钢的热处理
第一章钢的热处理
热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。
1□□钢的加热
1.1□制定钢的加热制度
加热温度、加热速度、保温时间。
1.1.1加热温度的选择
加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。
淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；
退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；
过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；
亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；
过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；
正火A C3或A CM以上30～50℃；
1.1.2加热速度的选择
必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：
a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小；
b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小；
c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；
d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。
1.1.3钢在加热时的缺陷
a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。
b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。故降低钢的冲击韧性。此问题出现后只能用重新锻造或轧制来消除且锻、轧的温度不易过高。
c) 过烧：当加热温度接近固相线时（指热加工的加热温度），此时晶粒不仅剧烈长大，而且在晶界上的低熔点夹杂物地方发生局部熔化状态，当炉气中的硫、氧渗入后，更加速晶界物的软化，这种现象叫钢的过烧。失去了钢的塑性和韧性，锻轧时破碎，不能用热处理的方法纠正，只能报废。
d) 钢的氧化与脱碳：
1）氧化
2）脱碳
防止加热时钢的氧化及脱碳的措施：
（1）控制炉气成分：就是控制炉气中的CO2/CO，H2O/H2，CH4/H2 比例。
（2）向炉内通入试制的保护气：氢气、氮气、石油裂化气及煤气
2□□钢的退火与正火
退火：就是把钢加热到临界点AC3以上或AC1以上（AC1－AC3、ACM－AC3）经过保温，然后缓慢冷却（炉冷）的一种操作。加热到临界点以上是为使原始组织发生重结晶，得到全部（或大部分）奥氏体状态，继之以缓慢得到U-曲线上部的组织——珠光体。所以退火组织具有低的强度和硬度，较高的塑性和韧性。
正火：是把钢加热到AC3或ACM以上，保温后在空气中冷却。正火所得到的组织也是珠光体型组织，但其组织较退火组织为细，强度、硬度较高，塑性韧性也较好。
常用的退火与正火加热温度及工艺曲线如图1和图2所示。
1100
温度1000
900
AC3
或800
AC1
700
低温退火P + CM3
600
时间0.8
图1 正火与退火工艺图2 退火与正火加热温度范围退火和正火，一般是一种预先热处理。目的在于消除热加工、铸造、焊接等工序带来的某些缺陷。改善组织性能。以利于冷加工（切削、冷轧及冷拔）和进一步热处理做好组织准备。对某些碳钢或低合金钢的正火（或正火加高温回火）常是为了提高性能，作为最终热处理。
2.1□退火的方法及应用
2.1.1完全退火
完全退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，缓慢冷却下来的热处理操作。
完全退火适用于亚共析钢的钢锭、锻轧坯或材以及铸焊工件。其目的是：
1）消除因铸、锻轧和焊等引起的晶粒粗大。魏氏组织和带状组织等缺陷，细化晶粒，改善钢的组织及性能。为了防止钢液凝固时形成的奥氏体粗大晶粒以及冷却时出现的魏氏组织，使钢的强度降低、韧性变差；有些钢由于终轧温度过低（在AC1～AC3之间），在轧制中共先析出铁素体，经轧制变形、钢中出现带状组织（显微带状组织），它损害了钢的横向性能。为消除这种缺陷，采用完全退火，利用加热及冷却中的两次相变（F + P粗→加热→A细→冷却→〖F + P 〗细）细化或改正组织来改善性能。
2）降低硬度利于切削加工。对于空冷得到的马氏体类钢可以采用完全退火也可以采用高温回火（低温退火）处理。
3）消除应力防止变形及裂纹：钢锭或铸件在冷速过快会产生很大的热应力及组织应力；钢的终轧温度过低及冷速过快，钢产生加工硬化现象也存在着很大的应力。这些应力不消除在随后的加工中可引起变形或开裂。因此通过完全退火可以消除应力，但一般情况下有的采用不完全退火或低温退火来消除应力。
2.1.2亚共析钢的不完全退火
不完全退火是把钢加热到AC1以上30～50℃，保温后缓慢冷却（炉冷）的操作。当亚共析钢存在上述各种缺陷为改善组织时可采用完全退火，而仅为消除应力和降低硬度可以采用不完全退火。冶金厂对于10～60＃钢、15Cr～40Cr、20CrMn～35CrMn、40B～50B、20CrMnSi～35CrMnSi、30CrMnTi～40CrMnTi等钢材均采用不完全退火。
2.1.3过共析钢的不完全退火——球化退火
过共析钢和共析钢在轧锻后必须进行退火，以利于切削加工和为最终热处理做好组织准备。过共析钢因含碳量较高，锻轧后空冷所得组织为片状珠光体，硬度高（HB270以上），经
退火硬度可将为HB170～250,使片状珠光体转变为球状珠光体。但过共析钢不能采用完全退火，只能采用不完全退火，并且温度不宜过高（稍过AC1以上）。主要是因为：（1）退火温度高于ACM时钢如为全部奥氏体，在冷却时先析出的渗碳体将沿奥氏体晶界析出，呈网状分布的渗碳体。如图3所示。
这种网状渗碳体使钢变脆，严重降低钢的性能，因此应注意退火加热温度。
图3 过共析钢二次渗碳体呈网状组织图4 过共析钢的碳化物呈球状组织（2）为得到球状珠光体（即渗碳体呈颗粒状）如图4所示。要得到粒状珠光体必须采用加热温度稍高于AC1，否则不能球化或不完全球化。
获得粒状珠光体的退火称为“球化退火”。是共析钢及过共析钢广泛采用的预先热处理工艺。冶金厂生产的碳工钢，合金工具钢和轴承钢一般出厂前均进行球化退火，以球化退火状态交货。球化退火钢具有以下优点：
①有较低的硬度。切削性能好；
②为最终热处理做好组织准备，球状珠光体组织在以后淬火时变形及开裂倾向小，有利于提高淬火质量。
③能改善淬火后的综合机械性能，主要是冲击韧性和耐磨性。
球化退火温度一般采用AC1以上10～30℃。因在此温度下过共析钢组织是不均匀奥氏体和未溶的渗碳体，未溶的渗碳体以细小的颗粒分布于奥氏体中。在随后的冷却过程中，奥氏体析出渗碳体时，就以这些未溶渗碳体为核心长大成为球状渗碳体。如果温度高，未溶渗碳体质点减少，甚至完全溶于奥氏体中，则球化将不完全，而且可能出现网状渗碳体。球化退火工艺常用的有以下两类：
①一段保温工艺如图-5所示。即加热到稍高于AC1或AC1～ACM之间保温后以非常缓慢的速度冷去下来，获得细颗粒状珠光体。
770 ±10℃9Mn2V,Cr13等
760 ±10℃T10,T12等
740 ±10℃T7,T8等
②二段保温工艺如图-6所示。
此工艺主要用于轴承钢如GCr6,GCr9,GCr12,GCr15SiMn,GSiMnV,GsiMnVRe,GsiMnMoV, GsiMnMoVRe,GsiMoV,GsiMoRe等要求球化质量高的和难于球化的钢。。除了在AC1以上保温外，在缓冷到AC1以下（700℃）进行第二阶段保温，这样可以充分球化。
温
度
度
出炉
图-5 球化退火工艺曲线
温
度
时间
图6 轴承钢球化退火曲线
2.1.4扩散退火（均匀化退火）
