热处理基本知识和材料选用

工程材料及热处理一、引言工程材料是现代工业和科技领域中不可或缺的一部分，广泛应用于建筑、机械、电子、航空航天、交通运输等领域。

热处理是工程材料加工过程中的重要环节，通过改变材料的内部结构，提高其力学性能、物理性能和化学性能。

本文将详细介绍工程材料的分类、性能与特点、热处理原理、常见热处理工艺、材料选用原则、材料检测与评估、热处理设备与工艺优化以及工程材料应用领域。

二、工程材料分类工程材料可分为金属材料和非金属材料两大类。

金属材料包括钢铁材料、有色金属材料和合金等；非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。

这些材料在性能上各有特点，适用于不同的工程领域。

三、材料性能与特点1.金属材料：具有较高的强度、塑性和韧性，具有良好的导电性和导热性。

不同的金属材料在耐磨性、耐腐蚀性等方面也表现出不同的特点。

2.非金属材料：具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，且具有良好的绝缘性能。

非金属材料在加工过程中具有较好的可塑性和可加工性。

四、热处理原理热处理是通过加热、保温和冷却等工艺手段，改变材料的内部结构，从而提高其力学性能和物理性能。

热处理过程中，材料的内部原子或离子重新排列，形成新的晶体结构，从而改变材料的性质。

五、常见热处理工艺1.退火：将材料加热到一定温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。

退火可以消除材料的内应力，改善其组织和性能。

2.淬火：将材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料表面硬化而内部保持韧性。

淬火可以提高材料的硬度和耐磨性。

3.回火：将淬火后的材料加热到一定温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。

回火可以消除材料的内应力，改善其组织和性能。

4.表面处理：通过化学或电化学方法对材料表面进行处理，提高其耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性等性能。

六、材料选用原则1.根据工程要求选择合适的材料类型和牌号；2.考虑材料的性能参数，如强度、硬度、韧性等；3.考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性等特殊要求；4.考虑材料的加工工艺和经济性等因素。

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。

热处理基本知识培训1、常用的淬火方式有哪些，说明不同淬火方式的使用原则？单液淬火——在淬火介质中冷却到底部的过程，单液淬火组织的应力热应力比较大，淬火变形大。

二液淬火——目的：在650～Ms之间快速冷却，使V>Vc，在Ms以下缓慢冷却以减轻组织应力。

碳钢：先水后油。

合金钢：先空气后油。

分级淬火——在一定温度下取出工件，使工件内外温度均匀，然后空冷的工艺。

空冷时出现M相，内应力较小时发生阶梯淬火。

奥氏体回火——指在贝氏体温度区等温温度，发生贝氏体相变，内应力减小，变形小。

淬火方法选择的原则应尽可能兼顾性能要求和淬火应力，避免淬火变形和开裂。

2、化学气相沉积与物理气象沉积技术有什么区别，主要应用领域是什么？化学气象沉积主要是CVD方法。

含有涂层材料元素的反应介质在较低温度下汽化，然后送入高温反应室与工件表面接触，产生高温化学反应，析出的合金或金属及其化合物工件上表面形成涂层。

CVD法的主要特点：（1）可以沉积各种结晶或无定形无机薄膜材料。

（2）纯度高，集体力量强。

（3)沉积层致密，孔隙少。

（4）均匀性好，设备和工艺简单。

（5)反应温度高。

应用：钢铁、硬质合金、有色金属、无机非金属等表面各种应用的薄膜，主要有绝缘体薄膜、半导体薄膜、导体和超导薄膜、耐腐蚀薄膜等。

物理气象沉积：将气态物质直接在工件表面沉积成固体薄膜的过程称为PVD法。

基本方法有真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀三种。

应用：耐磨涂层、耐热涂层、耐腐蚀涂层、润滑涂层、功能涂层装饰涂层。

3、解释疲劳断口的微观形态和宏观形态。

显微：是在显微电子显微镜下观察到的条状图案，称为疲劳条或疲劳辉光，疲劳条具有延展性和脆性。

疲劳条有一定的间距，在某些条件下，每个条纹对应一个应力循环。

宏观：其他情况下具有脆性断裂特性，肉眼看不到宏观变形。

典型的疲劳断裂由裂纹源区、裂纹扩展区和最终瞬时断裂区组成，疲劳源面积小而平坦，有时为明亮的镜面，裂纹扩展区为河滩或贝壳纹，部分节距不同的疲劳源为中心平行弧线，瞬时断裂带的微观形状取材料的特征载荷模式和尺寸，可以是酒窝或准解离、沿晶体断裂解离或混合形状。

