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碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。
二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。
2、热处理后的试件进行硬度测试。
3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。
三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K·HB式中：σb——材料的抗拉强度值HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：45钢热处理工艺及组织性能研究系部：机械工程系专业：材料成型及控制工程学号：1120181 19 学生：指导教师（含职称）：（副教授）1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，运用所学过的金属学及热处理等专业知识，了解45钢的概况；熟悉45钢的热处理工艺方法；认识45钢热处理前后金相组织；找出热处理对45钢组织和力学性能的影响规律，为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。
2．主要任务（1）制定45钢热处理工艺，进行热处理实验。
（2）制备金相试样，观察分析45钢热处理前后的显微组织。
（3）测定45钢热处理前后力学性能，包括拉伸性能、硬度、冲击韧性等。
（4）分析热处理工艺、组织结构与力学性能之间的关系。
（5）撰写毕业论文。
结构完整，层次分明，语言顺畅；避免错别字和错误标点符号；格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。
3．主要参考资料[1] 赵琳.45钢热处理工艺及其组织性能[J]. 机械工程与自动化，2012，（05）：203-204.[2] 李文学，李国成，李忠民，等.45钢热处理工艺和化学成分与性能之间关系分析[J]. 物理测试，1996，（05）：12-14.[3] 崔忠圻，覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京，机械工业出版社，2007：230-308 4．进度安排审核人：2014 年12 月15日45钢热处理工艺及组织性能研究摘要：本次实验通过不同的热处理工艺研究了45钢的组织性能。
本次实验的热处理工艺从两方面进行对比分析：一方面，在相同加热温度并且在不同冷却条件下对45钢调质处理组织性能的影响。
另一方面，在相同加热温度并且在不同保温时间对45钢调质处理组织性能的影响。
即在普通调质工艺的基础上，采用零保温淬火的新工艺。
热处理对于钢铁材料性能的影响热处理是一项重要的工艺，用于改变钢铁材料的性能。
通过控制材料的加热、保温和冷却过程，可以显著改善钢铁材料的力学性能、组织结构和耐腐蚀能力。
本文将深入探讨热处理对于钢铁材料性能的影响。
一、冷处理冷处理是热处理的一种重要方式，其主要目的是通过快速冷却来提高钢铁材料的硬度和强度。
当钢铁材料经过热处理后，快速冷却可以产生细小的晶粒，从而提高材料的硬度。
此外，冷处理还可以减少材料的残余应力，提高材料的耐磨性和疲劳寿命。
二、淬火处理淬火是一种将钢铁材料加热至适宜温度后迅速冷却的热处理方法。
淬火可以使钢铁材料的晶格结构发生变化，从而显著提高材料的硬度和强度。
通过控制淬火工艺参数，如冷却速率、冷却介质等，可以获得不同的硬度和强度。
然而，过快的冷却速率可能导致材料内部产生应力过大，从而引起开裂和变形。
三、回火处理回火是一种将冷处理的材料重新加热至适宜温度后保温一段时间，然后缓慢冷却的热处理方法。
回火可以减轻材料的内部应力，增加其韧性和塑性，降低脆性。
通过合理控制回火温度和时间，可以在硬度和韧性之间取得平衡，使材料具有较好的综合性能。
四、渗碳处理渗碳是一种将含碳气体或液体浸渍到钢铁材料表面，并进行高温处理的方法。
渗碳可以在材料表面形成高碳含量的渗层，从而提高材料的硬度和耐磨性。
此外，渗碳还可以改善材料的耐蚀性能和疲劳寿命。
常用的渗碳方法包括气体渗碳、液体渗碳和离子渗碳等。
五、固溶处理固溶处理是一种通过加热钢铁材料至固溶温度后快速冷却的热处理方法。
固溶处理可以使材料内部的溶质（如碳、氮等）扩散均匀，从而改善材料的强度和塑性。