扩散退火是把刚加热到AC3以上200～250度（一般加热温度为1100～1200度）经长时间保温，然后缓慢冷却下来的热处理操作。它主要目的是为了消除铸锭及铸件的枝晶偏析，通过原子在高温状态下的扩散移动使化学成分趋于均匀化。避免钢材中的成分偏析及组织分层以及由此带来的不良性能，提高钢的机械性能及热加工性能。
扩散退火有以下缺点：
（1）加热温度高保温时间长（达10～20小时）。因而成本高。钢的烧损大。因此，除某些特别重要的合金钢锭外，一般钢种不采用扩散退火，有些钢种为达到扩散退火化学成分均匀的目的，在热加工前的加热时适当提高加热温度和延长保温时间就可以了。
（2）对于成型的铸件，在经扩散退火后奥氏体晶粒粗大，降低性能。因此扩散退火后要加一次完全退火或正火来细化组织，改善性能。
2.1.5等温退火
对亚共析钢，等温退火是将钢加热到AC3以上20～30度，然后快速冷却到AC1以下某一温度（此温度按硬度要求而定）进行保温，保温后出炉空冷，等温保温目的是使奥氏体等温分解所要求的组织，获得预期的性能。
温
度
时间
图-7 完全退火与等温退火曲线
等温退火的优点是：
（1）通过控制等温分解的温度来控制退火后的组织及性能。
（2）可以比完全退火节省时间。
等温退火是完全退火的另一种形式。其工艺曲线如图7所示。前面讲得第二类球化退火
即是钢的等温退火的实例。此外，对某些易产生白点的钢种（CrNi、CrMn钢），采用等温退火（等温冷却）来防止白点产生。钢中白点是指钢中存在的微细裂纹，在钢材纵断面上此微细裂纹呈白色球状，故称白点。钢中的白点形成是因钢中所含氢气未能充分溢出而造成的。生产实践中已知，易产生白点的钢种经热压力加工锻或轧后，必须采取等温缓冷或等温退火，使钢中的氢充分溢出，防止和减少白点的出现。生产经验证明：这类钢在C—曲线上的鼻子处，如在250～300度及600～640度的温度范围进行等温，氢的扩散容易，有利于氢的溢出。
（a）（b）
（c）（d）
图-8 等温退火工艺曲线
应该说明，钢种不同及等温退火工艺不同，在生产中应具体分析生产实际情况确定。2.1.6低温退火
低温退火是把钢加热到AC1以下某一温度，保温一定时间后炉冷或空冷的热处理。因加热温度低于AC1，不发生相变重结晶，因此这类退火只能达到以下目的。
（1）消除钢中的残余应力；
（2）对某些高合金空淬马氏体类钢起到回火作用，降低硬度，消除应力；
（3）对某些经冷变形并具有加工硬化的钢，可以消除加工硬化，通过再结晶改善组织性能。低温退火广泛应用于冶金厂的钢材热处理。现分别简介如下：
（1）高温回火：某些中合金及高合金钢，如18CrNiWA、25CrNiWA、30CrNiMi等等。这类钢过冷奥氏体非常稳定，在缓冷或空冷条件下即发生马氏体转变或为贝茵体及少量珠光体组织。这类组织用一般退火达不到软化目的，但是，采用高温回火使马氏体发生分为铁素体与粒状碳化物的回火索氏体组织，可以降低硬度达到软化目的。
高温回火工艺如图-9所示。
某钢厂按此高温回火工艺处理如下钢材：
12CrNi2A、20CrNiA、12Cr2Ni14A、18CrNiWA、30CrNiWA、PcrNiMo、37SiMnMoV、37SiMnMoWV
等等钢材。
温
度
时间时间
图9 高温回火工艺曲线图10 低温退火工艺曲线
（2）消除应力退火：亚共析的低合金及中合金钢，在锻轧过程中由于变形不均产生形变应力，这种应力不消除，将给以后的冷加工及热处理造成危害。故必须消除。采用低温退火可以达到消除应力的目的。一般其加热温度为600～700℃，温度高保温时间可适当缩短，加热温度低可用较长的时间保温。具体决定可根据生产实际确定。
低温退火工艺如图-10所示。某钢厂采用此工艺的钢种有：55～70、15CrA～55CrA、12CrMo～42CrMo、15CrMoA～35CrMoA、16Ni2VA～50CrVA、18CrMnTi～40CrMnTi、12CrMoV～
35CrMoV、PCr～PcrMo等等。
（3）冷加工硬化钢的再结晶退火：冷加工（冷轧、拔或拉）钢材，由于冷塑性变形产生加工硬化，使钢的硬度强度增高、给进一步冷变形加工造成困难。因此在两次冷加工之间或冷加工后进行在结晶退火，主要目的是消除加工硬化现象，恢复钢的塑性和韧性。在结晶退火温度一般在600～700℃，在此温度下使变形的晶粒发生再结晶成为细小等轴晶组织。这种组织有较好的塑性，加热温度高，晶粒粗大对性能不利，在生产实际中根据钢的成分及冷变形条件来具体确定。某厂深冲板08AI冷轧后再结晶退火工艺如图-11所示。
另外，热轧薄板，因终轧温度低于再结晶温度，如0.08～0.25%C的低碳钢，在热轧时开轧温度为800～900℃而终轧温度在600～500℃，整个轧制过程中再结晶速度低于冷加工硬化速度，轧制后钢处于加工硬化状态，因此采用再结晶退火，改善组织调整性能。一般工厂采用
温
度
时间时间
图-11 08AI退火工艺曲线图-12 热轧板退火工艺曲线
2.2□钢的正火及其用用
2.2.1正火及其目的
正火（常化）就是把钢加热到AC3或ACM以上30～50度保温后在空气中冷却下来的热处理操作。正火工艺曲线如图-13所示。
正火的目的：
（1）提高低碳钢的硬度，以利于切削加工。
（2）消除晶粒粗大魏氏组织及网状渗碳体等缺陷，改善钢的组织，
（3）细化晶粒提高钢的机械性能。
2.2.2正火与完全退火比较
正火与完全退火均是将钢加热到AC3以上，AC3 + 30～50℃
使其发生相变重结晶，冷却所得组织均为珠光
体组织，都能改善组织，只是由于冷却速度不
同其珠光体组织粗细程度不同。
（1）正火与退火加热温度几乎相同，但
正火温度稍高。
（2）正火冷却速度（空冷）较退火冷却
（炉冷）快，因而正火组织较细，退火组织
较粗。正火性能高于退火性能。
（3）正火生产周期短，成本低。而退火生图-13 正火工艺曲线
产周期长成本高。
（4）退火冷速慢，对消除应力及某些钢的魏氏组织有利。但不能消除过共析钢的网状渗碳体。但对消除魏氏组织不如退火。两者均可消除钢的铁素体带状组织。
2.2.3正火的应用
低碳（小于0.25%）钢及低合金钢采用退火时，硬度只有HB120～105，切削加工时粘刀及表面光洁度不好，为改善这些钢的切削加工性能必须采用正火提高硬度HB140～170左右，同时强度和韧性较高。这主要是因为正火处理冷却速度快，所得到的组织为较细片状珠光体。因此某些低合金钢和低碳钢采用正火作改善加工性能的热处理手段。
对于含碳（0.25～0.50%）之间的中碳钢，正火及退火均可以使用，但正火性能较好。其中含碳>0.35%钢，虽然正火后硬度稍高。切削有些困难，但正火周期短，生产率高。所以一般也采用正火。有时为软化也采用退火。其它一些合金钢和含碳较高的钢采用正火硬度可超过HB200以上。因此，须要切削加工时必须采用退火。
正火工艺曲线如图-14所示。
某钢厂的正火工艺如图，钢号是：10～50＃，15～50Mn,18CrMnTi等钢。
对于过共析钢（工具量具用钢）一般采用球化退火。但如果有网状渗碳体存在时，则必须首先采用正火消除网状。在正火冷却时，如果冷速过快，使渗碳体来不及析出，则共析的奥氏体能直接冷却形成珠光体组织——这种珠光体称为“伪共析”。如将奥氏体过冷到如图-15的S′E′G″以下区域内时，先共析渗碳体（铁素体）都是过饱和的。所以先共析渗碳体来不及析出，使奥氏体直接全部析出珠光体组织。
E
温温A C1
度度
E′G″时间时间
图-14 钢材正火工艺曲线图-15 发生伪共析钢转变示意图
3□□钢的淬火
3.1□淬火的意义及目的
淬火是把钢加热到AC1或AC3以上保温一定时间，然后急冷（快速）下来使奥氏体转变为马氏体组织。但在实际生产中特大型零件淬火往往不一定全部转变为马氏体，甚至得不到马氏体，因此又有一个广义的淬火定义：淬火就是将钢加热到奥氏体状态，保温后急速冷却下来，得到不平衡的组织（屈氏体、贝茵体、马氏体及残余奥氏体）的热处理。淬火是赋予钢材最终性能的关键工序，其主要目的是：
（1）对工具和易磨损的零件主要是提高抗磨性能增加使用寿命，淬火的主要作用是提高钢的硬度和强度。因此淬火是工具及易损零件的主要热处理工序。
（2）对于结构材料淬火然后回火的目的时提高综合机械性能，使钢的强度及韧性很好配合。一般均是在淬火后给予适当温度的回火，即所谓“调质”处理。这种调质处理可使钢件达到高的综合机械性能，是结构材料常用的热处理工艺。
