钢的热处理
第一章钢的热处理
热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。
1□□钢的加热
1.1□制定钢的加热制度
加热温度、加热速度、保温时间。
1.1.1加热温度的选择
加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。
淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；
退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；
过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；
亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；
过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；
正火A C3或A CM以上30～50℃；
1.1.2加热速度的选择
必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：
a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小；
b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小；
c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；
d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。
1.1.3钢在加热时的缺陷
a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。
b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。故降低钢的冲击韧性。此问题出现后只能用重新锻造或轧制来消除且锻、轧的温度不易过高。
c) 过烧：当加热温度接近固相线时（指热加工的加热温度），此时晶粒不仅剧烈长大，而且在晶界上的低熔点夹杂物地方发生局部熔化状态，当炉气中的硫、氧渗入后，更加速晶界物的软化，这种现象叫钢的过烧。失去了钢的塑性和韧性，锻轧时破碎，不能用热处理的方法纠正，只能报废。
d) 钢的氧化与脱碳： 1）氧化 2）脱碳
防止加热时钢的氧化及脱碳的措施：
（1）控制炉气成分：就是控制炉气中的CO 2/CO ，H 2O/H 2，CH 4/H 2 比例。 （2）向炉内通入试制的保护气：氢气、氮气、石油裂化气及煤气
2□□钢的退火与正火
退火：就是把钢加热到临界点AC3以上或AC1以上（AC1－AC3、ACM －AC3）经过保温，然后缓慢冷却（炉冷）的一种操作。加热到临界点以上是为使原始组织发生重结晶，得到全部（或大部分）奥氏体状态，继之以缓慢得到U-曲线上部的组织——珠光体。所以退火组织具有低的强度和硬度，较高的塑性和韧性。
正火：是把钢加热到AC3或ACM 以上，保温后在空气中冷却。正火所得到的组织也是珠光体型组织，但其组织较退火组织为细，强度、硬度较高，塑性韧性也较好。
常用的退火与正火加热温度及工艺曲线如图1和图2所示。 1100
或 800 P+CM1
低温退火P + CM3
600
时间0.8
图1 正火与退火工艺图2 退火与正火加热温度范围退火和正火，一般是一种预先热处理。目的在于消除热加工、铸造、焊接等工序带来的某些缺陷。改善组织性能。以利于冷加工（切削、冷轧及冷拔）和进一步热处理做好组织准备。对某些碳钢或低合金钢的正火（或正火加高温回火）常是为了提高性能，作为最终热处理。
2.1□退火的方法及应用
2.1.1完全退火
完全退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，缓慢冷却下来的热处理操作。
完全退火适用于亚共析钢的钢锭、锻轧坯或材以及铸焊工件。其目的是：
1）消除因铸、锻轧和焊等引起的晶粒粗大。魏氏组织和带状组织等缺陷，细化晶粒，改善钢的组织及性能。为了防止钢液凝固时形成的奥氏体粗大晶粒以及冷却时出现的魏氏组织，使钢的强度降低、韧性变差；有些钢由于终轧温度过低（在AC1～AC3之间），在轧制中共先析出铁素体，经轧制变形、钢中出现带状组织（显微带状组织），它损害了钢的横向性能。为消除这种缺陷，采用完全退火，利用加热及冷却中的两次相变（F + P粗→加热→A细→冷却→〖 F + P 〗细）细化或改正组织来改善性能。
2）降低硬度利于切削加工。对于空冷得到的马氏体类钢可以采用完全退火也可以采用高温回火（低温退火）处理。
3）消除应力防止变形及裂纹：钢锭或铸件在冷速过快会产生很大的热应力及组织应力；钢的终轧温度过低及冷速过快，钢产生加工硬化现象也存在着很大的应力。这些应力不消除在随后的加工中可引起变形或开裂。因此通过完全退火可以消除应力，但一般情况下有的采用不完全退火或低温退火来消除应力。
2.1.2亚共析钢的不完全退火
不完全退火是把钢加热到AC1以上30～50℃，保温后缓慢冷却（炉冷）的操作。当亚共析钢存在上述各种缺陷为改善组织时可采用完全退火，而仅为消除应力和降低硬度可以采用不完全退火。冶金厂对于10～60＃钢、15Cr～40Cr、20CrMn～35CrMn、40B～50B、20CrMnSi～35CrMnSi、30CrMnTi～40CrMnTi等钢材均采用不完全退火。
2.1.3过共析钢的不完全退火——球化退火
过共析钢和共析钢在轧锻后必须进行退火，以利于切削加工和为最终热处理做好组织准备。过共析钢因含碳量较高，锻轧后空冷所得组织为片状珠光体，硬度高（HB270以上），经
退火硬度可将为HB170～250,使片状珠光体转变为球状珠光体。但过共析钢不能采用完全退火，只能采用不完全退火，并且温度不宜过高（稍过AC1以上）。主要是因为：（1）退火温度高于ACM时钢如为全部奥氏体，在冷却时先析出的渗碳体将沿奥氏体晶界析出，呈网状分布的渗碳体。如图3所示。
这种网状渗碳体使钢变脆，严重降低钢的性能，因此应注意退火加热温度。
图3 过共析钢二次渗碳体呈网状组织图4 过共析钢的碳化物呈球状组织（2）为得到球状珠光体（即渗碳体呈颗粒状）如图4所示。要得到粒状珠光体必须采用加热温度稍高于AC1，否则不能球化或不完全球化。