第一章1.工程材料：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。

2.强度指标：屈服强度、抗拉强度。

塑性指标：伸长率、断面收缩率。

硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。

韧性指标：冲击韧性。

3.强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。

4.塑性：塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。

5.刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。

其指标即为弹性模量。

6.硬度：材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力称为硬度。

7.冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为冲击韧性。

8.实际工作中的构件常常是在受交变载荷的作用，所谓交变载荷是指大小或方向随时间而破坏的载荷。

第二章1.热处理：热处理是根据钢在固态下组织转变的规律，通过不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，达到改善钢材性能的一种热加工工艺。

热处理一般是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。

2.加热时的转变主要是奥氏体转变。

3.板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错。

位错密度高达1223.0(-~⨯cm，故又称为位错马氏体。

)9.0104.片状马氏体又称为针状马氏体。

5.片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶。

6.含碳量低于0.25%的板条马氏体的正方度很小，1/≈c,为体心a立方晶格。

7.马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，其中主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等。

8.在通常情况下，马氏体转变不能进行到底，也就是说当冷却到M点温度后还不能获得100%的马氏体，而在组织中保留有一定f数量的未转变的奥氏体，称之为残余奥氏体。

9. 粗大的魏氏组织是钢的一种过热缺陷组织。

10.回火：回火是将淬火钢加热到低于临界点A的某一温度保温1一定时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。

11.淬火钢在回火时的组织转变规律：（1）马氏体中碳的偏聚。

（2）马氏体的分解。

（3）残余奥氏体的转变。

（4）碳化物的转变。

引言：概述：正文：一、热处理的基本原理1.1金属组织的变化规律1.1.1固溶处理1.1.2沉淀硬化1.1.3时效硬化1.1.4相变平衡与组织稳定性1.2热处理的工艺参数1.2.1加热温度1.2.2保温时间1.2.3冷却速率1.2.4冷却介质二、常见的热处理工艺2.1简单退火2.1.1全退火2.1.2规定化退火2.1.3常规退火2.2针对铁素体不锈钢的热处理2.2.1固溶处理2.2.2沉淀硬化处理2.2.3双相不锈钢的热处理2.2.4超级不锈钢的热处理2.3针对铝合金的热处理2.3.1固溶处理2.3.2相变处理2.3.3冷变形加工2.4针对钛合金的热处理2.4.1α/β型钛合金的热处理2.4.2β型钛合金的热处理2.4.3超强韧性钛合金的热处理2.5其他常见金属的热处理方法2.5.1镍基高温合金的热处理2.5.2钨合金的热处理2.5.3铜合金的热处理三、热处理的设备和工装3.1热处理炉和炉温控制3.2热处理夹具的设计和选用3.3热处理过程中的保护气氛四、热处理的质量控制4.1金属材料的化学分析4.2金相显微镜的应用4.3机械性能测试4.4热处理缺陷的识别和处理五、热处理的问题与解决方案5.1热处理过程中的晶粒长大问题5.2热处理残余应力的控制5.3热处理工艺对环境的影响及对策5.4热处理后的再加工问题与解决方案5.5钢材的渗碳热处理问题与解决方案总结：热处理作为一项重要的金属加工工艺，对于改善金属材料的性能具有重要作用。