（3）对某些特殊钢，通过淬火可以使其达到满意的物理、化学性能。如永磁材料经淬火后可能获得最大的矫顽力。
3.2□淬火温度的选择：
淬火加热温度取决于钢的临界点AC1和AC3,各种碳钢和低合金钢的淬火加热温度选择可参考图-16所示的温度范围。
亚共析钢AC3以上30～50℃
过共析钢AC1以上30～50℃
温
度
时间
图-16 淬火加热温度示意图
为什么亚共析钢必须加热到AC3以上呢? 因为亚共析钢在淬火前一般为珠光体加先共析铁素体，如果加热温度低于AC3即在AC1～AC3之间，组织中有残存的铁素体未能溶解。此组织经淬火后得到组织为马氏体加非常软的铁素体。
即F + P AC3 + 30～50℃A细+ F 淬火M细+ F
因不能全部获得马氏体，所以硬度低，综合性能也较差。因此，对于亚共析钢的淬火必须在AC3以上30～50℃。从生产实践已知，加热温度过高，将使奥氏体晶粒粗大，淬火所得马氏体也粗大使性能下降。当然，对于某些合金钢为使其中难溶的碳化物全部都溶于奥氏体中，加热温度可以超过上述所限温度。
对于过共析钢，如工磨具钢，因其要求有较高的硬度和耐磨性，必须采用不完全淬火，其加热温度在AC1～ACM之间。这样的加热温度可以使钢保留部分碳化物未溶于奥氏体中，淬火后所得组织是淬火马氏体和碳化物。碳化物具有高的硬度及抗磨性，因此不完全淬火组织也具有高的硬度及抗磨性。其组织转变是：
CMN.AC1 + 30～50℃CMN 淬火
P + A + 细M细+ CMN
如果加热温度高于ACM以上，碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体碳含量增加，增长了晶粒长大倾向，淬火后所得马氏体粗大。另外奥氏体碳含量增加，使奥氏体稳定性增大。淬火后残余奥氏体增多。因此这种加热温度，使钢硬度降低，淬火开裂倾向增加。
如果加热温度低于AC1,则不能发生奥氏体淬火转变成马氏体所以是不能改变组织及性
能，达不到淬火目的。
常用钢的淬火加热温度及其临界点
3.3□淬火冷却速度及淬火剂
正确及合理的加热温度，只能是淬火得到马氏体的必要条件，不是充分条件。要达到淬火所预期的结果还必须选择好正确的冷却速度，否则淬火操作将达不到预期的目的。
从大量的科学实验及生产实践已知，对任一种刚来说为了获得马氏体组织都要有一个冷却速度。即常用的临界淬火冷却速度（V临界表示）。在实际淬火操作中必须使冷却速度大于该钢的临界冷却速度，即V实际＞V临界。
所谓临界冷却速度等的因素，从生产实践已知V临界是决定于“C”曲线的位置，“C”曲线靠左边，V临界愈大，“C”曲线愈靠右，V临界愈小。钢中碳含量愈低，“C”曲线靠左，
V临界愈大。所以低碳钢需要在碱溶液才能淬成马氏体，钢中加入合金元素，一般是使“C”曲线右移，使V临界降低。延缓奥氏体分解速度，所以合金钢可以在油中淬成马氏体，而某些合金钢甚至空冷得到马氏体。
从提高硬度的观点来看，淬火冷却速度愈大愈好，因冷速大能保证马氏体组织。但是从应力（也就是变形与开裂）的观点来看，冷去速度愈小愈好。根据钢的“C”曲线如图-17所示的情况可知，只要在650～500℃快冷，越过“C”曲线的“鼻子”区就可以躲开奥氏体分解。随后就是缓慢冷却也会达到马氏体转变。这样可以免除淬火开裂危险。在M S点以下发生马氏体转变时，体积膨胀1～4%，这样就会产生巨大应力，并且马氏体塑性很差，所以在马氏体转变区冷却太快容易产生变形和开裂。
温
度
时间
因此，淬火冷去介质（淬火剂）最好在高温区650～500℃冷去速度快，而在低温区300～200℃冷却速度慢。但是这种理想的淬火介质，还有待于我们去研究发现。现在生产中常用的淬火介质都有缺点，这有待我们去解决。
从表中可以看出，水的冷却能力是很强的。它是应用最广泛的淬火介质。主要用于碳钢及低淬透性钢的淬火。水的优点是经济安全好用，来源丰富。在高温区冷却速度快，可抑制马氏体分解，保证得到淬火马氏体。但水的最大缺点是在低温区300～200℃冷却快，易使淬火件发生变形与开裂。改变水的温度可以适当的降低高温区冷却能力，同时对低温区影响也小。所以根据淬火钢件的材质不同，可适当调节水的温度。水中加入盐或碱（如5～10%NaCL 或NaOH）的水溶液。能够加速蒸汽膜的破裂、降低表面张力，增加冷却能力并使冷却均匀。
油（植物油和矿物油）也是用的比较广泛的淬火介质，它的优点是在低温区冷却缓慢，不易引起变形开裂。但在高温区冷却比较慢，不易保证得到马氏体，所以油多用于淬透性较好的合金钢。
还有一些其它淬火介质，可根据具体情况来选定。
3.4□淬透性
3.4.1淬透性的意义
在一定加热和冷却条件下，钢能否被淬透，这取决于钢接受淬火的能力——淬透性。钢的淬透性一般用淬成马氏体层的深度来表示。
淬火时，钢表面冷却快，愈向心部冷却速度愈慢，如果钢中心部分冷却速度达到或超过该钢的临界淬火速度，钢件就全部淬成马氏体。如果距钢件表面某一深度的冷却速度小于临界淬火速度时，钢件就不能全部淬成马氏体。钢件表面为马氏体，内部则根据冷却速度的不同可能是贝茵体、珠光体及铁素体。
在一定的淬火剂中各种钢的淬透深度是不同的，淬硬层深的就叫淬透性好。淬透性小的就叫淬透性差。
各种钢的淬透性大小取决于钢的临界淬火速度。假如图18中的U型曲线表示在某冷却介质中淬火钢试棒截面上各点冷却速度的分布，而Va、Vb、Vc分别代表钢a、b、c的临界淬火速度，显然，对钢a来说，由于截面上各点冷却速度都大于其临界淬火速度Va，故钢棒a 全部淬成马氏体，对钢b则只表面淬成马氏体，对c钢则未淬成马氏体。可见，钢的临界淬火速度愈小表明该钢的淬透性愈好，淬透层愈深。因此影响“C”曲线左右移动的因素均影响钢的淬透性能。
Vc
Vb
Va
3.4.2淬透性的测定（略）
3.5.1单液淬火法
把加热钢件放在一种冷却介质中冷却至室温、这种
方法称为单液淬火。一般介质为水或油，多用于尺寸较
小和形状简单的钢件。对于碳钢由于其临界淬火速度较
大，一般用水好或盐、碱水溶液做淬火介质，保证淬成
马氏体组织。但是这种淬火介质低温段冷却能力较强，
易引起钢件的变形及开裂，故使用时应特别注意。对于
的尺寸较大碳钢（直径大于10㎜）淬入水中也难淬透。
对于合金钢一般可以油淬，因合金钢临界淬火速度小，
在冷却能力小的介质中也可以淬透，同时可以防止变形
与开裂。
3.5.2双液淬火法
常用的是水淬油冷。先把加热工件淬入水中，使钢
件快速冷却通过奥氏体稳定区，然后再转入冷却能力较
缓慢的油中，使其缓慢冷却至室温。其优点是避免在马
氏体转变区产生太大的应力，以减少淬火变形与开裂。
如图19所示。图18 三种钢淬硬情况
图19 双液淬火示意图图20 分级淬火示意图双液淬火操作中关键问题是掌握好在各种介质中的淬火停留时间，如在第一介质中停留时间短，钢件温度未降到“C”曲线鼻子下部就淬入第二介质中，没有达到双液淬火目的，等于用第二介质单液淬火。反之，如在第一介质中停留时间过长，钢件在第一介质中即冷却到Ms点以下，产生奥氏体向马氏体转变，这就等于在第一介质中进行单液淬火了，易发生变形与开裂。故必须控制好在第一介质中的停留时间。
3.5.3分级淬火
是将加热钢件放在温度略高于Ms点的淬火介质中保温一定时间，但在保温时间内不许发生奥氏体向贝茵体转变，使其内外温度均匀后再冷却到Ms点以下，使奥氏体转变为马氏体。其冷却特点如图20所示。其实是双液淬火的变种，第一介质一般是在熔盐（硝酸盐及苛性钠）内冷却保温。然后进行空冷到室温。其优点是，在第一介质中等温停留时钢件内外温度均匀，从而减少马氏体转变时的组织应力，避免淬火变形及开裂产生。但其只用于尺寸较小（直径小于10～12㎜）的碳钢及（直径小于20～30㎜）的合金钢件。尺寸大时，第一介质淬火能力不足，可出现中温转变产物。
3.5.4等温淬火
是将加热钢件淬入到温度高于Ms点的熔盐介质中，在此介质中产生等温奥氏体转变，当转变完成后取出冷却至室温。其所得组织不是马氏体组织，而是下贝茵体组织，因为在等温时发生奥氏体的等温转变成下贝茵体。下贝茵体硬度稍低于马氏体，但韧性较高。淬火变形及开裂危险性小，故生产中常采用此法。等温淬火如图21所示。
Ac3
Ac1
图21 等温淬火示意图