获得粒状珠光体的退火称为“球化退火”。是共析钢及过共析钢广泛采用的预先热处理工艺。冶金厂生产的碳工钢，合金工具钢和轴承钢一般出厂前均进行球化退火，以球化退火状态交货。球化退火钢具有以下优点：
①有较低的硬度。切削性能好；
②为最终热处理做好组织准备，球状珠光体组织在以后淬火时变形及开裂倾向小，有利于提高淬火质量。
③能改善淬火后的综合机械性能，主要是冲击韧性和耐磨性。
球化退火温度一般采用AC1以上10～30℃。因在此温度下过共析钢组织是不均匀奥氏体和未溶的渗碳体，未溶的渗碳体以细小的颗粒分布于奥氏体中。在随后的冷却过程中，奥氏体析出渗碳体时，就以这些未溶渗碳体为核心长大成为球状渗碳体。如果温度高，未溶渗碳体质点减少，甚至完全溶于奥氏体中，则球化将不完全，而且可能出现网状渗碳体。球化退火工艺常用的有以下两类：
①一段保温工艺如图-5所示。即加热到稍高于AC1或AC1～ACM之间保温后以非常缓慢的速度冷去下来，获得细颗粒状珠光体。
770 ±10℃9Mn2V,Cr13等
760 ±10℃T10,T12等
740 ±10℃T7,T8等
②二段保温工艺如图-6所示。
此工艺主要用于轴承钢如GCr6,GCr9,GCr12,GCr15SiMn,GSiMnV,GsiMnVRe,GsiMnMoV, GsiMnMoVRe,GsiMoV,GsiMoRe等要求球化质量高的和难于球化的钢。。除了在AC1以上保温外，在缓冷到AC1以下（700℃）进行第二阶段保温，这样可以充分球化。
℃/小时
650度
出炉
时间
图-5 球化退火工艺曲线
温
度
时间
图6 轴承钢球化退火曲线
2.1.4扩散退火（均匀化退火）
扩散退火是把刚加热到AC3以上200～250度（一般加热温度为1100～1200度）经长时间保温，然后缓慢冷却下来的热处理操作。它主要目的是为了消除铸锭及铸件的枝晶偏析，通过原子在高温状态下的扩散移动使化学成分趋于均匀化。避免钢材中的成分偏析及组织分层以及由此带来的不良性能，提高钢的机械性能及热加工性能。
扩散退火有以下缺点：
（1）加热温度高保温时间长（达10～20小时）。因而成本高。钢的烧损大。因此，除某些特别重要的合金钢锭外，一般钢种不采用扩散退火，有些钢种为达到扩散退火化学成分均匀的目的，在热加工前的加热时适当提高加热温度和延长保温时间就可以了。
（2）对于成型的铸件，在经扩散退火后奥氏体晶粒粗大，降低性能。因此扩散退火后要加一次完全退火或正火来细化组织，改善性能。
2.1.5等温退火
对亚共析钢，等温退火是将钢加热到AC3以上20～30度，然后快速冷却到AC1以下某一温度（此温度按硬度要求而定）进行保温，保温后出炉空冷，等温保温目的是使奥氏体等温分解所要求的组织，获得预期的性能。
AC3全
火等
温
退
火
时间
图-7 完全退火与等温退火曲线
等温退火的优点是：
（1）通过控制等温分解的温度来控制退火后的组织及性能。
（2）可以比完全退火节省时间。
等温退火是完全退火的另一种形式。其工艺曲线如图7所示。前面讲得第二类球化退火
即是钢的等温退火的实例。此外，对某些易产生白点的钢种（CrNi、CrMn钢），采用等温退火（等温冷却）来防止白点产生。钢中白点是指钢中存在的微细裂纹，在钢材纵断面上此微细裂纹呈白色球状，故称白点。钢中的白点形成是因钢中所含氢气未能充分溢出而造成的。生产实践中已知，易产生白点的钢种经热压力加工锻或轧后，必须采取等温缓冷或等温退火，使钢中的氢充分溢出，防止和减少白点的出现。生产经验证明：这类钢在C—曲线上的鼻子处，如在250～300度及600～640度的温度范围进行等温，氢的扩散容易，有利于氢的溢出。其最简单的等温曲线如图-8所示：
（a）（b）
（c）（d）
图-8 等温退火工艺曲线
应该说明，钢种不同及等温退火工艺不同，在生产中应具体分析生产实际情况确定。
2.1.6低温退火
低温退火是把钢加热到AC1以下某一温度，保温一定时间后炉冷或空冷的热处理。因加热温度低于AC1，不发生相变重结晶，因此这类退火只能达到以下目的。
（1）消除钢中的残余应力；
（2）对某些高合金空淬马氏体类钢起到回火作用，降低硬度，消除应力；
（3）对某些经冷变形并具有加工硬化的钢，可以消除加工硬化，通过再结晶改善组织性能。低温退火广泛应用于冶金厂的钢材热处理。现分别简介如下：
（1）高温回火：某些中合金及高合金钢，如18CrNiWA、25CrNiWA、30CrNiMi等等。这类钢过冷奥氏体非常稳定，在缓冷或空冷条件下即发生马氏体转变或为贝茵体及少量珠光体组织。这类组织用一般退火达不到软化目的，但是，采用高温回火使马氏体发生分为铁素体与粒状碳化物的回火索氏体组织，可以降低硬度达到软化目的。
高温回火工艺如图-9所示。
某钢厂按此高温回火工艺处理如下钢材：
12CrNi2A、20CrNiA、12Cr2Ni14A、18CrNiWA、30CrNiWA、PcrNiMo、37SiMnMoV、37SiMnMoWV
等等钢材。
±10℃
均冷
时间时间
图9 高温回火工艺曲线图10 低温退火工艺曲线
（2）消除应力退火：亚共析的低合金及中合金钢，在锻轧过程中由于变形不均产生形变应力，这种应力不消除，将给以后的冷加工及热处理造成危害。故必须消除。采用低温退火可以达到消除应力的目的。一般其加热温度为600～700℃，温度高保温时间可适当缩短，加热温度低可用较长的时间保温。具体决定可根据生产实际确定。
低温退火工艺如图-10所示。某钢厂采用此工艺的钢种有：55～70、15CrA～55CrA、
12CrMo～42CrMo、15CrMoA～35CrMoA、16Ni2VA～50CrVA、18CrMnTi～40CrMnTi、12CrMoV～35CrMoV、PCr～PcrMo等等。
（3）冷加工硬化钢的再结晶退火：冷加工（冷轧、拔或拉）钢材，由于冷塑性变形产生加工硬化，使钢的硬度强度增高、给进一步冷变形加工造成困难。因此在两次冷加工之间或冷加工后进行在结晶退火，主要目的是消除加工硬化现象，恢复钢的塑性和韧性。在结晶退火温度一般在600～700℃，在此温度下使变形的晶粒发生再结晶成为细小等轴晶组织。这种组织有较好的塑性，加热温度高，晶粒粗大对性能不利，在生产实际中根据钢的成分及冷变形条件来具体确定。某厂深冲板08AI冷轧后再结晶退火工艺如图-11所示。
另外，热轧薄板，因终轧温度低于再结晶温度，如0.08～0.25%C的低碳钢，在热轧时开轧温度为800～900℃而终轧温度在600～500℃，整个轧制过程中再结晶速度低于冷加工硬化速度，轧制后钢处于加工硬化状态，因此采用再结晶退火，改善组织调整性能。一般工厂采用600～700℃退火。其退火工艺如图-12所示。
板
