热处理的基本方法(淬火与回火)

退火、正火、淬火、回火工艺金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，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。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

第3章 钢的淬火与回火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、也是用途最广的工序。

淬火可以大幅度提高钢的强度与硬度。

淬火后，为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度与韧性的配合，需要配以不同温度的回火。

所以，淬火与回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。

淬火与回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理，是赋予钢件最终性能的关键性工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。

3.1 钢的淬火与分类淬火是将钢加热至临界点（A c1或A c3）以上，保温一定时间后快速冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。

图3-1是共析碳钢淬火冷却工艺曲线示意图。

v c 、v c '分别为上临界冷却速度（即淬火临界冷却速度）和下临界冷却速度。

以v >v c 的速度快速冷却（曲线1），可得到马氏体组织；以v c >v >v c '的速度冷却（曲线2），可得到马氏体＋珠光体混合组织；以曲线3冷却则得到下贝氏体组织。

钢淬火后的强度、硬度和耐磨性大大提高。

w c ≈0.5％的淬火马氏体钢经中温回火后，可以具有很高的弹性极限。

中碳钢经淬火和高温回火（调质处理）后，可以有良好的强度、塑性、韧性的配合。

奥氏体高锰钢的水韧处理，奥氏体不锈钢、马氏体 时效钢及铝合金的高温固溶处理，都是通过加热、保温 和急冷而获得亚稳态的过饱和固溶体，虽然习惯上也称 为淬火，但这是广义的淬火概念，它们的直接目的并不 是强化合金，而是抑制第二相析出。

高锰钢的水韧处理 是为了达到韧化的目的。

奥氏体不锈钢固溶处理是为了 提高抗晶间腐蚀能力，铝合金和马氏体时效钢的固溶处 理，则是时效硬化前的预处理过程。

本章讨论钢的一般淬火强化问题，其淬火工艺分类见表3-1。

表3-1 钢的淬火工艺分类图3-1 共析钢的淬火冷却工艺热处理工艺及设备3.2 钢的淬透性一、淬透性的基本概念1．淬硬层与淬透性由于淬火冷却速度很快，所以工件表面与心部的冷却速度不同，表层最快，中心最慢（见图3-2a ）。

钢铁热处理的四种基本工艺什么是退火钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

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：退火所能达到的目的主在是：消除锻件及焊接结构的应力，消除冷加工后的加工应力，避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂；消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒，消除合金钢硬而脆的特性，改善其切削加工的性能，胀管时的管头，胀接前也要进行退火。

(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。

在生产中，退火工艺应用很广泛。

根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。

正火与退火的区别，处理温度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。

退火和正火可在电阻炉或煤、油、煤气炉中进行，最常用的是电阻炉。

电阻炉是利用电流通过电阻丝产生的热量来加热工件，同时用热电偶等电热仪表控制温度，操作简单、温度准确。

在加热过程中，由于工件与外界介质在高温下发生化学反应，当加热温度和加热速度控制不当或装炉不合适时，会造成工件氧化、脱碳、过热、过烧及变形等缺陷。

因此要严格控制加热温度和加热速度等。

图2-2为退火和正火的加热温度范围。

什么样叫金属冷加工硬化现象？在工程中，有时需用对钢件进行冷加工，如锻打、压延、弯曲、冲压等。

当冷加工产生塑性变形时，不但其外形发生了变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿受力方向被拉长。

