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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。
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围钢的常用退火工艺包括：
1．完全退火：主要用于亚共析钢，目的是细化晶粒、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2．不完全退火：用于亚共析钢，将钢加热至AC1-AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
3．球化退火：用于共析钢、过共析钢和合金工具钢，使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
4．均匀化退火：也称扩散退火，将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
5．再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
6．去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
而正火工艺的应用范围主要包括：
1．低碳钢：正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
2．中碳钢：可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
3．工具钢、轴承钢、渗碳钢等：可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
4．铸钢件：可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
5．大型锻件：可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
6．球墨铸铁：使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
正火和退火是金属材料加工中常用的热处理工艺。
不同的金属材料和工件要求不同的硬度、韧性和强度，因此在选择正火和退火工艺时需要考虑多种因素。
本文将从材料性质、工件形状、工艺要求等角度，简述正火和退火工艺的选用原则。
一、材料性质1. 强度和硬度：对于高强度和硬度要求的材料，可以选择正火工艺，通过快速冷却来增加材料的硬度和强度；而对于需要提高韧性的材料，通常选择退火工艺，通过缓慢冷却来减少材料的硬度，提高其韧性。
2. 变形温度：不同材料的变形温度不同，需要根据材料的热变形温度范围来选用正火和退火工艺。
对于高变形温度的材料，可以选择快速冷却的正火工艺；对于低变形温度的材料，通常选择缓慢冷却的退火工艺。
二、工件形状1. 复杂形状：对于复杂形状的工件，通常选择退火工艺，因为正火工艺容易产生变形和裂纹，而退火工艺的缓慢冷却可以减少变形和裂纹的产生。
2. 简单形状：对于简单形状的工件，可以根据工件的具体要求来选择正火或退火工艺。
如果需要提高硬度和强度，则选择正火工艺；如果需要提高韧性，则选择退火工艺。
三、工艺要求1. 节能节材：在节能节材的考虑下，需要根据具体情况选择正火或退火工艺。
一般来说，正火工艺的能耗比退火工艺低，且不需要使用昂贵的冷却介质，因此在节能节材的情况下可以优先选择正火工艺。
2. 成本考虑：在成本考虑下，需要综合考虑工艺流程、原材料成本、能源消耗等因素，选择最经济合理的正火或退火工艺。
有时候正火工艺可能需要更高成本的设备和冷却介质，而退火工艺则相对简单，成本更低。
选择正火和退火工艺需要充分考虑材料性质、工件形状和工艺要求等因素。
在实际生产中，需要根据具体情况进行分析和选择，以达到最佳的热处理效果和经济效益。
四、工件尺寸和质量要求1. 尺寸要求：针对大尺寸的工件，通常选择正火工艺，因为正火工艺可以快速冷却，从而减少变形和裂纹的风险，确保工件的尺寸精度；而对于小尺寸的工件，可以选择退火工艺，通过缓慢冷却来减少应力，避免尺寸误差的产生。
退火与正火2009-01-13 09:24正火正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
退火将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。
目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。
各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。
各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。
锻后热处理的目的：锻后热处理又称第一热处理或预备热处理。
主要目的是防止白点与氢脆，消除内应力，降低硬度，改善锻件的切削性能，改善零件内部组织，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。
对不再进行最终热处理的零件，通过本道热处理工序后，达到零件技术条件规定的各项要求。
钢的正火和退火选择一般原则：正火和退火在某种程序上有相似之处，它们在实际生产中，有时可以相互代替的。
退火和正火的选用原则主要从如下三方面考虑：1、从使用性能上考虑：如果钢件的性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火的话，则往往可以用正火来提高力学性能；但如果零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹危险的话，则采用退火。
另外从减少最终热处理（淬火）的变形开裂倾向来看，退火比正火好。
2、从切削性能上考虑：一般来说，金属的硬度在160-240HBS范围内的切削加工性能比较良好，过高的硬度不但难以加工且会造成刀具很快磨损，而过低的硬度则形成很长的切削缠绕刀具，造成刀具发热和磨损，加工后零件表面粗糙度较大。
低中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火较好。
3、从经济上考虑：正火比退火的生产周期短，能耗少且操作简单，故在可能的条件下应优先考虑以正火代替退火。
装炉时应注意什么？解释一下台车炉均温、保温、封炉冷、炉冷概念：装炉时应全面考虑工艺要求、加热均匀性、便于目测、出炉方便、冷却均匀等，并力求做到台车负荷均匀。
台车炉均温指炉顶偶达到规定之温度，保温指炉温、件温、偶温三温一致，工件温度及其均匀性以大表读数和目测工件表面颜色为准。
封炉冷为停火并关闭闸板、点火孔炉冷，在冷却过程中不得打开炉门和炉盖。
炉冷台车炉400度，井式炉300度以上停火关闭闸板炉内冷却，在上述温度下为打开闸板冷却。
退火、正火缺陷，返修方法：过烧：形成原因：加热温度过高使晶界氧化或局部熔化。
返修方法：报废。
黑斑：形成原因：高碳钢加热温度过高保温时间过长使渗碳体石墨化，断口呈灰黑色。
正火和退火的选用
总的原则：
生产上退火和正火工艺的选择应当根据钢种、冷热加工工艺、零件的使用性能及经济性综合考虑。
根据含碳量的原则
1. 含碳量%25.0<Wc 的低碳钢，通常釆用正火代替退火。
因为较快的冷却速度
可以防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗碳体，从面提高冲压件的冷变形性能，用正火可以提高钢的硬度，'改善低碳钢的切削加工性能，在没有其它热处理工序时，用正火可以细化晶粒，提高低碳钢强度。
2. %5.0~%25.0=Wc 的中碳钢也可用正火代替退火，虽然接近上限碳量的中碳
钢正火后硬度偏高，但尚能进行切削加工，而且正火成本低、生产率高。
3. %75.0~%25.0=Wc 的钢，因含碳量较高，正火后的硬度显著高于退火的情
况，难以进行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。
4. %7
5.0=Wc 以上的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理。
如
有网状二次渗碳体存在，则应先进行正火消除之。
一些中碳钢及中碳合金钢采用完全退火
随着钢中碳和合金元素的增多，过冷奧氏体稳定性增加，C 曲线右移。
因此，一些中碳钢及中碳合金钢正火后硬度偏高，不利于切削加工，采用完全退火。
尤其是含较多合金元素的钢
过冷奥氏体特别稳定,甚至在缓慢冷却条件下也能得到马氏体和贝氏体组织，因此应当釆用高温回火来消除应力,降低硬度，改善切削加工性能。
1.此外，从使用性能考虑，如钢件或零件受力不大，性能要求不高，不必进行
淬、回火，可用正火提髙钢的机械性能，作为最终热处理。
2.从经济原则考虑，由于正火比退火生产周期短、操怍简便，工艺成本低。
因
此，在钢的使用性能和工艺性能能满足的条件下，应尽可能用正火代替退火。
