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钢的热处理工艺设计经验公式大全热处理是钢材加工过程中非常重要的一环，通过改变钢材的晶体结构和组织状态，可以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。
热处理工艺设计是确定热处理参数和过程的过程。
在热处理工艺设计中，经验公式是实践经验的总结，可以作为指导设计的依据。
以下是一些常用的钢的热处理工艺设计经验公式：1.碳钢淬火温度（Tc）经验公式：Tc=727+0.33*C其中，Tc为淬火温度（单位：摄氏度），C为碳含量（单位：百分比）。
这个公式是根据碳钢的相图和强度要求推导出来的。
2.碳钢回火温度（Th）经验公式：Th=500+5*HRC-10其中，Th为回火温度（单位：摄氏度），HRC为硬度值（单位：洛氏硬度）。
这个公式是一种经验化的关系，用于估算碳钢的回火温度。
3.碳钢退火温度（Ta）经验公式：Ta=800+20*M-10*F其中，Ta为退火温度（单位：摄氏度），M为马氏体体积分数（百分比），F为珠光体体积分数（百分比）。
这个公式是根据马氏体转变的温度范围和组织形态确定的。
4.合金钢的时效温度（Ts）经验公式：Ts=Ac3+100-60*Ln(t)其中，Ts为时效温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度），t为时效时间（单位：小时）。
这个公式是用于选择合金钢的时效温度和时间。
5.不锈钢的固溶温度（Ts）经验公式：Ts=0.6*Ac1+0.4*Ac3其中，Ts为固溶温度（单位：摄氏度），Ac1为铁素体转变温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式是选择不锈钢的固溶温度的经验方法。
6.复合材料的固化温度（Tc）经验公式：Tc=0.6*Tg+0.4*Tm其中，Tc为固化温度（单位：摄氏度），Tg为玻璃化转变温度（单位：摄氏度），Tm为熔融转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式适用于选择复合材料的固化温度。
钢铁热处理工艺常用计算公式钢铁热处理工艺是指将钢铁材料在一定温度范围内进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织结构和性能的一种工艺。
在热处理过程中，需要使用一些计算公式来确定处理参数，并控制加热温度、保温时间和冷却速度等关键参数。
本文将介绍钢铁热处理工艺常用的计算公式。
1.加热时间计算公式：加热时间是指钢铁材料在加热过程中所需的时间。
一般情况下，加热时间与材料的质量、热容和加热速率等因素有关。
加热时间的计算公式如下：T=(m×c×ΔT)/P其中：T表示加热时间（s）m表示钢铁材料的质量（kg）c表示钢铁的比热容（J/kg·°C）ΔT表示加热温度的上升或下降值（°C）P表示加热功率（W）2.保温时间计算公式：保温时间是指钢铁材料在加热到设定温度后所需的时间。
保温时间的计算公式如下：T=(ΔH×V)/(k×A×ΔT)其中：T表示保温时间（s）ΔH表示材料的热容（cal/g·°C）V表示炉内的总容积（cm³）k表示热传导系数（cal/cm·s·°C）A表示钢铁材料的表面积（cm²）ΔT表示温度的上升或下降值（°C）3.冷却速率计算公式：冷却速率是指钢铁材料在保温结束后冷却的速度。
冷却速率的计算公式如下：v=(T1-T2)/t其中：v表示冷却速率（°C/s）T1表示初始温度（°C）T2表示结束温度（°C）t表示冷却所需的时间（s）4.相变温度计算公式：相变温度是指钢铁材料发生组织相变的温度。
相变温度的计算公式如下：Ac1=723-0.001×C-0.133×Mn-0.004×Si-0.157×Ni-0.294×Cr-0.234×Mo其中：Ac1表示非均匀奥氏体开始转变为均匀奥氏体的温度（°C）C、Mn、Si、Ni、Cr、Mo分别表示钢铁中的碳、锰、硅、镍、铬和钼的含量（%）以上是钢铁热处理工艺常用的计算公式介绍，这些公式可以帮助工程师和技术人员确定热处理参数，实现钢铁材料的理想热处理效果。
淬火保温时间计算公式淬火保温时间是指钢材在淬火过程中需要保持在一定温度下的时间。
淬火保温时间的计算公式可以根据材料的化学成分、尺寸和所需淬火硬度来确定。
下面是淬火保温时间的计算公式的相关参考内容。
1. 基本公式通常情况下，淬火保温时间（t）与材料的直径（d）和最终淬火硬度（HRC）相关。
其中，保温时间与直径的关系可以用以下公式表示：t = k * d^n其中，k和n是经验常数，可以根据实际情况进行调整。
这个公式适用于一般的淬火材料。