3.5.5冷处理
是将淬火到室温的钢件继续深冷至零度依稀的操作。其目的是使钢中的残留奥氏体进一步向马氏体转变。常用介质为液态空气（－180℃）或干冰（－78℃）.用于对残留奥氏体量要求严格的合金钢钢件。
3.5.6淬火缺陷及防止方法
1）硬度不足
2）软点
3）变形与开裂
4□□钢的回火
钢件淬火后，还必须经过回火才能使用。就是将淬火钢件加热到A1以下某一温度，保温后冷却到室温。目的是消除淬火时的内应力，稳定钢件的组织，提高钢的韧性，并获得各种机械性能的良好配合。
4.1□回火时的组织转变
4.1.1马氏体的分解（由室温到200℃）
4.1.2残留奥氏体的分解（200～300℃）
4.1.3固溶体的进一步分解，碳化物（Fe X C）的形成及内应力的消除（300～400℃）
4.1.4在400℃以上，碳化物进一步聚集长大。
4.1.5钢在350～500℃回火时得到的极细的铁素体与渗碳体的混合物称为回火屈氏体。
4.2□回火后钢的性能变化
总的变化规律是：随回火温度的升高，硬度、强度下降而塑性、韧性提高。
4.3□回火工艺
4.3.1回火温度
1）低温回火（150～230℃）
2）中温回火（400～480℃）
3）高温回火（500～650℃）
4.3.2回火时间
4.3.3冷却
通常空冷，对于具有第二类回火脆性的钢，在高温回火后必须油冷或水冷。
45号钢热处理工艺 1 45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火, 换算成布氏硬度大约是380,470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下: 淬火温度:840?水淬 回火温度:150?回火，硬度约为57HRC;200?回火，硬度约为55HRC;250?回火，硬度约为53HRC;300?回火，硬度约为48HRC;350?回火，硬度约为45HRC;400?回火，硬度约为43HRC;500 ? 回火，硬度约为33HRC;600?回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (?) 20钢 735-855 (?) 45钢 724-780 (?) T8钢 730 -770(?) T12钢 730-820 (?) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo:正火温度850-900?，45号钢正火温度850?左右。
4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为:钢棒与锻件960?空冷 + 700,720?回火，空冷。最终热处理工艺: 1、淬火: 第一次预热:300,500?， 第二次预热840,860?; 淬火温度:1020,1050?; 冷却介质:油，介质温度:20,60?， 冷却至油温;随后，空冷，HRC=60,63。 、回火: 2 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下: 加热温度400,425?，得到HRC=57,59。 说明:在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400?，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理(理想的温度是零下120)与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿命。Cr12MoV的回火脆性温度范围在325~375?。CR12MoV380-400回火后硬度在56-58HRC做冷冲模冲韧性好的材料具有不易开裂的优点，特别是在原材料质量不是很好的情况下，用此方法经济实惠。
金属工艺学电子教案（13） 【课题编号】 13-5．4 【课题名称】 钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介。 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 －．知识目标 了解表面热处理的目的、种类、特点、应用；化学热处理概念、过程、种类与应用。了解热处理技术发展简况，开阔思路。 二、能力目标 通过学习和反复练习，初步学会在零件加工工艺编制中安排感应淬火、渗碳、氮化和相应的热处理工序。 三、素质目标 了解表面热处理、化学热处理的目的、种类、特点与应用，学会选用高频淬火、渗碳和氮化工序。了解热处理技术发展简况，开阔思路，树立创新意识。 四、教学要求 一般了解钢的表面热处理、化学热处理及热处理新技术。 【教学重点】 感应淬火、气体渗碳、气体渗氮。 【难点分析】 感应淬火原理。 【分析学生】 1．具有学习的知识基础。 2．具有学习的能力基础。 3．钢的表面热处理、化学热处理是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。虽不是重点，也要引导学生认真学习，努力掌握。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法，演示法、讨论法，归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005
2、郁兆昌主编。金属工艺学教学参考书（辅助学光盘）。北京：高等教育出版 社，2005 【教学安排】 2学时（90分钟） 教学步骤：讲授主要内容、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习旧课（15分钟） 1．简述 淬火方法分类、特点与应用。 2．讲评作业批改情况； 1．提问： 题5-7；5-14。 二、导入新课 钢的表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题。与零件的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）相配合，以满足零件多种使用性能和不同的强化需要。介绍热处理技术发展，能使我们开阔眼界，培养创新意识。 三、新课教学（70分钟） 1．钢的表面热处理（20分钟） 教师讲授感应淬火原理、种类、组织、性能、特点及应用；讲授火焰淬火基本概念、特点及应用。 演示网络课程中感应加热基本原理、感应器结构与种类、火焰淬火方法等视频。 学生课堂练习：题5-16；5-19。教师巡回指导、设问、提问，学生回答、讨论； 教师讲评。 2．钢的化学热处理（35分钟） 教师讲授钢的渗碳、气体渗碳；钢的渗氮，气体氮化；钢的其他化学热处理。 演示化学热处理过程、气体渗碳工艺过程、离子氮化过程等视频。 学生课堂练习：题5-21；5-17；5-18。教师巡回指导；设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 3、热处理技术发展简介（15分钟） 教师讲述热处理技术发展趋势，介绍真空热处理等具体热处理新技术。 演示网络课程真空热处理、激光热处理，机器人在高频淬火中应用等照片和视频。 四、小结（ 5分钟） 简要叙述感应淬火、气体渗碳、气体渗氮的目的、特点与应用。 五、作业布置
钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