本文从热处理的基本原理、常见的热处理工艺、热处理设备和工装、热处理的质量控制以及热处理的问题与解决方案等方面进行了深入讨论。

希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解热处理的原理和应用，提高热处理工艺的质量与效率。

同时，我们也希望热处理工作者能够继续关注和深入研究该领域，为热处理技术的发展做出更大的贡献。

热处理圆钢是一种经过特定热处理过程的钢材，其性能和特性得到了显著改善。

这种钢材在许多工业领域都有广泛的应用，如汽车制造、机械制造、建筑等。

首先，让我们了解一下热处理的基本概念。

热处理是一种通过加热、保温和冷却的过程来改变金属材料内部组织结构，从而改善其机械性能的方法。

这个过程可以增加材料的硬度、强度和韧性，同时也可以降低其脆性。

对于圆钢来说，热处理通常包括淬火、回火和正火等步骤。

淬火是将钢材加热到一定的温度，然后迅速冷却，使得钢材的晶粒细化，从而提高其硬度和强度。

回火是在淬火后，将钢材再次加热到一个较低的温度，然后慢慢冷却，以消除淬火过程中产生的应力，提高钢材的韧性。

正火则是在钢材加热到一定温度后，保持一段时间，然后慢慢冷却，使得钢材的晶粒均匀化，提高其硬度和强度。

热处理圆钢的性能取决于其热处理过程的具体参数，如加热温度、保温时间、冷却速度等。

这些参数的选择需要根据钢材的化学成分、形状和尺寸以及所需的性能来确定。

热处理圆钢的优点主要体现在以下几个方面：1. 提高硬度和强度：通过热处理，钢材的硬度和强度可以得到显著提高，这对于需要承受较大载荷的应用非常重要。

2. 提高韧性：虽然热处理会降低钢材的韧性，但是通过适当的回火处理，可以在一定程度上恢复其韧性。

3. 提高耐磨性：热处理可以提高钢材的耐磨性，使其在磨损严重的应用中具有更长的使用寿命。

4. 提高尺寸稳定性：热处理可以减小钢材的尺寸变化，使其在使用过程中保持较小的变形。

然而，热处理圆钢也有一些缺点。

例如，热处理过程可能会增加钢材的成本；热处理过程中可能会产生一些有害的气体和废水，对环境造成污染；热处理可能会改变钢材的磁性，影响其在电磁设备中的应用。

总的来说，热处理圆钢是一种性能优良的钢材，但是其生产过程需要严格控制，以确保其性能的稳定性和可靠性。

热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。

本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。

它主要用于制造业和加工业。

它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。

热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。

为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。

所以，模具应属于标准化程度较高的产品。

一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。

一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。

现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。

如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。

高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。

适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。

热处理基本知识1/金属材料热处理：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、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

热处理，简单而言就是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。

热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。

2/钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。

热处理不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。

我们上汽股份汽齿总厂由于主要处理工件为齿轮零件，所以在热处理方面主要进行的是金属材料的渗碳淬火热处理。

那么，为什么要选择渗碳淬火，而不是直接淬火，主要是因为齿轮零件在负载运动时，一方面需要零件表面有足够的硬度和强度，另一方面要求心部有足够的韧性，以防齿轮齿牙断裂，因此，低碳合金钢正好可以满足这种要求：通过表面渗碳，使零件表面在淬火后达到高的硬度，而未渗碳的心部组织具有较好的韧性，从而达到变速箱零件的物理要求。

热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成：以共析钢为例，A1点W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变、A的形成过程。