2. 高合金钢的公式对于含有大量合金元素的高合金钢，可以使用以下公式计算淬火保温时间：t = k1 * d^m * (HRC - HRC0)^p其中，k1、m和p是经验常数，HRC0是材料的初始硬度。
这个公式适用于高合金钢的淬火过程。
3. 精确公式对于精确的淬火保温时间计算，可以使用以下公式：t = k2 * (d / √(HRC - HRC0))^3其中，k2是经验常数。
这个公式适用于要求较高的淬火过程。
4. 热处理参数确定除了淬火保温时间，还需要确定适当的淬火温度和冷却介质。
一般来说，淬火温度应根据材料的化学成分和所需的最终性能来选择。
而冷却介质可以根据材料的硬化性能和工艺要求来确定。
注意：以上公式和参数都是经验值，实际应用时需要结合具体材料和工艺要求进行调整。
此外，由于保温时间可能会受到许多因素的影响（如材料的热传导性能、环境温度等），所以实际应用时应综合考虑这些因素来确定最终的保温时间。
总结起来，淬火保温时间的计算公式是根据材料的化学成分、尺寸和所需淬火硬度来确定的，可以根据实际情况使用不同的公式。
在应用过程中需要结合具体材料和工艺要求进行调整，同时考虑其他因素的影响。
这样才能得到最适合的淬火保温时间，确保材料具有所需的性能。
随着科学技术的发展，为满足机械零件越来越高的性能要求，研制和引进的新钢种日益增多。
由于诸多原因，大多数生产厂家无法及时获得新钢种的有关资料数据，纷材料选择、技术设计和热处理工艺编制带来困难。
解决的办法之一是进行必要的工艺试验，为此，要消耗大量的经费和时问。
这对于从事单件、小批量生产的中小企业是难以办到的。
经过热处理工作者的多年努力，采用试验和数理统计方法导出了许多实用的经验公式。
本文收集整理出的33个公式，可在缺乏新材料的有关数据资料的情况下(只需通过理化分析得到新锕种的化学成分)估算出钢的热处理工艺参数，进行热处理工艺设计。
这是建立金属热处理柔性系统(FCM)数据库的前期工作。
1 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算_1](1)亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的温度Ac (℃)：Ac ：908-223.7C+438 5P+30 49Si+37.92V一34.4Mn一23Ni一200(C一0 54+0．06Ni) ??(1)Ac =854—180C一14Mn+44Si一17_8Ni一1．7Cr ? ?(2)式(1)，(2)适用于0．3％≤C≤0．6％，0≤si≤1．0％，O≤N 3．5％，0~<Cr<-I．5％，O<-Mc~<0．5％。
航空棚遣技术(2)钢加热时，开始形成奥氏体的温度Ac，(℃)：Ac =723—14Mn+22Si一14．4Ni+23．3cr---(3)式(3)适用范围同式(1)。
Ac =723+25Si一7Mn+l5Q 一15Ni+30W +40Mo+50V ?---(4)式(4)适用于0≤c≤0．8％，0≤Mo≤0．5％，0≤v≤0．5％，oKwK1、5％，0≤CrY7．5％。
(3)钢奥氏体化后冷却时，奥氏体开始转变为马氏体的温度M (℃)：M ．=550—350C一40Mn一35V 一20Cr—l7Ni—Cu一10Mo一5W +15Co+30Al+0Si ? ?(5) M =561—474C一33Mn一17Cr一17Ni一21Mo?(6)式(5)，(6)适用于中低碳钢。
钢的力学性能及热处理工艺经验公式钢是一种重要的材料，广泛应用于各个行业。
钢的力学性能和热处理工艺是决定其使用性能的关键因素。
在本文中，我将介绍钢的力学性能及热处理工艺的经验公式。
首先，钢的强度是指其抵抗外载荷的能力。
通常使用的强度参数有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指材料在受到应力作用下开始产生塑性变形的时候，单位面积所承受的最大应力。
抗拉强度是指材料在拉伸状态下破坏前所承受的最大应力。
这两个参数可以通过拉伸试验来测量。
其次，塑性是指材料在受到外载荷作用时能够产生可逆的形变。
在拉伸试验中，当钢材开始产生塑性变形时，应力和应变不再保持线性关系。
钢的塑性可以通过延伸率和纵向收缩率来衡量。
延伸率是指材料在拉伸过程中的长度变化与原长度之比。
纵向收缩率是指材料在拉伸过程中的横截面积变化与原横截面积之比。
这些参数可以用来评估钢的可塑性。
韧性是衡量材料抵抗断裂的能力。
在拉伸试验中，钢的韧性可以通过断裂伸长率和冷却断裂功来表示。
断裂伸长率是指材料在断裂前的拉伸变化与原长度之比。
冷却断裂功是金属在冷却至温度并应力后，在脆性断裂上吸收的能量。
最后，硬度是指材料抵抗刮擦或切割的能力。
常用的硬度测试方法有洛氏硬度和布氏硬度。
这些硬度参数可以用来衡量钢的硬度。
钢的热处理工艺对钢的性能有着重要的影响。
因此，了解和掌握热处理工艺是提高钢材质量和性能的关键。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