冷加工塑性变形较大时，还会产生较大内应力。

这种现象称为冷加工硬化。

利用冷加工硬化对钢材使用强度的提高是有限的，而冷加工硬化引起的塑性降低及残存的内应力则是有害的。

热处理培训资料热处理是一项重要的材料加工技术，在各个行业中广泛应用。

它通过改变材料的组织结构和性能来提高材料的强度、硬度和耐磨性，从而满足特定的工程要求。

为了帮助大家更好地了解热处理技术，本文将提供一份热处理培训资料，介绍热处理的基本原理、常见方法和注意事项。

一、热处理的基本原理热处理是利用材料在高温下发生相变和晶界扩散的原理，通过加热和冷却的过程来改变材料的组织结构和性能。

常见的几种热处理方法包括淬火、回火、正火、退火等，每种方法都有不同的适用范围和效果。

1. 淬火淬火是将加热至高温状态的金属材料迅速冷却至室温或低温，使其产生明显的组织和性能改变。

通过淬火，材料可以获得高强度和高硬度，但同时也会导致脆性的增加。

因此，在淬火后通常需要进行回火处理以提高材料的韧性和可靠性。

2. 回火回火是将已经淬火的材料加热至适当的温度，然后再经过一段时间的保温处理。

回火的目的是减轻淬火后产生的内应力，并提高材料的塑性和韧性。

回火过程还可以调控材料的硬度和强度，使其达到最佳的性能状态。

3. 正火正火是将材料加热至适当的温度，保温一定时间后进行冷却。

正火的目的是通过控制组织形态和材料的相变来调整材料的性能，以满足特定的工程要求。

正火适用于一些对硬度、强度和韧性要求均有的工件。

4. 退火退火是将已经加工或者变形的材料加热至一定温度，然后经过一定时间的保温处理，最后缓慢冷却。

退火的目的是通过晶界扩散来恢复材料的塑性和韧性，减少材料的内应力和变形。

退火可以改善材料的加工性能，提高材料的韧性和可塑性。

二、热处理的常见方法热处理有许多不同的方法和工艺，下面介绍几种常见的热处理方法：1. 淬火和回火工艺淬火和回火是最常用的热处理方法之一。

淬火可以通过控制冷却速度和介质的选择来改变材料的结构和性能，而回火则可以通过加热和保温的方式来调节材料的硬度和韧性。

2. 预淬火和再回火工艺预淬火和再回火是为了进一步改善材料的组织和性能而进行的热处理工艺。

一、钢的淬火淬火就是把钢加热到临界温度（Ac1或Ac3以上），保温一定时间使之奥氏体化后快速冷却从而获得马氏体组织的热处理工艺。

（一）淬火工艺1. 淬火加热碳钢的淬火加热温度可利用Fe－Fe3C相图来选择对于亚共析钢：℃；共析钢和过共析钢：℃。

根据淬火加热温度的不同，钢的淬火可分为完全淬火和不完全淬火。

所谓完全淬火就是将钢加热成为单一奥氏体后冷却；若加热到部分成为奥氏体后冷却则称为不完全淬火。

亚共析钢选择以上30～50℃的完全淬火可获得均匀细小的马氏体组织。

但淬火加热温度不能高于太高，否则会得到粗大的马氏体组织，恶化钢的性能；若加热温度低于，淬火组织中将出现铁素体，造成淬火钢强度、硬度不足。

近年来研究发现，采用将亚共析钢加热到以下5～10℃的亚温淬火工艺，使淬火组织中出现少量细小均匀分布的铁素体，可提高钢的强韧性，而且降低钢的韧脆转变温度。

对于过共析钢，选择以上30～50℃的不完全淬火，这是因为如果淬火加热温度过高，甚至高于，则会得到粗大的马氏体组织，增大淬火开裂的倾向；而且淬火后钢中残余奥氏体量将增多，降低硬度和耐磨性。

但过低则可能得到非马氏体组织，硬度达不到要求。

对于合金钢来说，它们的淬火加热温度可以比碳钢稍高一些，一般为AC3+30~50℃或AC1+50~100℃。

加热时间（τH）为升温加上保温时间，可根据经验或配合实验确定，也可参考热处理手册。

淬火所用的加热设备主要有箱式电阻炉（或煤气炉）、可控气氛炉（渗碳、渗氮、碳氮共渗等）、真空加热炉、盐浴炉等。

2. 淬火冷却淬火要得到马氏体，淬火冷却介质的冷却速度就必须大于临界淬火速度（vk），而快冷势必要造成很大的内应力，这就会引起钢件的变形和开裂。

如何使工件既能获得马氏体又能减小变形和避免裂纹呢？可从两个方面入手，其一是选择一种比较理想的淬火冷却介质；其二就是选择合适的淬火方法。

（1）淬火冷却介质图4-39 为钢的理想淬火冷却速度曲线。

在“鼻子”附近（650～550℃）快速冷却，而在这以上或以下温度并不需要快速冷却，尤其在300～200℃以下发生马氏体转变时反而希望冷却缓慢些，以防止淬火变形和开裂。

淬火和回火刚才发了个淬火时机的文章，感谢各位朋友在评论区的互动留言，非常感谢，上文说的钢是高碳钢，不适用含铬的不锈钢，也不适用于瑞粉，瑞粉用的是气淬和液氮深冷，至少是这样的热处理用的多，如果用传统的方法，有朋友说也行，但是肯定需要更高的技术和更丰富的经验。

