钢的普通热处理

钢的热处理方法钢是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中得到广泛应用。

为了提高钢的性能和使用寿命，需要对钢进行热处理。

热处理是指通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢材的组织和性能发生变化，从而达到预期的效果。

本文将介绍几种常见的钢的热处理方法。

第一种热处理方法是退火。

退火是将钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。

退火可以消除钢材中的应力，改善钢材的塑性和韧性，提高加工性能。

退火分为全退火和局部退火两种。

全退火是将整个钢材进行退火处理，局部退火是只对钢材的某一部分进行退火处理。

退火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定。

第二种热处理方法是淬火。

淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却的过程。

淬火可以使钢材的组织转变为马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。

淬火的冷却介质可以是水、油或气体，不同的冷却介质会对钢材的硬度和组织产生影响。

淬火后的钢材通常需要进行回火处理，以提高其韧性和减少内应力。

第三种热处理方法是正火。

正火是将钢材加热到临界温度，然后在空气中冷却的过程。

正火可以使钢材的组织转变为珠光体组织，从而提高钢材的韧性和塑性。

正火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行正火处理。

第四种热处理方法是回火。

回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。

回火可以降低钢材的硬度和脆性，提高其韧性和塑性。

回火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行回火处理。

第五种热处理方法是表面处理。

表面处理是通过加热和冷却的方式改变钢材表面的组织和性能。

常见的表面处理方法包括渗碳、氮化、镀层等。

渗碳是将钢材加热到高温，使其表面吸收碳元素，从而提高表面的硬度和耐磨性。

氮化是将钢材加热到高温，使其表面吸收氮元素，从而提高表面的硬度和耐腐蚀性。

镀层是将钢材表面涂覆上一层金属或非金属材料，以改变其表面的性质和外观。

以上是几种常见的钢的热处理方法。

钢材热处理的四种方法
钢材热处理是钢铁制造业中的一项重要工艺，它能够改变钢材的组织结构和性能，增强钢材的强度、韧性和耐磨性。

现在，我们将介绍热处理钢材的四种方法。

1. 火焰淬火
火焰淬火是一种常见的钢材热处理方法，它通过在钢材表面加热的同时，使用水、油或空气急冷的方式来迅速冷却钢材。

这种方法可以提高钢材的硬度和韧性，适用于生产高强度、高韧性的组件。

2. 淬火加回火
淬火加回火是一种将淬火和加回火结合起来的热处理方法。

首先，在高温下进行淬火，然后在适当的温度下进行回火，可以使钢材获得较高的强度和韧性。

这种方法适用于制造高强度和高耐磨性的零件。

3. 退火
退火是一种将钢材加热至一定温度，然后缓慢冷却的热处理方法。

这种方法可以使钢材改善韧性和可塑性，较好地适用于制造需要弯曲、拉伸和冲压的钢材产品。

4. 软化处理
软化处理是一种将钢材加热至高温，然后缓慢冷却的热处理方法。

这种方法可以使钢材获得较高的可塑性和韧性，具有优良的加工和成形
性能。

总的来说，这四种方法是钢材热处理中较为基础和常见的方法。

每种方法都有其特定的优缺点和适用范围，因此在选择热处理方法时，需要结合不同的钢材类型和使用条件来进行选择。

钢材热处理的四种方法钢材热处理是指通过加热、保温和冷却等一系列工艺，改变钢材的组织和性能，以达到一定的技术要求。

在工程实践中，钢材热处理是非常重要的一环，可以有效提高钢材的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能。

下面将介绍钢材热处理的四种常见方法。

首先，淬火是一种常见的钢材热处理方法。

淬火是指将钢材加热至临界温度以上，然后迅速冷却到室温或低温，使其组织发生相变，从而获得高硬度和高强度。

淬火是通过快速冷却来固溶过饱和的碳元素，形成马氏体组织，从而提高钢材的硬度。

淬火后的钢材具有较高的表面硬度和内部强度，适用于制作刀具、弹簧等工件。

其次，回火是钢材热处理的另一种重要方法。

回火是指将淬火后的钢材加热至较低的温度，保温一定时间后再冷却，目的是消除淬火产生的残余应力和改善硬度。

回火可以使钢材获得适当的硬度和韧性，提高其耐磨性和抗断裂性能，适用于制作各种机械零件和工具。

另外，正火是一种钢材热处理方法，也称为退火。

正火是将钢材加热至适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，目的是使钢材内部组织发生均匀的晶粒再结晶和析出碳化物，从而获得较好的韧性和塑性。