此外，固溶处理还可以提高钢铁材料的冷加工性能，增加其可塑性。
综上所述，热处理对于钢铁材料性能具有显著的影响。
通过冷处理、淬火处理、回火处理、渗碳处理和固溶处理等方法，可以改善钢铁材料的硬度、强度、耐磨性、耐蚀性和韧性等性能。
因此，在钢铁制造和应用过程中，合理运用热处理技术可以有效提高钢铁材料的综合性能，满足不同工程和应用的需求。
钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、 分类及力学性能：1． 碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。
随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。
（1） 普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。
普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。
（2） 优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。
低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。
采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。
优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。
2． 合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。
它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。
合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。
3． 铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。
铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。
铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。
4． 铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。
铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。
但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。
常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。
基于热处理对45钢组织和性能的影响热处理是一种常见的金属加工方法，它通过在一定温度范围内加热和冷却材料，从而改变材料的组织和性能。
对于45钢这种低合金钢材，热处理可以显著改善材料的强度、硬度和韧性等性能，从而使其适用于不同的工程应用。
首先，热处理对45钢的组织有着重要的影响。
45钢在正常状态下的组织主要为珠光体和少量的渗碳体。
经过热处理，可以通过加热至一定温度再快速冷却来改变材料的组织结构。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。
退火是将45钢加热至高温，然后缓慢冷却，从而使组织转变为软化的珠光体。
这种组织具有优异的延展性和韧性，适用于需要高塑性和可变形性能的应用，例如冲压加工和焊接。
正火是将45钢加热至临界温度，然后迅速冷却，使组织转变为硬质和脆性的马氏体。
这种组织在硬度和强度方面具有很高的水平，适用于需要抗磨、抗压和切削性能的应用，如刀具和机械零件。
淬火是将45钢加热至临界温度，然后迅速冷却到室温，使组织转变为马氏体。
这种组织在硬度、强度和耐磨性方面具有优势，但也具有较高的脆性。
淬火适用于需要高硬度和耐磨性的工具和表面处理材料。
回火是在淬火后，将45钢再次加热至较低的温度，然后缓慢冷却，以减轻淬火过程中产生的内应力和脆性。
回火后，组织将发生转变，马氏体中的碳化物将分解成细小的颗粒，并与残留的马氏体结合，从而提高材料的韧性和可靠性。
除了对组织的影响外，热处理还可以显著改善45钢的性能。