600
时间时间
图-11 08AI退火工艺曲线图-12 热轧板退火工艺曲线
2.2□钢的正火及其用用
2.2.1正火及其目的
正火（常化）就是把钢加热到AC3或ACM以上30～50度保温后在空气中冷却下来的热处理操作。正火工艺曲线如图-13所示。
正火的目的：
（1）提高低碳钢的硬度，以利于切削加工。
（2）消除晶粒粗大魏氏组织及网状渗碳体等缺陷，改善钢的组织，
（3）细化晶粒提高钢的机械性能。
2.2.2正火与完全退火比较
正火与完全退火均是将钢加热到AC3
（ACM）
体组织，都能改善组织，只是由于冷却速度不
同其珠光体组织粗细程度不同。
（1）正火与退火加热温度几乎相同，但
正火温度稍高。
（2）正火冷却速度（空冷）较退火冷却
（炉冷）快，因而正火组织较细，退火组织
较粗。正火性能高于退火性能。
（3）正火生产周期短，成本低。而退火生图-13 正火工艺曲线
产周期长成本高。
（4）退火冷速慢，对消除应力及某些钢的魏氏组织有利。但不能消除过共析钢的网状渗碳体。但对消除魏氏组织不如退火。两者均可消除钢的铁素体带状组织。
2.2.3正火的应用
低碳（小于0.25%）钢及低合金钢采用退火时，硬度只有HB120～105，切削加工时粘刀及表面光洁度不好，为改善这些钢的切削加工性能必须采用正火提高硬度HB140～170左右，同时强度和韧性较高。这主要是因为正火处理冷却速度快，所得到的组织为较细片状珠光体。因此某些低合金钢和低碳钢采用正火作改善加工性能的热处理手段。
对于含碳（0.25～0.50%）之间的中碳钢，正火及退火均可以使用，但正火性能较好。其中含碳>0.35%钢，虽然正火后硬度稍高。切削有些困难，但正火周期短，生产率高。所以一般也采用正火。有时为软化也采用退火。其它一些合金钢和含碳较高的钢采用正火硬度可超过HB200以上。因此，须要切削加工时必须采用退火。
正火工艺曲线如图-14所示。
某钢厂的正火工艺如图，钢号是：10～50＃，15～50Mn,18CrMnTi等钢。
对于过共析钢（工具量具用钢）一般采用球化退火。但如果有网状渗碳体存在时，则必须首先采用正火消除网状。在正火冷却时，如果冷速过快，使渗碳体来不及析出，则共析的奥氏体能直接冷却形成珠光体组织——这种珠光体称为“伪共析”。如将奥氏体过冷到如图-15的S′E′G″以下区域内时，先共析渗碳体（铁素体）都是过饱和的。所以先共析渗碳体来不及析出，使奥氏体直接全部析出珠光体组织。
E
温
度
图-14 钢材正火工艺曲线图-15 发生伪共析钢转变示意图
3□□钢的淬火
3.1□淬火的意义及目的
淬火是把钢加热到AC1或AC3以上保温一定时间，然后急冷（快速）下来使奥氏体转变为马氏体组织。但在实际生产中特大型零件淬火往往不一定全部转变为马氏体，甚至得不到马氏体，因此又有一个广义的淬火定义：淬火就是将钢加热到奥氏体状态，保温后急速冷却下来，得到不平衡的组织（屈氏体、贝茵体、马氏体及残余奥氏体）的热处理。淬火是赋予钢材最终性能的关键工序，其主要目的是：
（1）对工具和易磨损的零件主要是提高抗磨性能增加使用寿命，淬火的主要作用是提高钢的硬度和强度。因此淬火是工具及易损零件的主要热处理工序。
（2）对于结构材料淬火然后回火的目的时提高综合机械性能，使钢的强度及韧性很好配合。一般均是在淬火后给予适当温度的回火，即所谓“调质”处理。这种调质处理可使钢件达到高的综合机械性能，是结构材料常用的热处理工艺。
（3）对某些特殊钢，通过淬火可以使其达到满意的物理、化学性能。如永磁材料经淬火后可能获得最大的矫顽力。
3.2□淬火温度的选择：
淬火加热温度取决于钢的临界点AC1和AC3,各种碳钢和低合金钢的淬火加热温度选择可参考图-16所示的温度范围。
亚共析钢AC3以上30～50℃
过共析钢AC1以上30～50℃
温
度
时间
图-16 淬火加热温度示意图
为什么亚共析钢必须加热到AC3以上呢? 因为亚共析钢在淬火前一般为珠光体加先共析铁素体，如果加热温度低于AC3即在AC1～AC3之间，组织中有残存的铁素体未能溶解。此组织经淬火后得到组织为马氏体加非常软的铁素体。
即F + P AC3 + 30～50℃A细+ F 淬火M细+ F
因不能全部获得马氏体，所以硬度低，综合性能也较差。因此，对于亚共析钢的淬火必须在AC3以上30～50℃。从生产实践已知，加热温度过高，将使奥氏体晶粒粗大，淬火所得马氏体也粗大使性能下降。当然，对于某些合金钢为使其中难溶的碳化物全部都溶于奥氏体中，加热温度可以超过上述所限温度。
对于过共析钢，如工磨具钢，因其要求有较高的硬度和耐磨性，必须采用不完全淬火，其加热温度在AC1～ACM之间。这样的加热温度可以使钢保留部分碳化物未溶于奥氏体中，淬火后所得组织是淬火马氏体和碳化物。碳化物具有高的硬度及抗磨性，因此不完全淬火组织也具有高的硬度及抗磨性。其组织转变是：
CMN.AC1 + 30～50℃CMN 淬火
P + A + 细M细+ CMN
如果加热温度高于ACM以上，碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体碳含量增加，增长了
晶粒长大倾向，淬火后所得马氏体粗大。另外奥氏体碳含量增加，使奥氏体稳定性增大。淬火后残余奥氏体增多。因此这种加热温度，使钢硬度降低，淬火开裂倾向增加。
如果加热温度低于AC1,则不能发生奥氏体淬火转变成马氏体所以是不能改变组织及性能，达不到淬火目的。
3.3□淬火冷却速度及淬火剂
正确及合理的加热温度，只能是淬火得到马氏体的必要条件，不是充分条件。要达到淬火所预期的结果还必须选择好正确的冷却速度，否则淬火操作将达不到预期的目的。
从大量的科学实验及生产实践已知，对任一种刚来说为了获得马氏体组织都要有一个冷却速度。即常用的临界淬火冷却速度（V临界表示）。在实际淬火操作中必须使冷却速度大于该钢的临界冷却速度，即V实际＞V临界。
所谓临界冷却速度等的因素，从生产实践已知V临界是决定于“C”曲线的位置，“C”
曲线靠左边，V临界愈大，“C”曲线愈靠右，V临界愈小。钢中碳含量愈低，“C”曲线靠左，V临界愈大。所以低碳钢需要在碱溶液才能淬成马氏体，钢中加入合金元素，一般是使“C”曲线右移，使V临界降低。延缓奥氏体分解速度，所以合金钢可以在油中淬成马氏体，而某些合金钢甚至空冷得到马氏体。
从提高硬度的观点来看，淬火冷却速度愈大愈好，因冷速大能保证马氏体组织。但是从应力（也就是变形与开裂）的观点来看，冷去速度愈小愈好。根据钢的“C”曲线如图-17所示的情况可知，只要在650～500℃快冷，越过“C”曲线的“鼻子”区就可以躲开奥氏体分解。随后就是缓慢冷却也会达到马氏体转变。这样可以免除淬火开裂危险。在M S点以下发生马氏体转变时，体积膨胀1～4%，这样就会产生巨大应力，并且马氏体塑性很差，所以在马氏体转变区冷却太快容易产生变形和开裂。