退火是将钢材加热至一定温度，然后缓慢冷却，以改善其内部结构和性能。
正火是将钢材加热至适宜温度，然后迅速冷却，以提高其硬度和强度。
淬火是将钢材加热至临界温度，然后迅速冷却，使其获得高硬度和高强度。
回火是将淬火后的钢材加热至适宜温度，然后缓慢冷却，以减轻淬火时产生的内应力。
在实际应用中，钢的力学性能和热处理工艺往往需要通过实验和经验进行调整和优化。
工程师们通过实验和经验总结出了一些公式，用于预测和计算钢的力学性能和热处理工艺。
一些常用的公式包括哈氏公式、拉伸公式和冷却断裂功公式等。
热处理加热保温时间的369法则作者:jiangnan 时间:2009-3-1422:36:00第1楼本文介绍了用于热处理加热时保温时间的简单计算法则——369法则，实际生产表明，该369法则的实行有助于提高产品质量、提高生产率、降低生产成本、简化工艺。
该法则包括各种金属材料加热保温时的369法则，真空热处理的预热、加热、保温时的369法则，以及用于密封箱式多用炉热处理加热保温的369法则。
一、各种金属材料在空气炉中加热淬火保温的369法则1.碳素钢和低合金钢(45、T7、T8等)传统的碳素钢淬火加热时间的计算公式：T=K•αD(1)式中，T为加热时间min；K为反映装炉状况的修正系数，通常在1.0～1.3范围内选取；α为加热系数，一般在0.7～0.8min／mm；D为工件有效厚度。
在实际生产中，一般也根据经验和工件有效厚度(mm)来计算保温时间。
例如某45#钢工件的有效厚度为60mm，在空气炉中加热淬火保温时间大约是炉温到温后再保温60min，即工件的每1mm有效厚度加热1min，这是对于单件加热。
对于大批量生产，一炉装入很多工件，就只有根据实际经验延长保温时间或通过窥视孔，观察工件透烧后再保温一定的时问。
经验证明，如果按照369法则，对于碳素钢，保温时间仅需原传统保温时间的30％即可。
例如，对于采用箱式炉加热660mm直径的45钢工件，其保温时间公需60min×30％=20min。
2.合金结构钢(40Cr、40MnB、35CrMo)因为合金结构钢中添加了一些合金元素，在加热保温过程中为使碳化物均匀化需要一定的时间。
根据369法则，合金结构钢加热的保温时问可以是原来传统保温时间的60％。
例如用传统的公式计算的40Cr的保温时问如果为100min，根据369法则，新的保温时问为：100min×60％=60min。
3.高合金工具钢(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6、W8等)对于这些合金元素含量较高的钢种，合金碳化物较多，因此需要较长的保温时间，使其均匀化。
钢的热处理工艺设计经验公式1 钢的热处理1.1 正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s)；D使工件有效厚度（mm）；K是加热时间系数（s/mm）。
K 值的经验数据见表1。
表1 K值的经验数据加热设备加热温度/℃(碳素钢）K/(s/mm) (合金钢)K/(s/mm)箱式炉800-950 50-60 60-70盐浴炉800-950 12-25 20-301.2 正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度低碳钢：T=A c3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=A c3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A cm+（30～50℃）（4）亚共析钢：T=A c3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A cm+（30～50℃）（6）1.3 淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：t=a·K·D （不经预热）（7）t=(a+b)·K·D （经一次预热）（8）t=(a+b+c)·K·D （经二次预热）（9）式中，t—加热时间（min）；a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）；b—到达预热温度的加热系数（min/mm）；c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）；K—装炉修正系数；D—工件的有效厚度（mm）。
在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。
若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。
工件装炉修正系数K的经验值如表2。