热处理选择原则范文热处理是材料加工过程中的一个重要环节，通过控制材料的加热、保温和冷却过程，可以改变材料的组织和性能。

正确选择热处理工艺和参数是保证产品质量的关键，下面将介绍一些常用的热处理选择原则。

1.根据材料的组织和性能要求选择热处理工艺：不同材料有不同的组织和性能要求，比如硬度、韧性、耐磨性等。

根据材料的性能要求，选择适当的热处理工艺，如退火、淬火、回火等，以达到材料所需的组织和性能。

2.确定热处理温度和保温时间：热处理温度和保温时间是影响热处理效果的重要因素。

一般来说，热处理温度越高，保温时间越长，材料的组织和性能变化越大。

在确定热处理温度和保温时间时，要综合考虑材料的化学成分、微观组织和性能要求等因素，以使得热处理后的材料能够满足产品的使用要求。

3.考虑材料的加工性：在选择热处理工艺时，要考虑材料的加工性。

热处理会对材料的加工性能造成一定影响，比如畸变、裂纹等。

因此，在选择热处理工艺时，要根据材料的加工性要求，合理控制热处理工艺和参数，以保证热处理后的材料能够满足产品的加工要求。

4.考虑热处理设备和成本：不同的热处理设备和工艺，对材料的加热速率、加热均匀性、控温精度等要求不同。

在选择热处理工艺时，要根据自身的热处理设备和成本情况，合理选择适合自己设备和经济成本的热处理工艺，以达到经济效益最大化。

5.结合热处理与其他工艺的协同性：热处理通常是材料加工过程的一个环节，与其他工艺相互依存、相互影响。

在选择热处理工艺时，要考虑与其他工艺的协同性，确保整个加工过程的连贯性和稳定性。

比如，热处理前的预处理、热处理后的冷却和后续加工等。

总之，正确选择热处理工艺和参数是保证产品质量的关键。

在选择热处理工艺时，要综合考虑材料的组织和性能要求、加工性、热处理设备和成本、与其他工艺的协同性等因素，以达到经济效益和产品质量的最佳平衡点。

同时，还需要结合实际情况进行试验验证和不断改进，以提高热处理的效果和效率。

模具材料的性能及选用压铸模具材料：SKD61SKD11SKD系列韧性好。

SKD61在没处理之前，硬度为HRC16±2，很软。

经最终热处理可达到HRC52，如果添加一种材料再进行热处理，最大可达HRC54。

热处理后变形大。

如果进行两次热处理。

先预硬，即调质到HRC30~35，但太废工时。

可进行一次热处理，在粗加工时多留些余量。

对于压铸模HRC52太软，表面需氮化可达HRC70。

需不需要表面氮化，取决于压铸件的多少。

一般一套模具能生产8万件。

若生产2万件，就没有必要氮化。

一般一些材料厂家会告诉如何进行热处理。

SKD11（HRC56~68），材料好，但热处理困难，掌握不好容易出现裂纹。

一般的厂家也不了解。

除非精度要求较高时采用。

塑料模具材料：S55CSCM440SKD61SUS系（STA V AX）NAK系（P21、NAK55、NAK80）S55C：试作模使用，热处理硬度变化不大，并不是说不能热处理，热处理效果不是很明显。

大模具时，需要用的材料很多时使用。

SCM440系（P20、PX5），HRC 25~28HRC 30~33（调质）含有锰、铬，表面能处理，但内部无法处理。

相当于特殊模具钢，在调质时放硫磺，提高了切削性能。

这样能使刀具延长寿命，切削后，外观质量好。

缺点：研磨#3000EDM加工时会出现孔眼、皱褶，使研磨很废工时。

像后视镜，仔细看会出现小眼，像桔子皮似的。

SKD61硬度为HRC16，如果使用硫磺调质，可达HRC38~42。

用SKD61必需注意会出现硫磺眼，对于内部件制品没有什么问题，因为看不到。

对于HRC40 HRC40 HRC33HRC33硬度为HRC38~42的材料，已经含有硫磺，所以再热处理也不会有很大的改善，可表面氮化，但韧性很好。

HRC45、HRC52，适用于冲压模具，加工方式为线切割或铣削。

STA V AX 系（SUS 系），不锈钢，分HRC15、HRC33、HRC52HRC15，很少有卖的。

热处理基础知识总结热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

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。

模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。

模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺，是保证模具质量和使用寿命的重要环节，实际使用证明，在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。

模具用途广泛，工作条件差别大，制造模具的材料范围很广。

目前，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主，有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。

模具材料的性能要求及选用原则模具用钢主要性能要求如下：1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，决定模具寿命）2，可加工性能（模具零件形状复杂，要求热处理变形小）3，强度和韧性（足够的强度承受高压，冲击载荷等要求高韧性）4，淬透性、抛光性、耐腐蚀性（塑料及添加剂的腐蚀作用）。

模具用钢按用途可分为三大类：1，冷作模具钢：制作金属在冷态下变形的模具，包括：冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。