通过热处理，可以提高45钢的强度、硬度和韧性。
正火和淬火可以显著提高45钢的硬度和强度，而回火可以提高45钢的韧性和可靠性。
此外，热处理还可以改善45钢的耐蚀性能。
热处理过程中，材料表面会形成一层氧化层，从而减少与外界氧气、水分和其他腐蚀介质的接触，提高材料的耐腐蚀性能。
总之，热处理对45钢的组织和性能具有显著的影响。
通过合理选择和控制热处理参数，可以得到满足不同工程应用要求的材料性能。
热处理是一种重要的金属加工方法，可以广泛应用于钢材和其他金属材料的制造和加工过程中，从而提高材料的性能和可靠性。
金属材料的热处理工艺与组织性能评估方法热处理工艺是金属材料加工过程中的重要环节，它可以改变材料的组织结构和性能。
通过合理的热处理工艺，可以使金属材料达到理想的性能要求。
同时，对于热处理后材料的组织性能进行评估也是非常重要的，可以为材料的应用提供参考。
一、热处理工艺的分类和作用热处理工艺可以分为退火、淬火、正火等不同类型。
退火是将材料加热至一定温度，然后缓慢冷却，以减缓材料的内部应力和改变晶粒结构。
淬火是将材料迅速冷却至室温或稍高温度，以使材料获得高硬度和良好的耐磨性。
正火是在加热材料至一定温度，然后通过保温时间和冷却速率控制材料的硬度和韧性。
不同的热处理工艺对材料的组织结构和性能有不同的影响。
例如，退火可以消除材料内部的应力和缺陷，提高材料的可塑性和延展性。
淬火可以使晶粒细化，提高材料的硬度和强度。
正火则可以使材料同时具备较高的强度和韧性。
因此，在进行金属材料的热处理之前，我们需要根据具体的材料要求选择适当的热处理工艺。
二、组织性能的评估方法1. 显微组织观察显微组织观察是评估金属材料热处理后组织性能的一种常用方法。
通过光学显微镜或电子显微镜等工具观察材料的晶粒大小、晶界、位错等结构特征，可以判断材料的晶粒细度、晶界清晰度以及存在的缺陷等情况。
这些细节可以为进一步分析材料的性能提供依据。
2. 硬度测试硬度测试是评估材料硬度和强度的一种常用方法。
通过在材料表面施加一定的载荷，然后测量载荷下材料表面的凹陷深度或使用显微镜观察硬度印记的大小，可以计算出材料的硬度数值。
不同的热处理工艺会对材料硬度产生不同的影响，因此硬度测试可以用来评估热处理工艺的有效性。
3. 拉伸性能测试拉伸性能测试是评估材料强度和延展性的一种重要方法。
通过在金属试样上施加拉伸载荷，测量试样在拉伸过程中的变化，可以得到材料的屈服强度、抗拉强度和延伸率等性能指标。
通过比较不同热处理后的试样的拉伸性能，可以评估热处理工艺对材料性能的影响。
材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响预习报告姓名：崔立莹班级：材科1202学号：2015年11月材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响一、实验目的1.了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作。
2.了解材料成分、热处理工艺、组织和性能之间的关系。
3.培养学生综合运用所学热处理理论知识和实验技术独立分析和解决实际问题的能力。
二、实验材料与设备1.45（Ф15mm）、40CrNi（Ф13mm）和T8（Ф16mm）钢试样2.箱式加热炉3.硬度计4.金相显微镜以及数码照相系统5.磨光机及金相砂纸6.抛光机及抛光液7.浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等三、实验内容及要求本实验采用的钢材有40、40CrNi和T8三种，对于每一种钢材，要求得到如下组织：全班分三组，每组选一种钢材，每人选一种组织进行以下实验：1.根据所选钢种和组织，综合运用所学的热处理知识，制定合理的（或能得到所要求显微组织的）热处理工艺；2.按照制定的热处理工艺对钢进行热处理；3.测定热处理后钢材的性能(硬度、T8钢可作拉伸和冲击实验)；4.制备金相试样，观察组织并记录(照相)；5.总结并讨论实验结果。
本实验要求：1.每位同学均要首先根据实验总学时和实验要求制定实验方案（包括实验时间的具体安排）。
注意本综合性实验为团队性实验，每位同学均无法单独完成，制定方案和时间安排时要与其他同学协调好；2．在每个同学根据所选钢种和组织制定相应热处理工艺的基础上，以组为单位讨论并协调热处理方案；3.按照方案进行热处理、性能测定、组织观察与记录；4.以组为单位分析和总结实验结果，然后再以班为单位分析和总结实验结果。