温
度
时间
因此，淬火冷去介质（淬火剂）最好在高温区650～500℃冷去速度快，而在低温区300～200℃冷却速度慢。但是这种理想的淬火介质，还有待于我们去研究发现。现在生产中常用的淬火介质都有缺点，这有待我们去解决。
目前常用的淬火介质的冷却能力如表—所示。
从表中可以看出，水的冷却能力是很强的。它是应用最广泛的淬火介质。主要用于碳钢及低淬透性钢的淬火。水的优点是经济安全好用，来源丰富。在高温区冷却速度快，可抑制马氏体分解，保证得到淬火马氏体。但水的最大缺点是在低温区300～200℃冷却快，易使淬火件发生变形与开裂。改变水的温度可以适当的降低高温区冷却能力，同时对低温区影响也小。所以根据淬火钢件的材质不同，可适当调节水的温度。水中加入盐或碱（如5～10%NaCL 或NaOH）的水溶液。能够加速蒸汽膜的破裂、降低表面张力，增加冷却能力并使冷却均匀。
油（植物油和矿物油）也是用的比较广泛的淬火介质，它的优点是在低温区冷却缓慢，不易引起变形开裂。但在高温区冷却比较慢，不易保证得到马氏体，所以油多用于淬透性较好的合金钢。
还有一些其它淬火介质，可根据具体情况来选定。
3.4□淬透性
3.4.1淬透性的意义
在一定加热和冷却条件下，钢能否被淬透，这取决于钢接受淬火的能力——淬透性。钢的淬透性一般用淬成马氏体层的深度来表示。
淬火时，钢表面冷却快，愈向心部冷却速度愈慢，如果钢中心部分冷却速度达到或超过该钢的临界淬火速度，钢件就全部淬成马氏体。如果距钢件表面某一深度的冷却速度小于临界淬火速度时，钢件就不能全部淬成马氏体。钢件表面为马氏体，内部则根据冷却速度的不同可能是贝茵体、珠光体及铁素体。
在一定的淬火剂中各种钢的淬透深度是不同的，淬硬层深的就叫淬透性好。淬透性小的
就叫淬透性差。
各种钢的淬透性大小取决于钢的临界淬火速度。假如图18中的U型曲线表示在某冷却介质中淬火钢试棒截面上各点冷却速度的分布，而Va、Vb、Vc分别代表钢a、b、c的临界淬火速度，显然，对钢a来说，由于截面上各点冷却速度都大于其临界淬火速度Va，故钢棒a全部淬成马氏体，对钢b则只表面淬成马氏体，对c钢则未淬成马氏体。可见，钢的临界淬火速度愈小表明该钢的淬透性愈好，淬透层愈深。因此影响“C”曲线左右移动的因素均影响钢的淬透性能。
Vc
Vb
Va
3.4.2淬透性的测定（略）
3.5□淬火方法及应用
3.5.1单液淬火法
方法称为单液淬火。一般介质为水或油，多用于尺寸较
小和形状简单的钢件。对于碳钢由于其临界淬火速度较
大，一般用水好或盐、碱水溶液做淬火介质，保证淬成
马氏体组织。但是这种淬火介质低温段冷却能力较强，
易引起钢件的变形及开裂，故使用时应特别注意。对于
的尺寸较大碳钢（直径大于10㎜）淬入水中也难淬透。
对于合金钢一般可以油淬，因合金钢临界淬火速度小，
在冷却能力小的介质中也可以淬透，同时可以防止变形
与开裂。
3.5.2双液淬火法
常用的是水淬油冷。先把加热工件淬入水中，使钢
件快速冷却通过奥氏体稳定区，然后再转入冷却能力较
缓慢的油中，使其缓慢冷却至室温。其优点是避免在马
氏体转变区产生太大的应力，以减少淬火变形与开裂。
如图19所示。图18 三种钢淬硬情况
图19 双液淬火示意图图20 分级淬火示意图
双液淬火操作中关键问题是掌握好在各种介质中的淬火停留时间，如在第一介质中停留时间短，钢件温度未降到“C”曲线鼻子下部就淬入第二介质中，没有达到双液淬火目的，等于用第二介质单液淬火。反之，如在第一介质中停留时间过长，钢件在第一介质中即冷却到Ms点以下，产生奥氏体向马氏体转变，这就等于在第一介质中进行单液淬火了，易发生变形与开裂。故必须控制好在第一介质中的停留时间。
3.5.3分级淬火
是将加热钢件放在温度略高于Ms点的淬火介质中保温一定时间，但在保温时间内不许发生奥氏体向贝茵体转变，使其内外温度均匀后再冷却到Ms点以下，使奥氏体转变为马氏体。其冷却特点如图20所示。其实是双液淬火的变种，第一介质一般是在熔盐（硝酸盐及苛性钠）内冷却保温。然后进行空冷到室温。其优点是，在第一介质中等温停留时钢件内外温度均匀，从而减少马氏体转变时的组织应力，避免淬火变形及开裂产生。但其只用于尺寸较小（直径小于10～12㎜）的碳钢及（直径小于20～30㎜）的合金钢件。尺寸大时，第一介质淬火能力不足，可出现中温转变产物。
3.5.4等温淬火
是将加热钢件淬入到温度高于Ms点的熔盐介质中，在此介质中产生等温奥氏体转变，当转变完成后取出冷却至室温。其所得组织不是马氏体组织，而是下贝茵体组织，因为在等温时发生奥氏体的等温转变成下贝茵体。下贝茵体硬度稍低于马氏体，但韧性较高。淬火变形及开裂危险性小，故生产中常采用此法。等温淬火如图21所示。
Ac3
Ac1
图21 等温淬火示意图
3.5.5冷处理
是将淬火到室温的钢件继续深冷至零度依稀的操作。其目的是使钢中的残留奥氏体进一步向马氏体转变。常用介质为液态空气（－180℃）或干冰（－78℃）.用于对残留奥氏体量要求严格的合金钢钢件。
3.5.6淬火缺陷及防止方法
1）硬度不足
2）软点
3）变形与开裂
4□□钢的回火
钢件淬火后，还必须经过回火才能使用。就是将淬火钢件加热到A1以下某一温度，保温后冷却到室温。目的是消除淬火时的内应力，稳定钢件的组织，提高钢的韧性，并获得各种机械性能的良好配合。
4.1□回火时的组织转变
4.1.1马氏体的分解（由室温到200℃）
4.1.2残留奥氏体的分解（200～300℃）
4.1.3固溶体的进一步分解，碳化物（Fe X C）的形成及内应力的消除（300～400℃）
4.1.4在400℃以上，碳化物进一步聚集长大。
4.1.5钢在350～500℃回火时得到的极细的铁素体与渗碳体的混合物称为回火屈氏体。
4.2□回火后钢的性能变化
总的变化规律是：随回火温度的升高，硬度、强度下降而塑性、韧性提高。
4.3□回火工艺
4.3.1回火温度
1）低温回火（150～230℃）
2）中温回火（400～480℃）
3）高温回火（500～650℃）
4.3.2回火时间
4.3.3冷却
通常空冷，对于具有第二类回火脆性的钢，在高温回火后必须油冷或水冷。
