6.退火和正火的选用

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。

等温正火和等温退火
等温正火和等温退火都是热处理工艺中的一种，它们在处理金属材料时具有不同的特点和用途。

等温正火是一种使金属材料在特定的温度下进行保温，然后空冷或快冷的处理方法。

它主要用于细化钢材的晶粒，改善材料的力学性能。

在等温正火过程中，金属材料被加热到奥氏体状态，然后在某一温度下保持一段时间，使材料中的碳和合金元素得到更均匀的分布。

这一过程可以消除材料的内应力，提高其抗冲击性能。

等温退火则是将金属材料加热到奥氏体化温度，然后以适当的速度冷却至某一低温区间并保持一定时间，再以适当速度冷却的一种工艺。

其主要目的是通过控制冷却速度来获得特定的显微组织和力学性能。

等温退火可以使金属材料获得良好的综合力学性能，并且通过调整工艺参数，可以实现多种组织和性能组合，以满足不同的应用需求。

总结来说，等温正火主要强调细化晶粒和均匀碳元素分布，而等温退火则更注重通过控制冷却速度来获得特定的显微组织和力学性能。

在实际应用中，应根据金属材料的种类和用途选择合适的热处理工艺。

1、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？退火是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。

正火是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。

退火与正火的主要区别是：正火是完全退火的一种变态或特例，二者仅是冷却速度不同，通常退火是随炉冷而正火是在空气中冷却，正火既适用于亚共析钢也适用于过共板钢，对于共析钢，正火一般用于消除网状碳化物；对于亚共析钢，正火的目的与退火基本相同，主要是细化晶粒，消除组织中的缺陷，但正火组织中珠光体片较退火者细，且亚共析钢中珠光数量多铁素体数量少，因此，经正火后钢的硬度、强度均较退火的高，由此可知，在生产实践中，钢中有网状渗碳体的材料需先经正火消除后方可使用其他工艺，而对热处理后有性能要求的材料，则据要求的不同及钢种不同选择退火工艺，如：要求热处理后有一定的强度、硬度，可选择正火工艺；要求有一定的塑性，尽量降低强度、硬度的则应选择退火工艺。

生产上常用的退火操作种类（1）完全退火（俗称退火）主要用于亚共桥钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材，有的也用做焊接结构件，其目的是细化晶粒，改善组织，消除残余应力，降低硬度、提高塑性，改善切削加工性能，完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前常采用等温火的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。

（2）球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。

其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。

（4）再结晶退火用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加工硬化。

目的是消除内应力，提高塑性，改善组织。

（5）扩散退火主要用于合金钢，特别是合金钢的铸件和钢锭。

退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的退火、正火、淬火和回火是金属材料加工处理中常用的热处理工艺。

它们在改变金属材料的结构和性能方面起着重要作用。

下面我将详细介绍这四种热处理工艺的定义、种类和目的。

一、退火的定义、种类和目的退火是指将金属材料加热至一定温度，然后在适当时间内缓慢冷却到常温，目的是使金属材料的组织、性能得到改善。

根据不同的金属材料和工艺要求，退火可以分为完全退火、球化退火、局部退火等不同种类。

完全退火适用于细化组织、低硬度和高塑性要求的材料；球化退火适用于高碳钢、合金钢等材料的球化组织，提高加工性能；局部退火适用于局部加工后的材料，消除残余应力。

二、正火的定义、种类和目的正火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后在空气中冷却或水中淬火，目的是提高金属材料的硬度和强度。

常见的正火工艺包括空气冷却正火、水淬火等。

空气冷却正火适用于一些低碳钢、合金钢，可以提高硬度和强度；水淬火适用于中高碳钢、合金钢，可以获得更高的硬度和强度。

三、淬火的定义、种类和目的淬火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却到室温，以获得马氏体组织和高硬度。

