钢的热处理原理及四把火

钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。

热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。

其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。

热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。

热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。

在铁素体和渗碳体的相界面上形成。

有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。

1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。

2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。

（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。

（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。

分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1~10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。

材料学-热处理工艺中的四把火热处理工艺中的四把火退火、正火、淬火、回火俗称热处理工艺的“四把火”。

下图囊括了钢热处理工艺的“四把火”1退火 annealing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。

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。

重结晶退火应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。

其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。

加热和冷却都是缓慢的。

合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。

这种退火方法，相当普遍地应用于钢。

钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）以上30～50℃，保持适当时间，然后缓慢冷却下来。

通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶，形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。

退火温度在Ac3以上（亚共析钢）使钢发生完全的重结晶者，称为完全退火，退火温度在Ac1与Ac3之间 (亚共析钢)或Ac1与Acm之间（过共析钢）,使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。

热处理工艺的“四把火”金属热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的热处理工艺。

按照其处理工艺可以分为退火、正火、淬火、回火四种基本工艺，称为“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。

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。

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。

退火：是将工件加热到适当温度（AC3以上20-40度），根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。

目的和作用(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工;(2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理做准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。

淬火：淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后将工件放入水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却以获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

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。

目的和作用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，获得所需的力学性能。

(注：淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1-2次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。

)回火：回火就是将经过碎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工艺。

目的和作用(1)合理地调整力学性能，使工件满足使用要求；(2)稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的尺寸、形状不变；(3)降低或消除淬火内应力，以减少工件的变形并防止开裂。

退火、正火、淬火、回火对比和区别1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“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。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

2、退火：是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，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。

3、正火；是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。

4、淬火；是将工件加热保温后，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。

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。

以下是网上查阅的资料，可以了解退火、淬火、回火的差异和作用，供参考：1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。

退火目的和作用:(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工;(2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。

2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火目的和作用: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，获得所需的力学性能。

(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。

机械知识-钢材表面处理四把火
第一‘火’——退火。

将钢加热到一定的温度然后让其自行冷却到常温，叫做退火。

钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。

退火后可以带来以下好处：
1、改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，消除了组织缺陷，提高了钢的力学性能，减少了残余应力；
2、可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。

所以退火是为了后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

第二‘火’——淬火。

淬火是将钢加热到临界温度以上，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。

淬火的好处是：能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。

高速钢的淬火剂可以是“风”，所以高速钢又被称为“风钢”淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。

第三‘火’——正火。

正火是将钢加热到临界温度以上，然后在空气中自然冷却的热处理方法。

这一点和退火很相似但具体的操作和要求不同。

这种工艺可以提高综合力学性能，对要求不高的零件可以用正火来代替退火，以此来降低生产成本提高效率。

第四‘火’——回火。

将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。

回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。

这样做的好处是可以消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。

另外提到回火多与淬火、正火配合使用。

1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“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。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

2、退火：是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，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。

3、正火；是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。

4、淬火；是将工件加热保温后，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。

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。

以下是网上查阅的资料，可以了解退火、淬火、回火的差异和作用，供参考：1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。

退火目的和作用:(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工;(2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。

2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火目的和作用: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，获得所需的力学性能。

(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。

3.回火概念：回火就是钢件淬硬后，再加热到低于Ａｃ１点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

退火、正火、淬cuì火和回火钢材的热处理：工业四火，它们是：退火、正火、淬火[ cuì huǒ ]、回火今天我们就来谈谈它们的区别退火就是将金属缓慢加热到一定温度保温一段时间然后缓慢的冷却到室温想一想你煮了碗面但是太烫了所以你要把它放一边让它冷一冷再吃退火就是这个道理正火就是将金属加热到临界温度以上30-50℃保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺听起来只不过正火的冷却速度稍快生产周期短因为正火是这样降温的↓↓↓往往能更快吃到面也就是能更快的得到产品所以退火与正火同样能达到零件性能要求时尽可能选用正火如果说退火和正火是亲兄弟那淬火和回火就是不离不弃的好伙伴了淬火就是将金属加热到临界点以上这个时候金属内部的结构和状态就会发生变化—奥氏体化我们需要保温一定的时间来让金属进行这种变化然后以大于临界冷却速度冷却以得到介稳态马氏体组织或下贝氏体组织这个快速冷却的方法通常是这样的淬火后就得到了马氏体组织但是这个组织状态内部结构极其不平衡虽然硬度高但塑性、韧性差脆性也大因此淬火后的金属不会作为成品出厂毕竟厂家也不傻这种不能进行二次加工的比Iphone 6s 屏幕都脆的金属没人会要所以回火的作用就体现出来了！在金属被淬硬后将其加热到临界温度以下的某一温度保温一段时间让金属内组织能够均匀分配之后再冷却到室温就能得到既有一定的强度、硬度又有一定的塑性、韧性的成品这就是1+1>2的完美例子！说了上面那么多关于退火、正火、淬火、回火的区别，也就差不多了，所以，其实“淬火”和“回火”可以让面也爽脆起来嘛~。