要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。

2，热作模具钢：制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具，包括：热锻模、压铸模。

要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性3，塑料模具钢：制造各种塑料模具。

塑料品种多，要求差别大，其模具材料范围广。

主要要求工艺性能高（热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀）选用一般原则：满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。

模具常用热处理工艺模具热处理包括模具材料热处理和模具零件热处理。

模具材料热处理：在钢厂内完成，保证钢材质量，如基本力学性能，金相组织要符合国家标准或行业标准。

特点是大型工业炉中大批量生产。

模具零件热处理：在模具制造厂完成，或专业热处理厂完成。

特点是小批量或单件生产，工艺复杂多样，设备精良。

热处理工艺方法，分预备热处理和最终热处理。

常用方法有：正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等，见表。

冷作模具钢及其热处理冷作模具主要用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工序。

热处理的选用原则热处理是工程材料加工中一种重要的工艺，通过加热和冷却对材料进行结构和性能的调整，以使其达到设计要求。

在选择热处理工艺时，需要考虑多种因素，以下是一些热处理选用的原则。

1. 材料的组织和性能要求：热处理的目的是改变材料的组织和性能，因此首先要明确材料所需的组织和性能。

例如，对于某些材料需要提高硬度和强度，可以选择淬火或正火处理；对于某些需要提高韧性和耐腐蚀性的材料，可以选择退火或时效处理。

2. 材料的化学成分和热处理图：材料的化学成分对热处理工艺的选择有很大影响。

不同的合金元素对材料的组织和性能有不同的影响，因此需要根据材料的化学成分和热处理图来选择合适的热处理工艺。

3. 材料的尺寸和形状：材料的尺寸和形状也是选择热处理工艺的重要考虑因素。

大尺寸和复杂形状的材料往往需要更长的加热和冷却时间，因此需要选择适合的加热和冷却方式，以保证材料的均匀加热和冷却。

4. 材料的工艺性能：材料的工艺性能也是选择热处理工艺的重要参考因素。

例如，某些材料在高温下容易氧化或发生相变，需要选择合适的加热方式和保护气氛；某些材料在加热和冷却过程中容易产生应力和变形，需要选择适当的加热和冷却速度，以减少应力和变形。

5. 生产效率和成本考虑：热处理工艺的选择还需要考虑生产效率和成本因素。

不同的热处理工艺在加热和冷却时间、能耗和设备投资等方面都有差异，需要综合考虑生产效率和成本，选择最经济和适合的工艺。

热处理的选用原则包括材料的组织和性能要求、化学成分和热处理图、尺寸和形状、工艺性能，以及生产效率和成本考虑等因素。

在选择热处理工艺时，需要全面考虑以上因素，并根据具体情况进行合理的选择。

只有选择合适的热处理工艺，才能使材料达到理想的组织和性能要求，提高材料的使用性能和寿命。

冲压模具材料的选用及热处理要求一. 冲裁模具材料的选用及热处理要求选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。

对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。

常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。

此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。

1.传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。

其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。

但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。

T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810 ℃水或油淬，160~180 ℃回火，硬度59~62HRC。

CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。

但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。

CrWMn钢的热处理工艺为：淬火温度820~840 ℃油冷，回火温度200 ℃，硬度60~62HRC。

9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780~820 ℃油冷，回火温度150~200 ℃，空冷，硬度60~62HRC。

注意回火温度在200~300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。

Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。

但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。

其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。

Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950~980 ℃淬火，150~200 ℃回火；Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火，180~200 ℃回火）。

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。

热处理基本知识和材料选用（叶芝青）改善钢的性能，有两个主要途径：一是调整钢的化学成分，加入合金 元素，即合金化的办法；另一是对钢实施热处理。

这两者之间有着极为密 切，相辅相成的关系，这里只介绍“钢的热处理”一、 钢的热处理的一般概念热处理是一种重要的金属加工工艺，在机械制造工业中已被广泛应 用。

钢经过正确的热处理，可提高使用性能，改善工艺性能，达到充分发 挥材料性能潜力，提高产品质量，延长使用寿命，提高经济效益的目的 据初步统计，在机床制造中，约60%~70%零件要经过热处理；在汽车、 拖拉机制造中需要热处理的零件多达70%~80%至于减速器齿轮箱的齿 轮和工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。

