢，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni 3%（6）合金工具钢含碳量大于等于1%时不注；小于1%时以千分之几表示。

如9GrSi表示碳量0.9%，含Gr、Si均小于1.5%（7）滚动轴承钢G+Gr+数字例GGr13表示含Gr小于1.30%，1.3、常见钢材性能1.3.1 45号钢(优质碳素结构钢)（价格：7元/KG）常见图纸标示：45#，S45C 含碳量：0.45% ；密度：7.85g/cm³抗拉强度: ≥600 (MPa)屈服强度: ≥355 (MPa)是机械设计中使用最多的金属材料，常用于：支撑件、普通轴、导向件、定位件、连接件曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。

钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺一、钢材常用的热处理方法1、正火钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。

正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。

2、淬火钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。

钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。

钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。

钢加热温度的选择见表1。

钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。

3、回火钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。

回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。

钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。

碳素工具钢的回火温度见表2。

表2碳素工具钢的回火温度4、退火钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。

退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。

碳钢的退火规范见表3。

表3碳钢的退火规范注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。

二、几种常见零件的热处理1、齿轮机床齿轮的热处理见表3。

2、蜗轮蜗轮的热处理见表43、丝杠丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。

丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。

为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。

丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。

经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。

为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。

丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。

但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。

号称号1S45C 优质碳素钢优质中碳钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。

但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。

所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

适用于制造各类模架及机械配件。

HRC40～50， 淬火温度820℃~870℃，水冷，回火温度550~650℃，出炉后可以水冷也可以空冷。

该钢金相组织均匀，无组织缺陷。

该钢含碳量在0.4%以上，耐磨性优良，但延展性减少，淬火易变形和开裂，故热处理极为重要，且回火后无需急冷，因其没有第二类回火脆性。

通过对该钢实行球化处理，可以改善这类碳钢的切削加工性能。

1.050345240Cr 合金结构钢这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。

此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。

调质HRC32～36，热处理HRC42～46，表面可渗碳至高硬度中碳调质钢，冷镦模具钢。

该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。

正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。

在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。

该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。

SCr4401.70351.70453Cr12合金工具钢主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等。