45号钢热处理工艺 1 45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火, 换算成布氏硬度大约是380,470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下: 淬火温度:840?水淬 回火温度:150?回火，硬度约为57HRC;200?回火，硬度约为55HRC;250?回火，硬度约为53HRC;300?回火，硬度约为48HRC;350?回火，硬度约为45HRC;400?回火，硬度约为43HRC;500 ? 回火，硬度约为33HRC;600?回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (?) 20钢 735-855 (?) 45钢 724-780 (?) T8钢 730 -770(?) T12钢 730-820 (?) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo:正火温度850-900?，45号钢正火温度850?左右。
4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为:钢棒与锻件960?空冷 + 700,720?回火，空冷。最终热处理工艺: 1、淬火: 第一次预热:300,500?， 第二次预热840,860?; 淬火温度:1020,1050?; 冷却介质:油，介质温度:20,60?， 冷却至油温;随后，空冷，HRC=60,63。 、回火: 2 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下: 加热温度400,425?，得到HRC=57,59。 说明:在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400?，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理(理想的温度是零下120)与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿命。Cr12MoV的回火脆性温度范围在325~375?。CR12MoV380-400回火后硬度在56-58HRC做冷冲模冲韧性好的材料具有不易开裂的优点，特别是在原材料质量不是很好的情况下，用此方法经济实惠。
金属工艺学电子教案（13） 【课题编号】 13-5．4 【课题名称】 钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介。 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 －．知识目标 了解表面热处理的目的、种类、特点、应用；化学热处理概念、过程、种类与应用。了解热处理技术发展简况，开阔思路。 二、能力目标 通过学习和反复练习，初步学会在零件加工工艺编制中安排感应淬火、渗碳、氮化和相应的热处理工序。 三、素质目标 了解表面热处理、化学热处理的目的、种类、特点与应用，学会选用高频淬火、渗碳和氮化工序。了解热处理技术发展简况，开阔思路，树立创新意识。 四、教学要求 一般了解钢的表面热处理、化学热处理及热处理新技术。 【教学重点】 感应淬火、气体渗碳、气体渗氮。 【难点分析】 感应淬火原理。 【分析学生】 1．具有学习的知识基础。 2．具有学习的能力基础。 3．钢的表面热处理、化学热处理是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。虽不是重点，也要引导学生认真学习，努力掌握。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法，演示法、讨论法，归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005
2、郁兆昌主编。金属工艺学教学参考书（辅助学光盘）。北京：高等教育出版 社，2005 【教学安排】 2学时（90分钟） 教学步骤：讲授主要内容、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习旧课（15分钟） 1．简述 淬火方法分类、特点与应用。 2．讲评作业批改情况； 1．提问： 题5-7；5-14。 二、导入新课 钢的表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题。与零件的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）相配合，以满足零件多种使用性能和不同的强化需要。介绍热处理技术发展，能使我们开阔眼界，培养创新意识。 三、新课教学（70分钟） 1．钢的表面热处理（20分钟） 教师讲授感应淬火原理、种类、组织、性能、特点及应用；讲授火焰淬火基本概念、特点及应用。 演示网络课程中感应加热基本原理、感应器结构与种类、火焰淬火方法等视频。 学生课堂练习：题5-16；5-19。教师巡回指导、设问、提问，学生回答、讨论； 教师讲评。 2．钢的化学热处理（35分钟） 教师讲授钢的渗碳、气体渗碳；钢的渗氮，气体氮化；钢的其他化学热处理。 演示化学热处理过程、气体渗碳工艺过程、离子氮化过程等视频。 学生课堂练习：题5-21；5-17；5-18。教师巡回指导；设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 3、热处理技术发展简介（15分钟） 教师讲述热处理技术发展趋势，介绍真空热处理等具体热处理新技术。 演示网络课程真空热处理、激光热处理，机器人在高频淬火中应用等照片和视频。 四、小结（ 5分钟） 简要叙述感应淬火、气体渗碳、气体渗氮的目的、特点与应用。 五、作业布置
钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
45号钢热处理工艺 学号：XXXXXX 姓名：XXXXX 指导老师：XXX
目录 一、综述 (4) 1．调质淬火 (4) （1）淬火加热温度 (4) (2) 淬火冷却 (4) （3) 淬火冷却方法 (5) 2．45钢的调质淬火 (5) 3．回火 (6) （1）回火目的 (6) （3）常用回火方法 (6) 4．45钢淬火后的回火 (6) 二、选题依据 (7) 三、实验材料与设备 (8) 1. 实验设备 (8) 2. 实验材料 (8) 三、实验过程 (8) 1. 试样的热处理 (8) （1）淬火 (8) （2）回火 (9) 2. 试样硬度测定 (9) 3. 显微组织观察与拍照记录 (9) （1）样品的制备 (9) （2）显微组织的观察与记录 (9) 五、实验结果与分析 (10) 1. 样品硬度与显微组织分析 (10) 2. 硬度测试数据 (11) 3. 淬火对试样性能的影响 (11) （1）淬火温度的影响 (11)