钢的热处理(原理及四把火)钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。

热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。

其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。

热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。

热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。

在铁素体和渗碳体的相界面上形成。

有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。

1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。

2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。

（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。

（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。

再谈钢铁热处理的“四把火”钢的热处理工艺就是通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工工艺。

钢在加热和冷却过程中的组织转变规律为制定正确的热处理工艺提供了理论依据，其热处理工艺参数的确定必须使具体工件满足钢的组织转变规律，以获得所需性能。

根据加热、冷却方式及获得的组织和性能的不同，钢的热处理工艺可分为普通热处理（退火、正火、淬火、回火）、表面热处理（表面淬火和化学热处理）及形变热处理等。

按照热处理在零件整个生产工艺过程中位置和作用的不同，热处理工艺又分为预备热处理和最终热处理。

本文主要对普通热处理进行知识整理。

一、钢的加热1. 金属加热的物理过程3.加热的目的与要求热处理的第一道工序一般都是把钢加热到临界点以上，目的是为了得到奥氏体组织。

二、钢的退火与正火退火和正火是生产上应用很广泛的预备热处理工艺。

大部门机器零件及工、膜具的毛坯经退火或正火后，不仅可以消除铸件、锻件及焊接件的内应力及成分和组织的不均匀性，而且也能改善和调整钢的力学性能和工艺性能，为下道工序作好组织性能准备。

对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件，退火和正火亦可作为最终热处理。

对于铸件，退火和正火通常就是最终热处理。

2.1 钢的退火退火是将钢加热至临界点Ac1以上或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

其主要目的是均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能，并为淬火作好组织准备。

退火的工艺种类很多，根据加热温度可分为在临界温度（AC1或AC3）以上或以下的退火。

前者包括完全退火、均匀化退火、不完全退火和球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。

各种退火方法的加热温度范围如图1所示。

按照冷却方式，退火可分为等温退火和连续冷却退火。

•完全退火完全退火是将钢件或钢材加热至AC3以上20～30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

“四把火”是指冶金工业生产中最重要的四项热处理工艺包括退火,正火,淬火,回火。

一、“第一把火”退火退火是将工件加热到适当温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。

退火的主要目的是为了降低钢铁材料的硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能和锻压加工性能；细化钢铁材料组织，均匀其化学成分；消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂；为后续加工或热处理做准备。

退火主要用于碳素结构钢、合金结构钢的铸件、锻件、焊件及钢锭等。

根据钢铁材料的化学成分和退火目的的不同，退火通常分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、均匀化退火等。

（部分退火的加热温度范围如图 01所示。

部分退火工艺曲线如图 02所示。

）图 01 部分退火工艺加热温度范围示意图图 02 部分退火工艺曲线示意图二、“第二把火”正火正火就是将工件加热到奥氏体化后，保持适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。

正火与退火相比，一般加热温度比退火高；冷却速度比退火快，过冷度较大，因此正火后得到的组织比较细，强度和硬度比退火高。

另外，正火与退火相比具有操作简便、生产周期短、生产效率高、生产成本低的的优点。

正火的目的与退火类同，不过具有更高的力学性能，主要用于对于力学性能要求不高的普通结构零件，正火可作为最终热处理。

对于低中碳结构钢，主要是提高硬度，改善切削加工性能；对于过共析钢，为球化退火、淬火做组织准备。

三、“第三把火”淬火淬火是指将工件加热到奥氏体化后，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。

淬火的主要目的就是为了强化材料，提高材料的强度或硬度，用于要求有较高强韧性的工模具和弹簧及要求高硬度的零件之中。

这里要注意，淬火后的工件是不能直接使用的，必须进行回火后才能投入生产、使用。

不同的钢种其淬火加热温度不同。

非合金钢的淬火加热温度可由铁碳合金相图确定，如图 03所示。

图 03 非合金钢淬火加热的温度范围淬火加热时间包括升温时间和保温时间。

一分钟让你学会金属热处理四把火：淬火、回火、正火和退火！热处理是指材料在固态下，通过、和的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

一、淬火1、什么是淬火？淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，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。

2、淬火的目的是什么？①、提高金属成材或零件的机械性能。

例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性。

②、改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。

如提高不锈钢的耐蚀性。

二、回火1、什么是回火？回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理。

2、回火的目的是什么：① 、提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。

② 、消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

③ 、调整钢铁的力学性能以满足使用要求。

三、正火1、什么是正火?正火是—种改善钢材韧性的热处理方式。

将钢板加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。

正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性。

2、正火的目的是什么？①、去除材料的内应力②、调整材料的硬度（一般为提高），塑性略降低四、退火1、什么是退火？退火是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的一种金属热处理工艺。