四、实验准备内容1、箱式电阻炉箱式电阻炉主要由炉体和控制箱两大部分组成。
炉体由炉架和炉壳、炉衬、炉门、电热元件以及炉门提升机构等组成，电热元件多布置在两侧墙和炉底。
[1]图1中给出了炉体结构示意图，控制箱在炉体一侧。
图1箱式电阻炉炉体示意图1-底座;2-观察孔;3-炉门;4一热电偶;5-炉壳;6-电热元件;7--耐火材料;8-保温材料;9-炉架箱式电阻炉一般工作在自然气氛条件下，多为内加热工作方式，采用耐火材料和保温材料做炉衬。
实验三碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作。
2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值。
3.掌握热处理后钢的金相组织分析。
4.For personal use only in study and research; not for commercial use5.6.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响。
7.巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分-工艺-组织-性能之间关系。
二、实验内容1.45和T12钢试样淬火、回火操作，用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度。
工艺规范见表6—1。
2.制备并观察标6—2所列样品的显微组织。
3.观察幻灯片或金相图册，熟悉钢热处理后的典型组织：上贝氏体、下贝氏体、片状马氏体、条状马氏体、回火马氏体等的金相特征。
三、概述1．淬火、回火工艺参数的确定。
Fe—Fe3C状态图和C—曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
热处理工艺参数主要包括加热温度，保温时间和冷却速度。
（1）加热温度的确定淬火加热温度决定钢的临界点，亚共析钢，适宜的淬火温度为A c3以上30~50℃，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。
如果加热温度不足（<A c3），淬火组织中仍保留一部分原始组织的铁素体，造成淬火硬度不足。
过共析钢，适宜的淬火温度为A c1以上30~50℃，淬火后的组织为马氏体十二次渗碳体（分布在马氏体基体内成颗粒状）。
二次渗碳体的颗粒存在，会明显增高钢的耐磨性。
而且加热温度较A cm低，这样可以保证马氏体针叶较细，从而减低脆性。
回火温度，均在A c1以下，其具体温度根据最终要求的性能（通常根据硬度要求）而定。
（2）加热，保温时间的确定加热、保温的目的是为了使零件内外达到所要求的加热温度，完成应有的组织转变。
加热、保温时间主要决定于零件的尺寸、形状、钢的成分、原始组织状态、加热介质、零件的装炉方式和装炉量以及加热温度等。
钢的热处理及其对组织和性能的影响一、实验目的1．熟悉钢的几种基本热处理操作（退火、正火、淬火及回火）；2．研究加热温度、冷却速度及回火温度等主要因素对碳钢热处理后性能的影响；3．观察和研究碳素钢经不同形式热处理后显微组织的特点；4．了解材料硬度的测定方法，学会正确使用硬度计。
二、实验概述钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因素。
正确合理选择这三者的工艺规范，是热处理质量的基本保证。
1.加热温度选择（1）退火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(20～30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至A C1＋(20～30)℃（球化退火），目的是得到球化体组织，降低硬度，改善高碳钢的切削性能，同时为最终热处理做好组织准备。
（2）正火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；过共析钢加热至A Cm＋(30～50)℃，即加热到奥氏体单相区。
退火和正火加热温度范围选择见图3-1。
图1 退火和正火的加热温度范围图2 淬火的加热温度范围（3）淬火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；共析钢和过共析钢则加热至A C1＋(30～50)℃，加热温度范围选择见图3-2。