淬火可以分为油淬火、水淬火、盐浴淬火等多种类型。

油淬火适用于较低碳含量的钢，可以降低变形和开裂；水淬火适用于中高碳钢，能够获得更高的硬度和强度；盐浴淬火适用于部分合金钢和特殊材料，可以减少氧化和脱碳。

四、回火的定义、种类和目的回火是指将经过淬火处理的金属材料加热至较低温度，然后进行适当时长的保温，最终冷却。

回火的目的是消除淬火过程中产生的残余应力，调整组织和提高韧性。

常见的回火工艺有低温回火、中温回火、高温回火等种类。

低温回火适用于高碳合金钢，可以保持硬度的同时提高韧性；中温回火适用于一些工具钢，能使硬度和韧性达到平衡；高温回火适用于低碳钢和合金钢，有助于提高韧性。

个人观点和理解热处理工艺是金属材料加工中至关重要的一环，不同的工艺可以改变金属材料的结构和性能，从而满足不同的工程要求。

一、名词解释：1热强性：在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。

2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。

3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。

4等温淬火：工件淬火加热后，若长期保持在下贝氏体转变区的温度，使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织，这种淬火称为等温淬火。

5热疲劳：金属材料由于温度梯度循环引起的热应力循环(或热应变循环)，而产生的疲劳破坏现象，称为热疲劳。

6渗氮：是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。

7淬透性：淬透性是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性是使钢获得高综合机械性能的传统方法。

8回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。

9二次硬化：二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。

10回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。

11球化退火：是使钢中碳化物球化而进行的退火，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。

12化学热处理：是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。

13淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。

14水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。

.15分级淬火：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。

单元5 正火和退火正火和退火是热处理操作中最基本的操作方法，工件通常在毛坯状态或粗加工后进行正火或退火。

退火的工艺操作方法较多，如均匀化退火、完全退火、等温退火、球化退火和去应力退火等。

无论正火或任何一种退火操作，都离不开加热和冷却，而掌握热处理的操作技能就是要掌握加热温度、加热方法和冷却方法。

尽管正火和各种退火的工艺规范不同，但一些基本操作方法是相同的。

在掌握基本操作方法的前提下，再分别考虑不同钢种、不同形状和尺寸的工件特殊要求，使之得到满意的操作效果。

技能训练1——工件正火和退火加热规范及冷却规范的选用 1.加热规范的选用技能加热规范主要指加热温度和加热时间，而加热温度又是加热规范中最重要的参数。

正火和退火的加热温度大多是由材料的相变点决定的，当材料确定后，就由该种材料的相变点A1、A3、Acm加上常数从而确定加热温度。

(1)选择原则1)工件使用的材料 不同化学成分的材料相变点的温度不同，而相变点是决定加热温度的主要依据，所以材料不同，加热规范也不同。

2)工艺方法 即使是同一材料，但因热处理工艺方法不同，加热温度也不同。

如正火和退火的温度不同，同样是退火，而均匀化退火和等温退火的温度也不同。

3)加热设备 设备不同则加热温度也有差异。

工件的材料相同可使用同一种热处理工艺方法，但在盐浴炉加热时温度通常要比在电阻炉加热低l0～20℃。

4)工件形状和尺寸 大尺寸工件加热温度偏高;工件形状复杂，加热温度要低。

5)装炉量 工件装炉量不同，装料方式不同，即使是相同的材料、使用相同的设备但加热系数不同。

装炉量大加热时间长，装炉量小就可缩短加热时间。

工件装料方式不同，加热时间也有差异。

密装时可延长加热时间，工件散装时可减少加热时间。

(2)正火加热规范的选用1)正火加热温度 钢的正火加热温度为Ac3或Ac cm+(30～50)℃。

因此只要在手册中查到不同钢种的A3或Acm，则正火温度基本可以确定。

但这种方法比较麻烦，大多数手册中已将正火温度算好，直接列在表中，因此当工件钢种牌号确定后，直接查阅手册就可获得正火温度范围。