退火热处理分为完全退火，不完全退火和去应力退火。

退火材料的力学性能可以用拉伸试验来检测，也可以用硬度试验来检测。

许多钢材都是以退火热处理状态供货的，钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计，测试HRB硬度，对于较薄的钢板、钢带以及薄壁钢管，可以采用表面洛氏硬度计，检测HRT硬度。

金属热处理通常的“四把火”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。

金属热处理是材料生产中的最重要的工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体化学成分，而是通过改变工件的内部的显微组织，或改变工件的表面的化学成分，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观察到的。

金属热处理中的“四把火”指退火、正火、淬火(固溶)和回火(时效)。

金属热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，俗称金属热处理的“四把火”。

一、金属热处理的第一把火——退火：1、退火是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，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。

2、退火的目的：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。

②软化工件以便进行切削加工。

③细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能。

④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。

二、金属热处理的第二把火——正火：1、正火是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。

2、正火的目的：①可以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织，轧材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预先热处理。

②可以消除网状二次渗碳体，并使珠光体细化，不但改善机械性能，而且有利于以后的球化退火。

③可以消除晶界的游离渗碳体，以改善其深冲性能。

三、金属热处理的第三把火——淬火：1、淬火是将工件加热保温后，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。

2、淬火的目的：①、提高金属成材或零件的机械性能。

金属材料热处理-四把火1 淬火1.1 定义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）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，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。

1.2 主要目的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铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

1.3 淬火加热温度以钢的相变临界点为依据，加热时要形成细小、均匀奥氏体晶粒，淬火后获得细小马氏体组织。

碳素钢的淬火加热温度范围如图1所示。

由本图示出的淬火温度选择原则也适用于大多数合金钢，尤其低合金钢。

亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30～50℃。

高温下钢的状态处在单相奥氏体(A)区内，故称为完全淬火。

如亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体，即为不完全(或亚临界)淬火。

过共析钢淬火温度为Ac1温度以上30～50℃，这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区。

因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。

这-组织状态具有高硬度和高耐磨性。

对于过共析钢，若加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，则奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加。

淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下降，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。

2 回火2.1 定义将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度Ac1（加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度）的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。

钢材热处理的四种工艺：淬火、回火、正火、退火，以及目的热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，因工艺的不同而分为淬火、回火、正火、退火等。

1.什么是淬火？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）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，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：1）提高金属成材或零件的机械性能。

例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。

2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。

如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。

2. 什么是回火？回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理。

淬火与回火的主要目的是：1）减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。

2）调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。

3）稳定工件尺寸。

通过回火可使金相组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。

4）改善某些合金钢的切削性能。

3.什么是正火？正火是一种改善钢材韧性的热处理。

将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。

主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂倾向。

一些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后，材料的综合力学性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。

热处理四把火温度
在热处理中，有四把火的概念，它们分别是正火、退火、淬火和回火。

以下是它们各自温度范围的简要介绍：
1. 正火：将钢板加热至一定温度（890-950℃），保温一段时间后取出在空气中冷却。

其目的是去除钢板的内应力，并改善其韧性。

2. 退火：将钢板加热到适当的温度，根据钢板的尺寸厚度采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却（冷却速度最慢）。

退火的温度根据不同的钢种和用途而不同，通常在600-900℃范围内。

3. 淬火：将钢加热到一定温度（700-920℃），保温一段时间，然后放入水或油中快速冷却。

淬火的主要目的是提高钢的硬度和耐磨性。

4. 回火：将钢板加热至一定温度（650-700℃），保温一段时间后取出在空气中冷却。

回火的目的是稳定组织，提高钢的韧性和塑性，以及消除淬火过程中的内应力。

这四把火的温度并不是固定不变的，会根据具体的材料和工艺要求进行调整。

钢材热处理“四把火”：正火、退火、淬火、回火。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“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。

了解退火、正火、淬火、回火的差异和作用：退火：是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，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。

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。

退火目的和作用：降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备；消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。

正火：是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：是将工件加热到临界点上某一温度，保持一定的时间，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却，获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

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，获得所需的力学性能。

淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1—2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。

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。

回火目的和作用：合理地调整力学性能，使工件满足使用要求；稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的尺寸、形状不变；降低或消除淬火内应力，以减少工件的变形并防止开裂。

为什么要对钢进行热处理？热处理的“四把火”具体应用，值
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热处理概述
钢的热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。

退火与正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。

退火是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。

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。