W18Cr4V热处理工艺 W18Cr4V钢为W系高速钢，是在T8A钢的基础上主要加入W、Cr、V元素形成的，W18Cr4V钢常用来制造高速切削，也可以用来制造冷作模具。 ⒈W18Cr4V钢的特性⑴、由于W18Cr4V钢中加入大量W、Cr、V 元素，使Fe-C相图中的ES线上升并左移，所以钢中出现大量的共晶莱氏体碳化物，其组织形态有布直接影响钢的性能及使用。故W18Cr4V钢需经反复锻造加工，使其组织中出现的铸态鱼骨状共晶碳化物碎裂成细小的碳化物颗粒，并呈弥散分布，才能使用。⑵、W18Cr4V钢中加入Cr元素，主要是提高钢的淬透性，固溶于基体强化基体组织，并改善钢的回火稳定性；同时形成Cr的碳化物作为钢中的强化相。⑶、W18Cr4V钢中加入W、V元素主要是形成碳化物，作为钢中的强化相，提高钢的强度、硬芳与耐磨性；同时细化晶粒，改善钢的韧性。尤其是V元素细化晶粒作用较强。⑷、W18Cr4V钢在奥氏体化时，W、V元素可随时其碳化物少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，同时冷却后存在于基体组织中，强化基体组织和提高钢的回火稳定性。⑸、W18Cr4V钢中加入大量的C、W、Cr、V元素，会使MS线（马氏体相变开始点）下移，淬火后组织中存在大量的残余奥氏体，在经回火冷却时会转变成马氏体，即出现二次淬火现象。而淬火组织中的马氏体因溶有大量的W、Cr、V元素，使其保持相当稳定。在270℃回火时才有碳化物ε相析出，至400℃，碳化物ε转变为Fe3C相并进行聚集，此时马氏体硬度下降。回火温
度升至400℃以上，开始生成特殊碳化物，400℃至500℃，主要析出铬的碳化物。500℃至600℃，部分Fe3C重新溶解而自回火马氏体中开始析出弥散度很高的碳化物W2C和VC，使硬度回升，即出现二次硬化现象。由于回火马氏体中溶有大量的W、Cr、V元素，使回火马氏体保持较高的硬度，而析出的碳化物聚集的速度较缓慢，因而会产生显著的红硬性。⑹、W18Cr4V钢中加入W元素可以消除钢的回火脆性。⑺、W18Cr4V钢中存有少量的Si、Mn、Mo元素，除提高淬透性外，主要也固溶于基体组织中，起到强化基体组织和改善钢的回火稳定性的作用。 ⒉W18Cr4V钢主要化学成分：0.70%~0.80%C、0.20%~0.40%Si、 0.10%~0.40%Mn、 3.80%~4.40%Cr、17.50%~19.00%W、≤0.30%Mo、1.00%~1.40%V、≤0.030%P、≤0.030%S。 ⒊W18Cr4V钢的热处理工艺：W18Cr4V钢相变点为： AC1 820℃、Accm1330℃、Ar760℃、Ms210℃。W18Cr4V钢的始锻温度1120~1140℃，终锻温度950℃，锻造后堆集冷却或砂中冷却。W18Cr4V钢常见的热处理工艺热处理工艺工艺参数硬度要求工艺特点等温球化退火加热860~880℃，保温3h，740~760℃等温，保温5h，炉冷至550℃以下出炉空冷≤255HBS Ac1820℃，Accm1330℃，加热温度应在Ac1~Accm线之间，等温温度低于Ar1760℃线以下，以获得粒状珠光体组织+碳化物不完全退火加热860~880℃，保温2h，炉冷至550℃以下出炉空冷≤277HB加热温度应在Ac1~Accm线之间，有利于粒状珠光体组织的获得淬火一次
SKD11热处理工艺 成分标准：GB/T1299-2000 化学成份：% C碳Si硅Mn锰Cr铬V钒Mo钼P磷S硫磺 1.50 0.25 0.45 1 2.0 0.35 1.00 ≤0.025 ≤0.010 特点：高碳高铬钢，高淬透性，高硬度、耐磨性及韧性极高。 用途：各种冷模，成形轧辊，剪刀，形状繁杂之冷压工具，塑胶模等。 硬度：出厂状态：HB≤255，最终热处理后HRC60°左右； A.预热处理：调质（获得稳定材料金相组织） 调质：淬火，940℃油或水冷（材料深度较大时油冷），640℃回火，硬度HRC29-33； 上海荔锋模具钢材有限公司https://www.doczj.com/doc/197557586.html, B.最终热处理内容如下： 1．淬火：先预热700-750℃（宜二次预热~500℃~850℃），再加热至1000-1040℃，在静止空气中冷却，如钢具尺寸在6寸以上则加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。 2．回火：加热至150~200℃，在此温度中停留保温≥2小时，然后在空气中冷却。回火温度，保温时间及HRC硬度变化（见以下参考图）。
C、采用试验比较的方法积累经验值： SKD11 https://www.doczj.com/doc/197557586.html,/productinfo/detail_4_51_109.html 热处理工艺试验内容： 1．准备试棒,按以下规格数量备各零件（采用原P620-01-m01料单有误的两件坯料，棒料则按仓库现有的Cr12MoV或Cr12，但必须注明其材料牌号）； 2．在零件上作出序号标识：（1，2，3，4等）； 3．工艺路线： A、件号如（1，2）（温度调整异同各1件）：按预热处理精加工（铣或磨削）最终热处理； B、件号如（3，4）（温度调整异同各1件）：加工后最终热处理；（热处理及加工后应尽量平放，细长件应及时垂直吊放）； 4．各工序完成时请及时在附表中填写各加工后、热处理后的实际尺寸及平行度，直线度实际值等形位尺寸实际值，热处理温度及保温时间，各起始时间及详细操作过程和时间，实际硬度值,操作者姓名等内容。 附注：a、SKD11：200*20*20 4件; b、SKD11：55*55*55 4件; c、SKD11：55*55*55 4件（按图加工形状）; d、Cr12或Cr12MoV φ20*200 2件; e、Cr12或Cr12MoV 库房中现有较小规格材料2件; 资料来源：https://www.doczj.com/doc/197557586.html,/articleinfo/detail_5_10_365.html
工具钢热处理工艺-组织-性能的系统分析 (综合性实验) 一、实验目的 1.掌握工具钢热处理中成分—工艺—组织—性能内在关系； 2.通过实验，掌握材料的系统分析方法。 3.了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。 二、实验原理 工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10是普通碳素工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体＋少量残余奥氏体。9CrSi是低合金工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微组织与性能的关系。 铸态的高速钢的显微组织黑色组织为δ共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的：①消除锻造应力，降低硬度便于切削加工；②为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为860～880℃，加热时间为3～4小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860～880℃加热3～4小时，炉冷到700～750℃等温4～6小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）。 高速钢的淬火工艺的特点：主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在1270℃～1290℃，淬火组织是由（60～70%）马氏体和（25～30%）残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度9～10级。硬度63～64HRC。当淬火温度不足，在1240℃～1260℃时，碳化物大部分未溶入奥
1 适用围 本守则作为我公司常用钢材的各种热处理规及注意事项。为一般件热处理的主要技术依据，对结构复杂和工艺上有特殊要求的零件和成批生产的零（部）件，则按专用工艺规程执行。 2 名词术语 2.1 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。 2.2 退火 将钢材或钢件加热到适当温度，保持一定时间，随后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 2.3 淬火 将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工作在横截面全部或一定的围发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 2.4 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。 2.5 有效加热区 炉膛炉温均匀性符合热处理工艺要求的装料区域。有效加热区的确定，按JB2251—78《电阻炉基本技术条件》中规定的有关试验方法进行。 2.6 冷却速度 在冷却过程中某一时间或者一定时间间隔工件表面或心部温度下降的变 化率。 2.7 热处理变形 工件热处理时所引起的形状尺寸偏差，垂直于长度向上的变形叫弯曲。 3 热处理加热设备 3.1 正火和退火所使用的加热设备必须满足下列要求。 3.1.1 在加热设备正常装炉的情况下，有效加热区的温度偏差应按下表所列的精度进行调节和控制。