有朋友想了解，淬火时机到来后的油淬以及后期的回火。

在此，我把我认为正确的处理方法与大家分享，未必十分精确，还是希望真正的行家在评论区留言，我将把您的宝贵经验形成文章。

淬火当你满意的时候，这个满意根据您的经验，因为刀片材质的不同，淬火的时机也会稍微不同，这次依然是拿高碳钢为例，昨天在我的微信上有朋友发来托马斯大马热处理的参数。

我在此与大家分享。

托马斯淬火预热淬火炉至1050℃，装料，等温度回升到1050℃以后，保温15分钟。

淬火温度：1050℃保温时间：保温15分钟，厚度大的要适当延长。

淬火介质：淬火油。

回火温度：175℃。

回火时间：1小时。

回火次数：两次。

液氮深冷(非必须)：4小时，1次。

托马斯大马因为是不锈钢大马，他的淬火需要更高的温度。

但是托马斯大马是美国进口，而且都是在美国已经淬过火的，一半的匠人也没机会去尝试给托马斯大马的退火料进行淬火，我还是以高碳钢为例说淬火，以及下文说的回火。

刀片到达临界温度，你需要快速移动。

可能只是几秒钟的时间，你不能失去太多的热量，让充溢这热能的钢条迅速投入淬火油中。

淬火油。

有几种选择，可以用普通植物油，因为它很便宜。

实际上，任何一种油都可以适用于此。

植物油，橄榄油，花生油，机油，二手机油等。

不过，你不能用水。

它太苛刻了，会破裂大部分钢。

在油中来回搅拌，以分解任何可能在那里被捕获的气泡，并确保刀片均匀冷却。

冷却后，你可以拿出来，怎么知道淬火是否成功呢？淬火的成功的标志是硬度上去了。

要测试钢铁，看看是否硬化正确，请拿起一个锉，然后刮刀将锉的角落刮掉。

如果刀硬化成功，那将比锉更硬。

回火淬火后，钢非常硬。

它像玻璃一样脆弱。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火→将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火→将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火→将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

按回火温度的不同，可将回火分为低温回火、中温回火、高温回火。

根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：（一）低温回火（150－250度）低温回火所得组织为回火马氏体。

其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。

它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。

（二）中温回火（250－500度）中温回火所得组织为回火屈氏体。

其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。

因此，它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。

（三）高温回火（500－650度）高温回火所得组织为回火索氏体。

习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。

因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。

回火后硬度一般为HB200－330。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

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。

回火将淬火后的工件重新加热到某一温度范围并保温后，在油中或空气中冷却的操作称为回火。

回火的温度大大低于退火、正火和淬火时的加热温度，因此回火并不使工件材料的组织发生转变。

回火的目的是减小或消除工件在淬火时所形成的内应力，适当降低淬火钢的硬度，减小脆性，使工件获得较好的强度和韧性，即较好的综合机械性能。

根据回火温度不同，回火操作可分为低温回火、中温回火和高温回火。

低温回火回火温度为150～250℃。

低温回火可以部分消除淬火造成的内应力，适当地降低钢的脆性，提高韧性，同时工件仍保持高硬度。

低温回火一般多用于工具、量具。

中温回火回火温度为300～450℃。

淬火工件经中温回火后，可消除大部分内应力，硬度有较大的下降，但是具有一定的韧性和弹性。

解释退火,正火,淬火,回火的含义篇一：退火、正火、淬火和回火是金属热处理中的四种常见方法。

以下是它们的含义和简要解释:1. 退火 (annealing)退火是一种温和的热处理方法，用于消除金属的残余应力和均匀化组织。

退火通常在高温下进行，使金属缓慢加热并保温一段时间，然后缓慢冷却。

这样可以减轻金属的变形和裂纹，并使组织均匀化。

退火通常用于碳钢、合金钢和铜合金等材料。

2. 正火 (normalizing)正火是一种热处理方法，用于改善材料的韧性和塑性。

正火通常在高温下进行，使金属缓慢加热并保温一段时间，然后在空气中冷却。

这样可以消除材料的脆性，增加韧性和塑性，适合用于高温和高压的工作环境。

正火通常用于铝合金、铜合金和钛合金等材料。

3. 淬火 (quenching)淬火是一种热处理方法，用于提高材料的硬度和耐磨性。

淬火通常在高温下进行，使金属缓慢加热并保温一段时间，然后快速冷却。

这样可以使金属内部的组织变得非常紧密，从而增加硬度和耐磨性。

淬火通常用于钢材、轴承钢和工具钢等材料。

4. 回火 (tempering)回火是一种热处理方法，用于改善材料的韧性和强度。

回火通常在高温下进行，使金属缓慢加热并保温一段时间，然后在空气中冷却。

这样可以平衡金属内部的组织，减轻材料的脆性，增加韧性和强度。

回火通常用于高温和高压的工作环境，例如汽车发动机缸盖和连杆等部件。

以上是四种常见金属热处理方法的定义和简要解释。

不同的热处理方法对金属的性能和行为有不同的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况选择适当的热处理方法。

篇二：退火、正火、淬火和回火是金属加工过程中常见的热处理工艺。

这些工艺旨在提高金属的硬度、韧性和耐磨性，同时也可以减少金属的变形和开裂风险。

下面是这些工艺的含义和简要说明:1. 退火 (Annealing)退火是一种软化金属的工艺，目的是使金属在加工或铸造后得到均匀的硬度和结构。

通常情况下，金属在加工或铸造后会存在一些应力和硬度不均的问题，退火可以帮助这些金属慢慢软化，从而使其更加均匀和稳定。