（2）淬火介质的影响 (12) 4. 回火对试样的影响 (12) （1）回火温度对45钢组织的影响 (12) （2）回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (13) （3）以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13) 六、结论 (14) 1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14) 2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14) 3. 碳元素影响样品的组织和性能。 (14) 七、参考文献 (14)
一、综述 【内容摘要】：45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。45钢淬火温度在A3+(30～50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。 【关键字】：调质淬火45钢的调质淬火回火45钢淬火后的回火 1．调质淬火 调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。 淬火 ——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。 （1）淬火加热温度 淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。 (2)淬火冷却 淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。 常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
工具钢热处理工艺-组织-性能的系统分析 (综合性实验) 一、实验目的 1.掌握工具钢热处理中成分—工艺—组织—性能内在关系； 2.通过实验，掌握材料的系统分析方法。 3.了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。 二、实验原理 工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10是普通碳素工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体＋少量残余奥氏体。9CrSi是低合金工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微组织与性能的关系。 铸态的高速钢的显微组织黑色组织为δ共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的：①消除锻造应力，降低硬度便于切削加工；②为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为860～880℃，加热时间为3～4小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860～880℃加热3～4小时，炉冷到700～750℃等温4～6小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）。 高速钢的淬火工艺的特点：主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在1270℃～1290℃，淬火组织是由（60～70%）马氏体和（25～30%）残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度9～10级。硬度63～64HRC。当淬火温度不足，在1240℃～1260℃时，碳化物大部分未溶入奥
1 适用围 本守则作为我公司常用钢材的各种热处理规及注意事项。为一般件热处理的主要技术依据，对结构复杂和工艺上有特殊要求的零件和成批生产的零（部）件，则按专用工艺规程执行。 2 名词术语 2.1 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。 2.2 退火 将钢材或钢件加热到适当温度，保持一定时间，随后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 2.3 淬火 将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工作在横截面全部或一定的围发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 2.4 回火 将经过淬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。 2.5 有效加热区 炉膛炉温均匀性符合热处理工艺要求的装料区域。有效加热区的确定，按JB2251—78《电阻炉基本技术条件》中规定的有关试验方法进行。 2.6 冷却速度 在冷却过程中某一时间或者一定时间间隔工件表面或心部温度下降的变 化率。 2.7 热处理变形 工件热处理时所引起的形状尺寸偏差，垂直于长度向上的变形叫弯曲。 3 热处理加热设备 3.1 正火和退火所使用的加热设备必须满足下列要求。 3.1.1 在加热设备正常装炉的情况下，有效加热区的温度偏差应按下表所列的精度进行调节和控制。
3.1.2 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免使工件局部过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不显著损坏。 3.1.3 热浴加热炉，其热浴对工件不能有腐蚀及其它有害作用。 3.1.4 工件加热后在随炉冷却的过程中，应尽量保证各部位的冷却速度均匀一致。 3.2 淬火、回火加热设备 3.2.1 淬火、回火加热设备必须满足下列要求，有效加热区的温度按下表所列的精度进行调节和控制。 3.2.2 热浴槽中的热浴，对工件不能有腐蚀作用。当采用盐浴炉加热时，应按盐浴脱氧制度对盐浴进行充分脱氧。 3.2.3 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免工件过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不受显著影响。 3.2.4 保护气氛加热炉应根据处理工艺要求能调节和控制炉气氛的成分。 3.2.5 真空炉应能根据处理目的对真空度和炉保持气氛的组成进行调节。 4 淬火冷却介质及设备