3.1.2 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免使工件局部过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不显著损坏。 3.1.3 热浴加热炉，其热浴对工件不能有腐蚀及其它有害作用。 3.1.4 工件加热后在随炉冷却的过程中，应尽量保证各部位的冷却速度均匀一致。 3.2 淬火、回火加热设备 3.2.1 淬火、回火加热设备必须满足下列要求，有效加热区的温度按下表所列的精度进行调节和控制。 3.2.2 热浴槽中的热浴，对工件不能有腐蚀作用。当采用盐浴炉加热时，应按盐浴脱氧制度对盐浴进行充分脱氧。 3.2.3 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免工件过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不受显著影响。 3.2.4 保护气氛加热炉应根据处理工艺要求能调节和控制炉气氛的成分。 3.2.5 真空炉应能根据处理目的对真空度和炉保持气氛的组成进行调节。 4 淬火冷却介质及设备
S136热处理工艺 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5b a r的气压。
钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。 回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图
注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。 在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S TAVA X E S T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大+0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大+0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -
45热处理 推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火 600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管 模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58） 1.45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？ 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷 + 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺： 1、淬火： 第一次预热：300～500℃， 第二次预热840～860℃； 淬火温度：1020～1050℃； 冷却介质：油，介质温度：20～60℃， 冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火： 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下： 加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。 说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿
45号钢热处理工艺 学号： XXXXXX 姓名： XXXXX 指导老师： XXX
目录 一、综述 (4) 1．调质淬火 (4) （1）淬火加热温度 (4) (2) 淬火冷却 (4) （3) 淬火冷却方法 (5) 2． 45钢的调质淬火 (5) 3．回火 (6) （1）回火目的 (6) （3）常用回火方法 (6) 4． 45钢淬火后的回火 (6) 二、选题依据 (7) 三、实验材料与设备 (8) 1. 实验设备 (8) 2. 实验材料 (8) 三、实验过程 (8) 1. 试样的热处理 (8) （1）淬火 (8) （2）回火 (9) 2. 试样硬度测定 (9) 3. 显微组织观察与拍照记录 (9) （1）样品的制备 (9) （2）显微组织的观察与记录 (9) 五、实验结果与分析 (10) 1. 样品硬度与显微组织分析 (10) 2. 硬度测试数据 (11) 3. 淬火对试样性能的影响 (11) （1）淬火温度的影响 (11)
（2）淬火介质的影响 (12) 4. 回火对试样的影响 (12) （1）回火温度对45钢组织的影响 (12) （2）回火温度对 45 钢硬度和强度的影响 (13) （3）以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13) 六、结论 (14) 1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14) 2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14) 3. 碳元素影响样品的组织和性能。 (14) 七、参考文献 (14)
一、综述 【内容摘要】： 45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。45钢淬火温度在A3+(30～50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。 【关键字】：调质淬火 45钢的调质淬火回火 45钢淬火后的回火 1．调质淬火 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。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。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。 淬火 ——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。 （1）淬火加热温度 淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。 (2) 淬火冷却 淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。 常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
s136模具钢热处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
S136热处理工艺 软性退火 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 淬火