正火后的钢材具有较低的硬度和较高的韧性，适用于制作焊接零件和需要较高韧性的零件。

最后，固溶处理是一种钢材热处理方法，主要用于不锈钢和高温合金等特殊钢材。

固溶处理是将钢材加热至固溶温度，然后保温一定时间后迅速冷却，目的是溶解钢材中的合金元素和固溶相，从而提高钢材的塑性和加工性能。

固溶处理后的钢材具有较好的塑性和韧性，适用于制作航空发动机零件和化工设备等高温高压工件。

综上所述，钢材热处理的四种方法分别是淬火、回火、正火和固溶处理。

每种方法都有其适用的钢材和工件类型，通过合理选择和控制热处理工艺参数，可以使钢材获得理想的组织和性能，满足不同工程要求。

在实际生产中，需要根据具体情况选择合适的热处理方法，以确保钢材具有良好的性能和可靠的使用寿命。

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。

四、回火回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却，使其组织达到均匀化和调质的目的。

回火分为低温回火和高温回火两种。

低温回火：将淬火后的钢材加热到200～300℃，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。

钢的普通热处理20.9.201、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。

二、钢的热处理金属材料在固体范围内进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，获得所需性能的一种方法称热处理。

热处理的种类很多，根据其目的、加热和冷却方法的不同，可以分为：普通热处理、表面热处理及其他热处理方法。

普通热处理有退火、正火、淬火、回火；表面热处理有表面淬火（感应加热、火焰加热等）、化学热处理（渗碳、渗氮等）；其他热处理有真空热处理、变形热处理和激光热处理等。

热处理方法虽然很多，但都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，通常用热处理工艺曲线表示。

图１-34热处理工艺曲线示意图一、钢的普通热处理根据加热及冷却的方法不同，获得金属材料的组织及性能也不同。

普通热处理可分为退火、正火、淬火和回火四种。

普通热处理是钢制零件制造过程中非常重要的工序。

退火1．退火工艺及其目的退火是将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，实际生产中常采取随炉冷却的方式。

退火的主要目的：①降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能；②均匀钢的化学成分和组织；③消除内应力。

2．常用退火工艺方法根据处理的目的和要求的不同，钢的退火可分为完全退火、球化退火和去应力退火等。

表1-4为主要退火工艺方法及其应用。

表1-4常用退火方法的工艺、目的与应用正火1. 正火工艺及其目的）以上30~50℃，保温一定时间，出炉后在空气中冷却正火是将钢加热到Ac3（或Accm的热处理工艺。

对于含有V、Ti、Nb等碳化物形成元素的合金钢，可采用更高的加热温度（Ac3+100～150℃），为了消除过共析钢的网状碳化物，亦可酌情提高加热温度，让碳化物充分溶解。

其主要目的是：（1）对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。

（2）对低、中碳素钢，可用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性（3）对于过共析钢，正火可抑制渗碳体网的形成，为球化退火作好组织准备2. 退火与正火的选用正火与退火的主要差别是，前者冷却速度较快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高一些。

实验名称: 钢的普通热处理实验实验类型:一、实验目的和要求（必填）二、实验原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1.了解普通热处理的设备及操作方法。

