钢的热处理基础知识

钢的热处理基本知识，很实用钢的热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需性能的工艺方法。

热处理和其他加工工艺(锻压、铸造、焊接、切削加工)不同，它的目的不是改变钢件的外形和尺寸，而是改变其内部组织和性能。

在机械零件或工模具的制造过程中，往往要经过各种冷、热加工，同时在各加工工序之间还经常要穿插多次热处理工艺。

按其作用可分为预先热处理和最终热处理，它们在零件的加工工艺路线中所处的位置如下：铸造或锻造→预先热处理→机械(粗)加工→最终热处理→机械(精)加工为使工件满足使用条件下的性能要求的热处理称为最终热处理，如淬火＋回火等工序；为了消除前道工序造成的某些缺陷，或为随后的切削加工和最终热处理作好组织准备的热处理，称为预先热处理，如退火、正火工序。

钢的热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段，它可用温度—时间坐图形来表示，称为钢的热处理工艺曲线如图1所示。

图1 热处理工艺曲线一、热处理工艺的分类根据热处理的目的要求及加热和冷却方法的不同，一般可将钢的热处理工艺按如图2所示进行分类。

图2 钢的热处理分类二、常用热处理设备根据热处理的基本过程，热处理设备有加热设备、冷却设备和检验设备等。

(一)加热设备加热炉是热处理车间的主要设备，通常的分类方法为：按能源分为电阻炉、燃料炉；按工作温度分为高温炉（＞1000℃）、中温炉（650～1000℃）、低温炉（＜600℃）；按工艺用途分为正火炉、退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳炉等；按形状结构分为箱式炉、井式炉等。

常用的热处理加热炉有电阻炉和盐浴炉。

1.箱式电阻炉箱式电阻炉是由耐火砖砌成的炉膛及侧面和底面布置的电热元件组成通电后。

电能转化为热能，通过热传导、热对流、热辐射达到对工件的加热。

箱式电阻炉的选用，一般根据工件的大小和装炉量的多少。

中温箱式电阻炉应用最为广泛，常用于碳素钢、合金钢零件的退火、正火、淬火及渗碳等。

如图3所示为中温箱式电阻炉的结构示意图。

热处理定义：钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。

热处理目的：1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。

2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。

加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因素。

退火1、定义：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。

2、目的：降低硬度，均匀化学成分、改善切削加工性能和冷塑性变形性能、消除或减少内应力、为零件最终热处理准备合适的内部组织。

3、分类球化退火：为使工件中的碳化物球状化而进行的退火。

去应力退火：为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残余应力而进行退火。

正火1、定义：将钢材或钢件加热到一定温度，保温适当时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，以得到珠光体组织的热处理工艺。

2、目的：改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒、提高硬度、获得比较均匀的组织和性能。

退火和正火的区别退火和正火属于预备热处理工艺，对于含碳量相同的工件，正火后的强度和硬度要高于的退火的。

例如：含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理；含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。

一般用于锻件、铸件和焊接件。

退火一般安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。

渗碳1、定义：为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度,在渗碳炉中将低碳钢在渗碳介质中加热、保温,使碳原子渗入工件表面，然后进行淬火的化学热处理工艺。

2、目的：使低碳钢的表面层含碳量增加到0.85～1.10%，然后再经淬火、低温回火处理以消除应力和稳定组织，使钢件表面层具有高硬度(HRc56～62)，增加耐磨性及疲劳强度等。

钢的热处理
钢是最常见的金属材料，由于其优越的物理性能和加工性能，钢广泛应用于各行各业，因而需要进行热处理来提高其性能。

热处理是一种处理方法，它将钢通过加热、冷却、调质等物理方法，在获得所需性能的同时，改变钢的组织结构。

热处理的方法有很多，其中包括正火处理和退火处理等。

正火处理是指在高温下，将钢的组织结构变得更加紧密，使其力学性能和强度提高。

正火处理通常可以用于提高钢的强度、耐腐蚀性和耐磨损性能。

退火处理指将加热后的钢放置在一定的温度，然后慢慢冷却，直至钢内部的组织结构发生变化，使其柔韧性和可塑性提高。

退火处理可以用于提高钢的塑性和韧性，以及防止它易于疲劳断裂。

此外，调质处理也是一种常见的热处理方法，它可以改变钢内部的组织结构，从而改变钢的物理性能和化学成分。

以上就是热处理的基本内容，不同的热处理方法可以满足不同的需求，根据钢材的需求和性能，采取适当的热处理技术来改善钢材的性能，是提高钢材质量的重要手段。

为了使钢材的热处理质量更好，应严格控制热处理过程的参数，选择合适的热处理工艺，并加以监控，以确保热处理的质量。

钢的热处理是一项技术活动，也是一个复杂的系统工程，未来，热处理技术将会有更大的发展，同时，热处理技术也将会面临更大的挑战，以满足不断变化的市场需求。

常用热处理的基本知识一. 退火目的及工艺退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。

其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。

退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。

不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。

对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。

对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。

1. 完全退火完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。

它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。

低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。

低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。

过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。

2. 等温退火完全退火所需时间很长，特别是对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。

等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，钢件在加热温度保温一定时间后，快冷至A r1以下某一温度等温，使奥氏体转变成珠光体，然后出炉空冷。

图5.26为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。

A r1以下的等温温度，根据要求的组织和性能而定；等温温度越高，则珠光体组织越粗大，钢的硬度越低。

3. 球化退火球化退火是使钢中渗碳体球化，获得球状（或粒状）珠光体的一种热处理工艺。

主要用于共析和过共析钢，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；同时为后续淬火作好组织准备。

常用钢的处理热工艺，正火、退火、淬火、回火的基础知识摘要：常用钢的处理热工艺,正火、退火、淬火、回火的基础知识1.正火的基本概念正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~50℃,共析钢加热到Ac1...常用钢的处理热工艺,正火、退火、淬火、回火的基础知识1. 正火的基本概念正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~50℃,共析钢加热到Ac1+30~50℃,过共析钢加热到Ac cm+30~50℃保温后空冷的工艺。

正火比退火冷却速度大。

正火的目的:(1)对于低、中碳钢(≤0.6%C),目的与退火的相同。

(2)对于过共析钢,用于消除网状二次渗碳体,为球化退火作组织准备。

(3)普通件最终热处理。

要改善切削性能,低碳钢用正火,中碳钢用退火或正火,高碳钢用球化退火。

2. 退火的基本概念将钢件加热至高于或低于钢的临界温度,经适当保温后随炉或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

退火的目的:(1)调整硬度,便于切削加工。

适合加工的硬度为170-250HB;(2)消除内应力,防止加工中变形;(3)细化晶粒,为最终热处理作组织准备。

退火的种类很多,常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。

3. 淬火的基本概念将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上(30～50)℃,保温后在水或油中快速冷却的操作工艺称为淬火。

一般是为了获得马氏体组织,随后再配合适当的回火,以获得多种多样的使用性能。

碳钢的淬火温度主要由钢中的含C量根据Fe-Fe3C相图来确定,如图所示为淬火加热温度范围。

在对金属进行淬火处理时,需要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。

可根据淬火的冷却速度进行区分,常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。

常用的淬火方法包括单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法、等温淬火法。

4. 回火的基本概念回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温适当时间后,置于空气或水中冷却的工艺。