保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中 ●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5ba r的气压。 钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。
回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图 注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。
在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S T A V AX ES T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大 +0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大 +0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -空冷最小 最大 -0.02 +0.02 ±0 -0.03 ±0 - 真空淬火最小 最大 +0.01 -0.02 ±0 +0.01 -0.04 - 回火时的尺寸改变 注意：淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起。
W 18Cr4V钢热处理工艺研究 摘要通过对W 18Cr4V钢的性能特点进行了分析、对W 18Cr4V 钢的锻造工艺以及对W 18Cr4V钢进行退火、淬火及回火等热处理研究，得到了在实际生产中, W 18Cr4V钢采用正确的锻造及热处理工艺处理后, 用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好, 使用寿命长. 关键词 W 18Cr4V钢；锻造；热处理 ;退火；淬火；回火 一、对W 18Cr4V钢的介绍 高速钢W 18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素, 其总量超过 10%.特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性, 因而在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具. 我们在产品使用中发现,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定. 1、 W 18Cr4V钢的性能特点
W18Cr4V钢的化学成分见表 1。在钢中, 碳的质量分数为0. 70% ~ 0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体, 以保证高硬度和高耐磨性, 以及良好的热硬性。 钨是使高速钢具有热硬性的主要元素, W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时, 一部分Fe4W2 C 溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素, 有很高回火稳定性的马氏体。在 560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象, 使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用.。 铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。 钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解, 能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响, 回火时钒也引起二次硬化现象.。 2 组织结构特点 W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体, 莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物, 这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除, 只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具
W18C r4V钢热处理工艺研究 胡鹏 （机电11-1 四号） 摘要：本文主要阐述了对W18C r4V钢热处理工艺的研究，通过查阅书籍资料，询问有经验人士，以及个人对于W18C r4V钢的了解分析，得出了W18C r4V钢的热处理工艺主要有三大方面，分别是：退火、淬火、回火。本文就主要围绕这三个方面作了较为详细的阐述。以此来简单谈谈本人对W18C r4V钢热处理工艺的一点小小的探究。错误之处请多多指正！ 关键词：W18C r4V钢、二次硬化、油冷淬火、热硬性 高速钢W18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素,其总量超过10%. 特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性,在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具。在产品使用中,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定。 1.1 W18Cr4V钢的化学成分： 其中碳的质量分数为0. 70%～0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体,以保证高硬度和高耐磨性,以及良好的热硬性。钨是使高速钢具有热硬性的主要元素,W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时,
一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素。有很高回火稳定性的马氏体.。在560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象,使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用。铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解,能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响,回火时钒也引起二次硬化现象。 1.2组织结构特点： W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体,莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物,这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除,只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具和模具。 1．3 用途： 如车、刨、铣、铰、拉刀、钻头、各种齿轮刀具及丝锥、板牙等，适于加工软的或中等硬度(300～320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械。 2 热处理工艺： 2.1退火： 锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷,冷却后应立即进行退火,退火的目的是为了消除