淬火按加热温度可分为两种：加热温度高于A C3时的淬火为完全淬火；加热温度在A C1和A C3（亚共析钢）或A C1和A CCm（过共析钢）之间是不完全淬火。
在完全淬火时，钢的淬火组织主要是由马氏体组成；在不完全淬火时亚共析钢得到马氏体和铁素体组成的组织，过共析钢得到马氏体和渗碳体的组织。
亚共析钢用不完全淬火是不正常的，因为这样不能达到最高硬度。
而过共析钢采用不完全淬火则是正常的，这样可使钢获得最高的硬度和耐磨性。
在适宜的加热温度下，淬火后得到的马氏体呈细小的针状；若加热温度过高，其形成粗针状马氏体，使材料变脆甚至可能在钢中出现裂纹。
热处理工艺对于金属材料组织与性能的影响随着工业发展的步伐，金属材料作为工业生产的基础材料，在各个领域中发挥着不可替代的作用。
而热处理工艺作为提高材料性能的一种重要方法，也越来越受到人们的关注。
本文将对于热处理工艺对于金属材料组织与性能的影响进行探讨。
一、热处理工艺对于金属材料组织的影响热处理工艺可以通过控制温度和时间的方式，使金属材料在高温状态下经历一系列相变和组织变化，从而改变其原有的组织结构。
具体而言，热处理工艺对于金属材料组织的影响主要表现在以下几个方面。
1. 晶粒尺寸的变化晶粒尺寸是金属材料组织结构中的重要参数，它可以直接影响到材料的物理和力学性质。
热处理工艺可以通过晶界的特性改变晶体尺寸，从而控制晶粒的尺寸。
例如，高温下快速冷却可以促进晶粒的细化，而长时间保温则有利于晶粒的长大。
2. 组织结构的变化金属材料的组织结构除了晶粒尺寸外，还包括晶界分布、相的含量和分布等多个方面。
热处理工艺可以通过控制温度和时间的方式，使材料经历相应的相变和组织变化，从而得到不同的组织结构。
例如，热处理可以促进晶界的清晰化，在不同的温度下调节相的比例，从而得到具有不同性质的材料。
3. 残余应力的消除在金属加工过程中，会产生大量的残余应力，这些应力会对材料的物理和力学性质产生影响。
热处理工艺可以通过改变材料的组织结构，促进残余应力的释放和消除，从而提高材料的性能和寿命。
二、热处理工艺对于金属材料性能的影响热处理工艺可以通过改变材料的组织结构，从而影响材料的物理和力学性质。
具体而言，热处理工艺对于金属材料性能的影响主要表现在以下几个方面。
1. 强度和硬度热处理可以使金属材料得到更为细致和均匀的组织结构，从而提高其硬度和强度。
例如，通过快速冷却可以促进晶粒细化，增强材料的塑性和韧性，同时也可以提高材料的屈服强度和硬度。
2. 韧性和延展性金属材料的韧性和延展性与其晶界分布和相的含量有很大关系，热处理可以通过调节晶界的特性和改变相的比例，从而提高材料的韧性和延展性。
钢铁材料热处理及组织性能班级：机设13-A1姓名：朱铭书学号：120133404056摘要：钢材是当前社会运用最广泛的材料之一，具有非常悠久的历史，它推动了社会的大力发展，促进了社会的进步。
作为结构材料．钢的组织和性能在很高的层面决定了产品的质量，因此，在选取钢铁材料时主重其组织与性能。
然而，回望钢铁发展的历史，钢组织与性能与材料成分和热处理工艺有着千丝万缕的关系，通过改善材料成分和热处理工艺可以有效提升钢组织与性能。
本文将对钢铁材料热处理及组织性能做浅显分析。
正文：一、钢的退火与正火1、钢的退火是将工件加热到工艺要求的温度，经过适当的保温以后，在缓慢冷却下来的热处理工艺过程。
加热温度在Ac3点以上的称为完全退火；加热温度在Ac1和Accm之间的称为不完全退火或球化退火；加热温度在A1点以下称为低温退火；还有扩散退火等退火工艺。
退火的加热速度一般不受限制，但对于高合金钢和大截面工件，升温不可过快，否则，由于导热性差，引起很大的热应力，使工件产生变形甚至开裂。
一般将升温速度控制在100～180℃/h比较适宜。
加热时间是根据工件的有效厚度，并考虑装炉量、装炉方式和加热方法确定的，可以查阅热处理手册加以确定。
退火的冷却方式是根据退火工艺的具体要求进行。
（1）完全退火只适用于亚共析钢，加热温度为Ac3＋（20～30℃），合金钢可以略微高于此温度，保温足够时间后，随后缓冷（炉内冷却或按要求的冷却速度冷却）到550～500℃以下，再空冷。
在加热和冷却的过程中，钢的内部组织全部进行了重结晶，即发生了加热时的奥氏体化和冷却时的奥氏体分解转变。
所以完全退火又称重结晶退火。
在重结晶过程中经历了两次形核长大，因此细化了晶粒。
完全退火使钢获得了接近平衡状态的细晶粒组织，同时消除了焊接、铸钢、热锻轧钢中的粗大组织和魏氏组织，以及因终锻、终轧的温度过低造成的带状组织。