表2 工件装炉修正系数K工件装炉方式t030111.1 t030111.3 t030111.5 t030111.7修正系数 1.0 2.0 1.3 1.01.4 淬火加热温度按常规工艺，亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）（10）共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）（12）1.5 回火加热时间对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：t=aD+b （13）式中，t—回火保温时间（min）；D—工件有效尺寸；（mm）；a—加热系数（min/mm）；b—附加时间，一般为10～20分钟。
盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为 1.0～1.5min/mm；箱式电炉加热系数为2～2.5mim/mm。
1.6 回火加热温度钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：钢的回火温度的估算：T=200+k(60-x) （14）式中，x—回火后硬度值，HRC；k—待定系数，对于45钢，x>30，k =11；x≤30，k=12。
大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力学性能相同。
因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态（回火1h）时方可使用，实际生产应用受到限制。
为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，文献中导出如下回火公式：（1）在200～400℃范围：HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+( T-200)(lgt-1.28)×0.036 （15）（2）在400～600℃范围：HV=17.2×103 /T-(1gt-1.28)×29.4-(T-400)(Igt-1.28)×0.023 （16）式中，T—回火温度，℃；t—回火时间，min。
对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好，较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。
2 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算2.1 A C1和A C3温度的经验公式A C1和A C3分别表示在加热过程中组织开始转变为奥氏体和全部转变为奥氏体时的温度，它们对钢的热处理工艺的制定以及新材料和新工艺的设计都具有重要意义。
因此，对AC1和AC3的预测具有较大的理论和应用价值。
Andrews搜集了英，德，法，美等国家的资料通过对大量试验数据进行回归分析，获得了根据钢的化学成分计算AC1和AC3温度的经验公式：A C3(℃)=910 – 203C1/ 2–15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo +13.1W （17）A C1(℃)=723 – 10.7Mn – 13.9Ni + 29Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W （18）式中的元素符号代表其含量（质量分数，wt%，下同），适用钢的成分范围为：≤0.6C，≤4.9Mn，≤5Cr，≤5Ni，≤5.4Mo。
公式（17）（18）表达了钢的A C1和A C3与化学成分之间的关系，其优点是形式简明、直观，便于应用。
2.2 钢奥氏体化后冷却时,奥氏体开始转变为马氏体的温度Ms（℃）Ms=550-350C-40Mn-35V-20Cr-17Ni-Cu-10Mo-5W+15Co+30Al+0Si （19）Ms=561-474C-33Mn-17Cr-17Ni-21Mo （20）式（19）（20）适用于中低碳钢。
Ms=539-423C-30.4Mn-17.7Ni-12.1Cr-7.5Mo （21）式（21）适用于0.11%≤C≤0.60%；0.04%≤Mn≤4.8%；0.11%≤Si≤1.89%；0≤Ni≤5.04%；0≤Cr≤4.61% ；0≤Mo≤5.4%。
注意，上述Ms点的计算公式主要用于亚共析钢;对于过共析钢,由于淬火加热温度对奥氏体的成分影响较大,故根据钢的成分来计算Ms点是没有意义的。
Ms=41.7(14.6-Cr)+0.6(6.9-Ni)+33(1.33-Mn)+28(0.47-S)+1677(0.068-C-Ni)-17.8 （22）式（22）适用于SUS类不锈钢(日本)。