2.深入了解钢的成分、加热温度和冷却速度对淬火后钢性能的影响。

3.深入理解不同回火温度对钢的性能的影响。

二、实验基本原理热处理是通过加热、保温、冷却的三个过程, 是钢的内部组织发生变化, 已获得所需要性能的一种加工工艺。

由于加热温度、冷却速度和处理目的不同, 钢的热处理种类很多, 其中常见的热处理方法有淬火、回火、退火和正火等。

钢经热处理后的性能取决于处理后的组织, 热处理后的组织又取决于钢的成分、加热温度和冷却速度。

钢的含碳量不同, 其加热温度不同；不同的热处理方法, 其加热温度也不同。

经正常加热, 并用不同的速度冷却后, 钢的性能不同。

因为冷却速度不同, 所获得的组织不同。

钢经正常淬火后, 必须进行及时回火。

因在淬火中急冷时长生较大的内应力, 且淬火马氏体本身较脆, 故不能直接使用。

通过回火, 一方面可以消除内应力而提高刚的人性, 更重要的是通过不同温度回火, 能使淬火组织发生改变从而获得不同的回火组织, 已达到钢的预期性要求。

三、主要仪器设备与试样1.加热炉与温度控制仪；2.冷却水槽与油槽；3.洛氏硬度计；4.不同含碳量的碳钢和合金钢试样若干；5.钳子、钩子、铁丝、砂皮纸等。

四、实验步骤1.每人领取热处理试样一块。

2.在洛氏硬度计上测量式样的原始硬度值（根据硬度不同选用HRC和HRB）。

1)按照规定的加热温度和冷却方法进行热处理。

步骤如下:2)将试样放入预定温度的炉子中加热并保温。

保温时间: 碳钢按照1min/mm、合金钢按1.2min/mm来计算；3)当达到保温时间后, 用钩子把试样从炉子中取出, 并迅速放入规定的介质中冷却；若是进行回火, 则在规定温度的炉中保温20min后取出空冷；4.测量经不同热处理后钢的硬度（测量前用砂皮纸清除试样表面的氧化层和脱碳层）；5.把所有的实验数据记录于表中。

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。

一、钢的常用热处理（一）退火与正火1．退火退火是将金属或合金加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

退火的目的：(1) 降低硬度，改善切削加工性；(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷.2．正火正火是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Acm（共析、过共析钢）以上30 50 C，保温一定时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺方法。

正火的目的：（1）对于力学性能要求不高的碳钢、低合金钢结构件，可作最终热处理。

（2）对于低碳钢可用来调整硬度，避免切削加工中的“粘刀”现象，改善切削加工性。

（3）对于共析、过共析钢，正火可消除网状二次渗碳体，为球化退火作准备。

正火的冷却速度比退火快，得到的组织较细，工件的强度和硬度比退火高。

对于高碳钢的工件，正火后硬度偏高，切削加工性能变差，故宜采用退火工艺。

从经济方面考虑，正火比退火的生产周期短，设备利用率高，生产效率高，节约能源、降低成本以及操作简便，所以在满足工作性能及加工要求的条件下，应尽量以正火代替退火。

淬火是将工件加热到Ac1 或Ac3 以上某一温度，保温一定时间使其奥氏体化，然后以一定的冷却速度冷却，从而获得马氏体（或贝氏体）的热处理工艺方法。

（马氏体：C 在 -Fe 中的过饱和固容体）淬火的目的是提高钢的强度和硬度，增加耐磨性，并通过回火处理可获得既有较高的强度、硬度，又有一定弹性、韧性的具有优良综合机械性能的工件。

淬火的冷却介质称为淬火剂。

常用的淬火剂有水和油两种。

水通常用于一般碳钢零件的淬火。

在水中加入食盐或碱，可以提高冷却速度。

淬火时也常用植物油或矿物油作淬火剂。

油作淬火剂时，冷却能力较水低，可防止工件产生裂纹等缺陷，适用于合金钢淬火。

但油易燃，价格较高，且易老化。

（四）回火回火是将淬火后的钢重新加热到Ac1 以下某一温度范围(大大低于退火、正火和淬火时的加热温度)，保温后在空气中、油或水中冷却的热处理工艺。

钢的普通热处理方法：
1.正火：将钢加热到适当温度，保温一段时间后取出在空气中
冷却。

正火的主要应用范围有：用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理；用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理；用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织；用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能；用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

2.淬火：将钢加热至高温后快速冷却，使其硬化。

淬火的主要
目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。

3.回火：将淬火后的钢加热到一定温度并保温一段时间，然后
冷却。

回火的主要目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。

4.退火：将钢加热至适当温度并保温一段时间后缓慢冷却。

退
火的主要目的是调整硬度以方便切削加工，消除内应力，稳定尺寸，防止加工中变形。

退火还能细化晶粒，改善组织。

5.表面热处理：包括表面淬火和火焰加热表面淬火等。

表面热
处理的主要目的是提高材料表面的硬度和耐磨性。

6.化学热处理：包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

化学热处理的
主要目的是改变材料表面的化学成分，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。

常用的钢材热处理方法一.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[wiki]机械[/wiki]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。