模具钢的处理 模具钢材的热处理方式与加工工序安排密切相关。在模具制造时，应当根据材料和加工工艺路线来选择热处理方法，制定相应得热处理工艺。 （1）一般冷作模具钢工作零件的热处理工序安排：筹造——退火——机械加工成型——淬火与回火—工修整。 （2）冷作模具钢采用成型磨削及电加工工艺：锻造——退火——机械粗加工——淬火或回火——精加工（磨削、电加工）。 （3）冷作模具钢复杂冲模的加工：锻造——退火——机械粗加工——高温回火或调质——机械加工成型——淬火与回火——磨削与电工加工成型。 大多数冷作模具钢使用状态为淬火与回火，模具硬度通常为60hrc，为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性和使用寿命，常进行表面强化处理，如渗碳、渗氮、渗硼氮碳共渗、td 法渗钒铌、化学气相村积（cvd）等作为最终热处理。 模具热处理 模具制造的成本高，特别是一些精密复杂的冷冲模、塑料模、压铸模等。采用热处理技术提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具寿命，有显著的经济效益，我国模具技术工作者十分重视模具热处理技术的发展。 1 真空热处理 模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。 2 深冷处理 近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(-196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火、回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。 3 模具的高温淬火和降温淬火 一些热作模具钢，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量、改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。 4 化学热处理 化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧化性等性能。几乎
2.热处理工艺 预热分别采用箱式电阻炉(或井式炉)和中温盐浴炉，最后加热在高温盐浴炉中进行。在硝盐炉或电阻炉回火。 (1)预热 按拉刀的直径不同可分为一次预热和二次预热，目的是消除加工应力，使内外温度一致，减小拉刀的变形。温度分别为550～600℃和800～850 C，预热时间为最后加热时间的3倍和2倍。 (2)淬火加热 拉刀的晶粒度控制在9～10级，加热系数为10～15s/mm，拉刀的热处理工艺如表4-12所示。 (3)冷却 采用分级或等温淬火，分级温度为580～620 C，盐浴成分为50% BaCl2+30% KCl+ 20%NaCl(简称2-3-5盐)，当表面温度到650～700℃时，转人220～250℃的硝盐中保温30～40mino (4)热校直 快速从硝盐炉中取出，将拉刀放在螺旋压力机上进行校直，考虑到冷速太快，要在不低于20℃的温度下校直，采取校过的措施，以防止其反弹。 (5)清洗回火 开水槽煮净拉刀表面的残盐，拉刀垂直向上插入圆形回火筐中挤紧回火，介质为100%KN03,温度为540～5600C，保温80～100min，回火3次。 (6)热校直
出炉后用手动压力机校直拉刀，一般冷至400℃左右开始加压，冷到室温卸去压力。当两把弯曲拉刀的凸面紧贴在一起，中间塞上斜铁，两头放人炉中回火，也可有良好的效果。 (7)柄部处理 将柄部在850℃的盐浴炉中加热到表面颜色与盐浴一致时，挑出油冷或空冷。另外也可借柄部来校直拉刀，将导向部分压弯来满足减少韧部偏摆的要求。 W18Cr4V拉刀的热处理工艺见图4-23所示。 高速钢刀具在热处理生产工序中，常见的缺陷有过热与过烧、硬度不足、表面腐蚀、茶状断口和裂纹等、 (1)过热与过烧 过热的特征是断口呈粗瓷状，在金相组织中奥氏体晶粒长大，碳化物颗粒呈角状或沿晶界出现不同程度的网络状。 过烧的特征是刀具表面呈被烧熔的皱皮，断口呈粗糙状，金相组织中奥氏体晶粒更为粗大，碳化物呈共晶鱼骨状或沿晶界形成黑色的氧化物状。 W18Cr4V及W6Mo5Cr4V2Al钢的过热与过烧组织，如图69所示。产生过热与过烧的原因，主要是: ①淬火加热温度过高，超过了正常的加热温度， ②铆材碳化物不均匀度严重，过热敏感性大，在碳化物少的区域，正常加热就有产生晶粒长大的可能; ③在盐浴炉加热时，刀具靠近电极而使其表面过热或熔化过烧。 一刀具轻微过热，如有晶粒长大倾向，碳化物变形或呈不严重的断续网
高速钢刀具的热处理 张成云 摘要：随着现代制造技术的发展，高速钢刀具在切削加工中被广泛使用。本文通过对高速钢刀具材料的化学成分、性能及使用工作条件的阐述以及加工中对刀具材料的技术要求，经过严格的热处理工艺方法如;退火、淬火、和多次高温回火才能满足其技术要求和使用性能。本文参考了一些“金属材料、工艺学”教材和经过多年的实践摸索总结而成。 关键词：高速钢刀具热处理 1、引言 1.1高速钢：它是含有w、cy、v等合金元素较多的合金工具钢。如w18cv4v是国内使用最为普遍的刀具材料，广泛的用于制造较为复杂的各种刀具。如钻头、铣刀、铰刀、拉刀和其他成型刀具。高速钢俗称锋钢或风钢；称锋钢是因为用高速钢w18cv4v制造的刀具硬度能达到HRC62-65度非常锋利。称为风钢是针对热处理操作而言，一般的钢铁材料制造的刀具要想满足技术要求在加热后需借助油或水中快速冷却，而高速钢制造的刀具在有效厚度小于5mm的工件，加热后在流动的空气中（风中）就能淬上火，就能获得相当的硬度（HRC55-60）,因此而得名。 1.2刀具在工作时，由于摩擦作用，势必引起刀具刃部温度的升高，当切削速度达到一定量刃部温度能达到500-600℃。随着机械制造业的发展和制造工艺的成熟，切削加工速度的提高，刀具刃部的工作温度还可能增加。这就要求刀具材料不仅具有一般刀具材料的所必需的硬度、强度、耐磨性和一定的韧性，还要求刀具在较高的温度下具有高硬度、强度和耐磨性（俗称红硬性或热硬性）。而碳素工具钢和低合金工具钢在200℃以下可以保持其工作性能，当工具受热超过250度时，硬度就显著下降，失去切削效能。高速钢经热处理以后，其热硬性好，因此在生产实践中被广泛使用。 2.常用刀具材料 2.1高速钢常用的材料有W18Cr4V、W9Cr4V2、W6MO5Cr4V2、W12Cr4v4Mo等几种。其中以W18Cr4V钢产量最多，应用最广泛，历时最长。为世界各国所通用。
淬火 Hardening or Quenching cui huǒ (行业内，淬读"zàn"音，即读“zàn huǒ”） 钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体[1]化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。 通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。 淬火能使钢强化的根本原因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织（或贝氏体组织）。 钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。 淬火工艺最早的史料记载见于《汉书.王褒传》中的“清水焠其峰”。 “淬火”在专业文献上，人们写的是“淬火”，而读起来又称“蘸火”。“蘸火”已成为专业口头交流的习用词，但文献中又看不到它的存在。也就是说，淬火是标准词，人们不读它，“蘸火”是常用词，人们却不写它，这是我国文字中不多见的现象。 淬火是“蘸火”的正词，淬火的古词为蔯火，本义是灭火，引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”。“蘸火”是冷僻词，属于现代词，是文字改革后出现的产物，“蘸”字本义与淬火无关。“蘸火”本词为“湛火”，“湛”字读音同“蘸”，而其字形又与水、火有关，符合“水与火合为蔯”之意，字义与“淬火”相通。“湛火”为本词，“蘸火”则为假借词。 淬火 将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。 淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：