2.3 奥氏体转变为马氏体(M)的终了温度Mf(℃)Mf点根据不同的马氏体转变量的计算公式:Mf=(100%M)=Ms-(215±15) （23）Mf=(90%M)=Ms-(103±12) （24）Mf=(50%M)=Ms-(47±9) （25）Mf=(10%M)=Ms-(10±3) （26）2.4 贝氏体组织开始转变的温Bs(℃)Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo （27）2.5 钢的再结晶温度TR(K)TR=0.4Tm （28）式中，Tm—钢的熔点温度，K。
3 钢在空气炉中加热时间(考虑节能)的计算3.1 按工件形状确定加热时间t(min)t = kiw （29）式中，ki—形状系数，k圆柱=1/6～1/9，k板=1/3～1/6，k薄壁管=(δ/D<1/4)=1/4～1/5，k厚壁管(δ/D>1/ 4) = 1/2～1/4w—形状特征尺寸,直径、板厚或壁厚,mm。
3.2 按实际装炉量确定加热时间t(min)t=(0.6～0.8)∑Gw （30）式中，∑Gw—装炉工件总重量，kg。
式（30）适用于45kW箱式电炉加热。
4 钢的临界冷却速度的计算4.1 钢在油中淬火时心部得到马氏体的临界冷却速度νM(℃/h)logνM=9.81-4.62C+1.10Mn+0.54Ni+0.50Cr+0.60Mo+0.00183PA （31）式中，PA—奥氏体化参数(加热时间×加热温度，此处加热时间为1h)。
4.2 钢在油中淬火时心部得到贝氏体的临界冷却速度νB(℃/h)logνB=10.17-3.80C+1.07Mn+0.70Ni+0.57Cr+1.58Mo+0.0032PA （32）4.3 钢在油中淬火时心部得到珠光体-铁素体混合物的临界冷却速度νPF(℃/h)logνPF=6.36-0.43C+0.49Mn+0.78Ni+0.26Cr+0.38Mo+0.0019PA （33）4.4 钢在油中淬火时心部得到50%马氏体+50%贝氏体的临界冷却速度ν50MB(℃/h)logν50MB=8.50-4.13C+0.86Mn+0.57Ni+0.41Cr+0.94Mo+0.0012PA （34）式（31）～（34）适用条件：C≤0.50%，Mn≤1.75%，Ni≤3.0%，Cr≤2.25%，Mo≤1.0%，Mn+Ni+Cr+Mo≤5.0%。
5 钢的淬火冷却时间的计算5.1 钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s)ty=12+(3～4)D （35）式中，D—淬火工件危险截面厚度，mm。
5.2 钢Ms 点上分级冷却时间tf(s)tf=30+5D （36）6 钢的淬火硬度的计算6.1 钢终端淬火试验时，距试样顶端4～40 mm范围内各点硬度H4～40 (HRC)H4～40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2 +2.11E-2 （37）式中，E—到顶端距离，mm；G—奥氏体晶粒度。
6.2 钢的最高淬火硬度，即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC)Hh=30+50C （38）6.3 钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得50%马氏体时的硬度Hl(HRC)Hl=24+40C （39）6.4 钢淬火组织为马氏体时的硬度HVMHVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logνM （40）6.5 钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVBHVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logνB(89+54C-55Si-22Mn -10Ni-20Cr-33Mo) （41）6.6 钢淬火组织为珠光体-铁素体的硬度HVPFHVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logνPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) （42）式（40）～（42）适用条件同式（31）～（33）。
7 钢回火后硬度的计算7.1 钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVMHVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) （43）式中，PB—回火参数(回火温度×回火时间,此处加热时间为1h)。
