常用钢材热处理方法及目的
一. 淬火
将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法，
称为淬火。常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。淬火的加温温度、冷却介质的热
处理规范，见表<常用钢的热处理规范>.
淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达
HRC60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理
加以消除。钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：
1．单液淬火：
将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法，
称为单液淬火。它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。
在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。
2．双液淬火：
将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。形状复杂的钢件，常采用此方法。它既能保证钢件
的硬度，又能防止变形和裂纹。缺点是操作难度大，不易掌握。
3．火焰表面淬火：
用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。它适用于单件生产、要求表面或
局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。
4．表面感应淬火：
将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下
产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。这种热处理方法，称为表面感应淬火。经表面感应淬火的零件，表面硬而耐
磨，而内部有较好的强度和韧性。这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。高频
淬火电流频率为100~150kHz，淬硬层深1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和
其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，淬硬层深3—10mm，它
适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为50Hz，
淬硬层一般大于10mm，适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。
二. 回火
将淬火后的钢件加热到临界温度以下某一温度性，保温一段时间，然后在空气中或油中
冷却的过程，称为回火。
回火的目的是：
消除钢件淬火时所产生的内应力，使钢件组织趋于稳定；降低淬火中的脆性，增加塑性
和韧性。回火是继淬火后进行的热处理工序，也是热处理的最终工序，它对产品最终所
需要得到的性能和组织起着决定性的影响。
钢淬火后，硬度和强度虽有很大的提高，但塑性、韧性却有明显的降低，这就是淬火脆
性。
为了取得回火后所要求的机械性能，选择好回火温度是很重要的。根据回火温度的不同，
回火可分为低温、中温和高温回火三种。
1．低温回火：
将淬火后的钢件加热到150~29℃，并保温一定时间，然后在空气中冷却，称为低温回
火。
目的在于保持钢件淬火后所得到的高硬度和耐磨性的条件下，降低淬火脆性和内应力。
低温回火适用于各种刃具、量具和模具等的处理。
2．中温回火：
将淬火后的钢件加热到350~450℃，经保温一段时间，随炉冷却下来。这种处理方法，称中温回火。它的目的是为了使钢件保持一定硬度，从而得到较高的弹性。中温回火适用于弹簧、锻模的处理。
3．高温回火：
将淬火后的钢件加热到500~650℃，经保温后冷却下来，称为高温回火。
它的目的是完全消除淬火内应力，使工件得到高强度和高韧性。
高温回火主要用于要求强度、韧性高的重要结构零件，如传动主轴、曲轴、凸轮、齿轮
等。
三. 退火
然后缓慢冷却，将钢件加热到临界温度以上40~60℃，在此温度下停留一段时间(保温)，
这种热处理方法称为退火。
碳钢的临界温度是随含碳量多少而变化，一般是750~800℃，有些合金钢是在800~900℃之间。
退火的目的是：降低硬度、提高塑性、改进切削性能、消除内应力，如消除锻压、铸造
的内应力，防止加工后的变形、细化晶粒、均匀组织、改进机械性能。上面指出的退火
目的，不是所有钢材都能达到的，而只能满足一个或几个目的。
四.正火
将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，然后在空气中冷却的热处理方
法，称为正火。正火的加热、保温温度都与退火相同，不同的只是冷却速度不一。正火
是在空气中冷却，冷却速度快，时间短，操作方便，效率高。
正火的目的是：细化晶粒，均匀组织，提高钢件的机械性能，消除内应力，改善钢件的
切削性能。正火常用于碳钢代替退火．
五.调质
将钢件淬火后，再进行高温回火的热处理方法，称为调质。其目的是细化晶粒，使钢件
得到高韧性和足够强度。
调质一般是在粗加工后进行的，它适用于各种重要结构零件，特别是交变载荷下工作的
传动轴、齿轮、丝杠等精密零件的预先热处理，经过调质后，再进行加工的工艺过程。
调质和高温回火处理方法是相同的，目的都是细化晶粒、均匀组织、消除应力，使钢件
得到良好的机械性能，不同的是高温回火是热处理的最终工序，而调质处理则是精加工
前的预备工序，是对半成品而作的热处理操作。
六.时效
它是长时间消除零件在制造过程中所产生内应力的工艺方法。
时效处理有人工时效和自然时效。
1．人工时效：
100—150℃或更低的温度，长时间(5～10h)保温，然后在空将钢件(或铸铁件)加热到
气中冷却的方法，称为人工时效。时效处理也是一种低温补充回火，其目的是消除淬火
后钢件内部组织的微观应力和机械加工后的残余应力，以达到高精度零件的变形小和尺
寸的稳定性。
如对量具、铸铁件消除内应力的人工时效处理。
2．自然时效：