45热处理 推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火 600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管 模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58） 1.45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？ 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷 + 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺： 1、淬火： 第一次预热：300～500℃， 第二次预热840～860℃； 淬火温度：1020～1050℃； 冷却介质：油，介质温度：20～60℃， 冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火： 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下： 加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。 说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿
45号钢热处理工艺 学号： XXXXXX 姓名： XXXXX 指导老师： XXX
目录 一、综述 (4) 1．调质淬火 (4) （1）淬火加热温度 (4) (2) 淬火冷却 (4) （3) 淬火冷却方法 (5) 2． 45钢的调质淬火 (5) 3．回火 (6) （1）回火目的 (6) （3）常用回火方法 (6) 4． 45钢淬火后的回火 (6) 二、选题依据 (7) 三、实验材料与设备 (8) 1. 实验设备 (8) 2. 实验材料 (8) 三、实验过程 (8) 1. 试样的热处理 (8) （1）淬火 (8) （2）回火 (9) 2. 试样硬度测定 (9) 3. 显微组织观察与拍照记录 (9) （1）样品的制备 (9) （2）显微组织的观察与记录 (9) 五、实验结果与分析 (10) 1. 样品硬度与显微组织分析 (10) 2. 硬度测试数据 (11) 3. 淬火对试样性能的影响 (11) （1）淬火温度的影响 (11)
（2）淬火介质的影响 (12) 4. 回火对试样的影响 (12) （1）回火温度对45钢组织的影响 (12) （2）回火温度对 45 钢硬度和强度的影响 (13) （3）以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13) 六、结论 (14) 1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14) 2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14) 3. 碳元素影响样品的组织和性能。 (14) 七、参考文献 (14)
一、综述 【内容摘要】： 45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。45钢淬火温度在A3+(30～50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。 【关键字】：调质淬火 45钢的调质淬火回火 45钢淬火后的回火 1．调质淬火 调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。 淬火 ——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。 （1）淬火加热温度 淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。 (2) 淬火冷却 淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。 常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
常用钢材热处理工艺参 数 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
热处理工艺规程B/Z61.012－95 （工艺参数） 2012年10月15日
目录 1.主题内容与适用范围 (1) 2.常用钢淬火、回火温度 (1) 2.1要求综合性能的钢种 (1) 2.2要求淬硬的钢种 (4) 2.3要求渗碳的钢种 (6) 2.4几点说明 (6) 3.常用钢正火、回火及退火温度 (7) 3.1要求综合性能的钢种 (7) 3.2其它钢种 (8) 3.3几点说明 (8) 4.常用钢去应力温度 (10) 5.各种热处理工序加热、冷却范围 (12) 5.1淬火 (1) 2 5.2 正火及退火 (14) 5.3回火、时效及去应力 (15)
5.4工艺规范的几点说明 (16) 6.化学热处理工艺规范 (17) 6.1氮化 (17) 6.2渗碳 (20) 7.锻模热处理工艺规范 (22) 7.1锻模及胎模 (22) 7.2切边模 (24) 7.3锻模热处理注意事项 (25) 8.有色金属热处理工艺规范 (26) 8.1铝合金的热处理 (26) 8.2铜及铜合金 (26) 9.几种钢锻后防白点工艺规范 (27) 9.1第Ⅰ组钢 (27) 9.2第Ⅱ组钢 (28)
热处理工艺规程（工艺参数） 1.主题内容与适用范围 本标准为“热处理工艺规程”（工艺参数），它主要以企业标准《金属材料技术条件》B/HJ－93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据（不包括高温合金），并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。 本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。 2.常用钢淬火、回火温度 2.1 要求综合性能的钢种： 表1