总之，重要的零件都必 须进行适当的热处理才能使用。

所谓钢的热处理是指将钢在固态下 进行加热、保温和冷却三个基本过程， 以改变钢的内部组织结构，从而获得 所需性能的一种加工工艺。

为简明表 明表示热处理的基本工艺过程，通常 用温度-时间坐标绘出热处理工艺曲线, 如图1所示，曲线①表示钢件在加热 升温阶段，曲线②表示钢件加热到规 定温度后处于保温阶段，曲线③表示钢件保温结束后进行淬火冷却。

钢热处理的最基本类型可根据加热和冷却方法不同，大致分类如下: 热处理可以是机械零件加工制造工艺中的一个中间工序，如改善锻、 轧、铸毛坯组织的退火或正火，齿轮箱体消除焊接应力退火和降低工件硬 度改善切削加工性能的退火等。

也可以是使机械零件性能达到规定技术指 标的最终工序，如经淬火加普通热处理- 退火正火淬火 回火表面淬火- 火焰加热感应加热表面热处理--渗碳惟学热处理- -渗氮_碳氮共渗控制气氛热处理其他热处理--真空热处理 —形变热处理热处理类型-图1热处理工艺曲线示意图高温回火，使机械零件获得极为良好综合力学性能，例如渗碳齿轮的整个加工工序是：锻造-退火-粗加工-探伤-正火-精加工-渗碳、淬火、回火-喷丸-（磨齿）。

由此可见，热处理同其他工艺过程密切，在机械零件加工制造过程中具有十分重要的地位和作用。

选用热处理知识点【知识要点】一、热处理技术条件热处理技术条件是指工件在热处理后应达到的力学性能、精度和工艺性能的统称。

它是针对零件的工作特性提出的，一般以硬度（渗碳体还应标注渗碳层深度）为技术条件指标。

二、热处理工序位置根据工作的加工工艺选择热处理工艺和热处理工序位置。

1.预备热处理退火、正火、调质等都可作为预备热处理。

退火或正火通常安排在毛坯经锻造加工后、粗加工前，以消除毛坯生产和锻造加工时产生的内应力，同时起到改善切削加工性能的作用，如对低碳钢先正火可以提高硬度，防止切削时产生“粘刀”现象，又如对高碳钢进行球化退火可以降低硬度，有利于粗加工的顺利进行。

调质处理则应该安排在粗加工后，以免工件表面的调质层在粗加工时被切削掉，起不到调质的作用。

2.最终热处理淬火和回火及表面热处理、化学热处理可作为最终热处理。

工序位置一般安排在半精加工之后。

最终热处理的选择，要看零件经热处理后所要达到的力学性能。

若表面要求高耐磨性，而心部要求具有良好塑性和韧性的零件，则往往采用低碳钢表面渗碳，再将淬火和低温回火作为最终热处理；若零件要求获得良好的综合力学性能，则将调质作为最终热处理。

对于不太重要的零件，有时也可将退火或正火作为最终热处理。

三、典型零件热处理分析必须根据零件的材料和受力特点来选用合适的热处理工艺。

1.轴类、齿轮类、蜗杆蜗轮的热处理选用(1)轴颈、齿面硬度和耐磨性要求不高时，可选用中碳钢或中碳合金钢（如40、40Cr）调质即可满足要求。

备料—锻造—正火—粗加工—调质—精加工(2)当轴颈、齿面需要较高的硬度和耐磨性时，可选用中碳钢或中碳合金钢（如40、40Cr）调质处理，然后对轴颈或齿面处进行表面淬火+低温回火处理。

备料—锻造—正火—粗加工—调质—半精加工—表面淬火+低温回火—精加工（3）当表面要求高硬度、高耐磨性，心部需要足够的塑性和韧性，重载、有冲击的场合工作时，可选用低碳钢或低碳合金钢（如20、20CrMnTi钢）进行渗碳+淬火+低温回火处理。