完全退火还提高韧性，消除因冷速较快造成的内应力，降低含碳较高的亚共析钢硬度，以利于切削加工，并为后续淬火工艺作好组织准备。
普通退火依靠控制冷却速度来控制转变温度，很难恰到好处，很难控制退火的组织和硬度。
另外，工件内外冷却速度差别较大，发生转变的温度不同，因而心部冷却慢，转变温度高，组织偏粗，硬度偏低，内外组织不均匀。
等温退火工艺可以准确的控制过冷度，保证工件内外在同一温度下进行转变，组织均匀，并可大大缩短工艺周期。
（2）不完全退火不完全退火的加热温度在在Ac1和Accm之间，即Ac1＋（20～50℃）。
主要用于共析钢和过共析钢，得到的组织是粒状珠光体，所以又称球化退火。
球化退火的目的是降低硬度，便于切削加工，并为淬火做好准备。
高碳钢球化退火前的组织不应有网状碳化物，因为网状碳化物，特别是粗片的碳化物，在球化退火的过程中是不能消除的。
网状碳化物应在球化退火前消除。
工具钢和轴承钢等高碳钢在淬火前均要求粒状珠光体组织，对于网状和球化组织的状态均有严格的质量要求。
（3）扩散退火主要应用于合金钢铸件和铸锭，目的是消除铸造时形成的晶内偏析，使成分均匀化，所以扩散退火又称为均匀化退火。
扩散退火的实质，是使合金元素原子充分扩散，使晶内合金成分均匀。
所以扩散退火的工艺特点是，加热温度高，保温时间长。
加热温度一般在Ac3以上150～250℃，对于高合金钢铸件特别是铸锭甚至高到1100～1200℃。
加热温度高，扩散速度快，但是要低于固相线100℃，以防止过烧。
保温时间一般在10～15h左右，时间过长，工件烧损严重，能源消耗大，成本增高。
钢经扩散退火后，晶粒会严重长大粗化，因此需要再进行一次重结晶退火来细化晶粒。
（4）低温退火（去应力退火）加热温度在A1点以下，一般在500～650℃之间，加热保温后，应缓冷到200℃左右，再出炉空冷。
低温退火是为了消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件和机械加工件的残余应力，提高尺寸的稳定性。
2、钢的正火将钢加热到上临界点（A3、Acm）以上，进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却（有时吹风或喷雾冷却）的热处理过程称为正火。
正火与退火相比，冷却速度比较快，接近共析成分的碳钢（含碳量ωc0.6％～1.4％）正火后得到珠光体或索氏体的伪共析组织；中碳钢正火后的组织是少量铁素体加伪共析组织；对于低碳钢，正火后的组织中珠光体量多偏细（与退火相比较）。
正火可以细化组织，消除热加工的过热缺陷，使组织正常化。
同时提高钢的硬度和强度。
对于低碳钢，正火的加热温度是Ac3＋（100～150）℃，目的是细化组织，提高强度，提高硬度，便于切削加工。
因为碳钢退火的硬度太低，切削时容易“粘刀”，粗糙度高，效率低。
对于中碳钢，正火的加热温度是Ac3＋（50～100）℃，目的是代替调质处理，为高频淬火做好组织准备。
调质处理需经淬火，易造成工件变形，且成本高。
对于高碳钢，正火的加热温度是Accm＋（30～50）℃，目的是消除网状渗碳体，为球化退火作好组织准备。
正火用于铸铁件，可以增加基体的珠光体含量。
提高强度和耐磨性。
二、钢的淬火将钢加热到临界点以上，保温一定时间进行奥氏体化，然后在水或油中快速冷却，使奥氏体冷却到Ms点（奥氏体开始向马氏体转变的温度）以下发生马氏体转变的热处理工艺。
钢的淬火组织主要是马氏体，虽然马氏体不是热处理所要得到的最终组织，但马氏体在经适当的回火，可以使钢获得需要的组织和使用性能，最终达到热处理的目的。
1、淬火加热温度亚共析钢的淬火加热温度约为Ac3＋（30～50）℃，亚共析合金钢可以是Ac3＋（30～70）℃。
加热温度过高，易使奥氏体晶粒粗大，也浪费能源。
加热温度偏低，可能会有一些铁素体未转变成奥氏体，淬火冷却时铁素体不发生变化，保留在淬火组织中，使钢的硬度不足。
有些亚共析合金钢，加热到两相区（Ac1～Ac3之间的的温度）进行“亚温淬火”，再经适当的回火配合，也取得了良好的强韧化效果。
某些高合金钢经过超高温加热，使一些第二相尽量溶入奥氏体中，淬火回火后断裂韧性有显著的提高。
对于过共析钢，淬火前的组织应是粒状珠光体，淬火加热温度为A1＋（30～50）℃。
从这一温度淬火，可以得到细小的隐晶马氏体加粒状碳化物组织。
这种组织硬度高，并由于有粒状碳化物存在耐磨性好，韧性也能满足要求。
如果加热温度过高，碳化物会全部溶入奥氏体中，奥氏体晶粒粗大含碳量高，Ms和Mf点（马氏体转变终了温度）下降，淬火组织中有粗大的马氏体片和相当多的残余奥氏体，这种组织使钢的脆性增加。
由于淬火组织中没有硬的碳化物颗粒，钢的耐磨性不高。
2、淬火冷却冷却介质，第一类冷却介质主要包括水质淬火剂和油质淬火剂，他们使工件的冷却曲线特点是，先慢后快又变慢。
水是碳素钢淬火最常用的淬火介质。
油是合金钢常用的淬火介质，油的使用温度必须低于其闪点80～100℃，以防着火。
第二类淬火介质包括盐浴、碱浴和金属浴等。
3、淬透性是钢的一种热处理工艺性能，表征钢在淬火时所能得到的淬硬层深度。
淬硬层深的钢淬透性好。
4、淬火方法对淬火冷却的要求是：达到要求的淬火硬度，达到要求的淬火深度，不出现淬火组织缺陷，不开裂，产生的变形应在允许范围以内。
（1）单液淬火工件在奥氏体化以后，放入一种冷却介质中一直冷却到室温。
冷却介质可以是水、油、空气（静止的或流动的）或者是喷雾冷却等。
通常碳素钢因其淬透性差，需要快冷，多用油淬；合金钢因其水淬容易开裂，具有较高的淬透性，常用油淬。
单液淬火的优点是操作简单、经济，容易实现机械化和自动化；缺点是淬火应力大，易导致变形和开裂，因此多用于形状简单零件的淬火。
（2）双液淬火工件加热到奥氏体化后，首先放入水中冷却到Ms温度附近，在快速转移到油中较慢地冷却到室温。
这种先水后油的淬火方式，可以有效的降低淬火组织应力，减小淬火变形和开裂的倾向，多用于高碳的工具钢。
其缺点是工件在水中的停留时间难于掌握，取出太早，工件进入油中冷却慢易发生分解转变得到非马氏体组织，使工件的硬度达不到要求；工件取出太晚，在水中发生了马氏体转变，产生很大的组织应力，使工件变形甚至开裂。
（3）分级淬火将奥氏体化的工件先置于温度约为Ms点的盐浴或碱浴中冷却，待工件内外温度一致后，再取出在油中或空气中冷却。
分级淬火可以使工件淬火应力降至很小，淬火变形小，适用于形状复杂界面不均匀的工件淬火。
但因为盐浴、碱浴的冷却能力较小，停留时间又不能太长，此法多用于尺寸较小、变形要求严格的精密零件等。
（4）等温淬火将奥氏体化的工件放在盐浴或碱浴中，长时间等温最终获得下贝氏体的热处理工艺操作。
四、钢的回火将淬火钢加热到A1以下的某一温度，保温，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
回火可以减少或消除应力，可以根据加热温度调整回火后所得到的组织和性能，稳定尺寸，使工件达到服役状态的要求。
随着回火温度的升高，碳钢的硬度下降，强度也降低，而塑性升高。
在硬度相同的情况下，淬火回火组织的塑性和韧性优于正火组织。
钢经淬火回火后，获得的组织中强化相是粒状均匀分布的，具有好的综合力学性能。
回火处理最后决定钢在使用状态下的组织和性能。
回火不足（回火温度偏低或时间不够）硬度偏高，还可以补充回火；由于回火温度过高或者时间过长，造成回火过度使回火硬度过低，则必须重新淬火。
（1）低温回火回火温度是150～250℃，得到的组织是回火马氏体。
低温回火的主要目的是降低钢中的淬火残余应力和脆性，其性能特点是有高的硬度（58～64HRC）和耐磨性，疲劳强度高。
各种高碳工具钢、冷作模具、滚动轴承和渗碳的结构件都采用淬火低温回火工艺。
对于尺寸稳定性要求很高的精密零件，需经低温长时间回火或多次低温回火，稳定组织和充分消除残余应力。
（2）中温回火回火温度是350～500℃，一般得到回火托氏体。
其性能特点是具有一定的韧性，同时又有较高的弹性极限和屈服强度。
主要应用于各种弹簧零件和锻模，也可以用来处理要求有高强度、硬度和一定韧性的工件，如刀杆、轴套等。
（3）高温回火回火温度500～650℃，回火后的组织是回火索氏体。
主要目的是使钢获得强度、硬度和塑性、韧性有良好配合的综合力学性能。
淬火加高温回火处理，通常称为调质处理，或简称调质。
调质广泛应用于各种重要的结构零件，如各种轴、齿轮、连杆和其他重要的连接件等。
对于有高温回火脆性倾向的钢，高温回火时应在水或油中快冷。
（4）高温软化回火回火温度是A1－（20～40）℃得到的组织是回火珠光体，主要用于马氏体钢的软化和高碳合金钢淬火返修品的返修预备处理。
马氏体钢都是高淬透性钢，奥氏体化以后空冷都能淬上火得到马氏体，硬度高，不便于机械加工，只有通过高温软化回火才能使硬度降下来。
回火珠光体的热处理工艺性也很好。
2、回火时间在各个温度回火时，最初半小时内组织和性能的变化比较快，随后逐渐变慢，回火2h后变化就很慢了。
因此，在实际生产中回火时间一般不超过2h。