淬火 Hardening or Quenching cui huǒ (行业内，淬读"zàn"音，即读“zàn huǒ”） 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）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体[1]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的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。 淬火能使钢强化的根本原因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织（或贝氏体组织）。 钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。 淬火工艺最早的史料记载见于《汉书.王褒传》中的“清水焠其峰”。 “淬火”在专业文献上，人们写的是“淬火”，而读起来又称“蘸火”。“蘸火”已成为专业口头交流的习用词，但文献中又看不到它的存在。也就是说，淬火是标准词，人们不读它，“蘸火”是常用词，人们却不写它，这是我国文字中不多见的现象。 淬火是“蘸火”的正词，淬火的古词为蔯火，本义是灭火，引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”。“蘸火”是冷僻词，属于现代词，是文字改革后出现的产物，“蘸”字本义与淬火无关。“蘸火”本词为“湛火”，“湛”字读音同“蘸”，而其字形又与水、火有关，符合“水与火合为蔯”之意，字义与“淬火”相通。“湛火”为本词，“蘸火”则为假借词。 淬火 将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。 淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：
《机械制造技术基础》教案 教学内容：钢的表面热处理与化学热处理 教学方式：结合实际，由浅如深讲解 教学目的： 1.掌握钢的表面热处理的目的和方法； 2.掌握钢的化学热处理方法及其应用； 3.了解钢的热处理的新技术。 重点、难点：钢的表面热处理方法与目的钢的化学热处理方法及应用 教学过程： 6.5 钢的表面热处理与化学热处理 一些在弯曲、扭转、冲击载荷、磨擦条件区工作的齿轮等机器零件，它们要求具有表面硬、耐磨，而心部韧，能抗冲击的特性，仅从选材方面去考虑是很难达到此要求的。如用高碳钢，虽然硬度高，但心部韧性不足，若用低碳钢，虽然心部韧性好，但表面硬度低，不耐磨，所以工业上广泛采用表面热处理来满足上述要求。 6.5.1钢的表面淬火 仅对工件表层进行淬火的工艺，称为表面淬火。它是利用快速加热使钢件表面奥氏体化，而中心尚处于较低温度即迅速予以冷却，表层被淬硬为马氏体，而中心仍保持原来的退火、正火或调质状态的组织。 表面淬火一般适用于中碳钢（W C=0.4～0.5%）和中碳低合金钢（40Cr、40MnB 等），也可用于高碳工具钢，低合金工具钢（如T8、9Mn2V、GCr15 等）。以及球墨铸铁等。 目前应用最多的是感应加热和火焰加热表面淬火。 1、感应加热表面淬火 它是工件中引入一定频率的感应电流（涡流），使工件表面层快速加热到淬火温度后立即喷水冷却的方法。 （1）工作原理如图6-14 所示，在一个线 圈中通过一定频率的交流电时，在它周围便产 生交变磁场。若把工件放入线圈中，工件中就 会产生与线圈频率相同而方向相反的感应电 流。这种感应电流在工件中的分布是不均匀 的，主要集中在表面层，愈靠近表面，电流密 度愈大；频率愈高，电流集中的表面层愈薄。这 种现象称为“集肤效应”，它是感应电流能使 工件表面层加热的基本依据。 （2）感应加热的分类根据电流频率 的不同，感应加热可分为：高频感应加热 （50～300kHz），适用于中小型零件，如小模 数齿轮；中频感应加热（2.5～10kHz），适用于大 中型零件，如直径较大的轴和大中型模数的 齿轮；工频感应加热（50Hz），适用于大型零 件，如直径大于300mm 的轧辊及轴类零件等。图6-14 感应加热表面淬火示意图（3）感应加热的特点加热速度快、生产率高；淬火后表面组织细、硬度高（比普通
钢的五种热处理工艺公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油） 快速冷却叫淬火。 ◆表面淬火 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 感应表面淬火后的性能:
1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通 淬火高 2～3 单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层 马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对 同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。 一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 退火的目的 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，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能 或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。
1 45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？ 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下： 淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点(℃) 20钢735-855 (℃) 45钢724-780 (℃) T8钢730 -770(℃) T12钢730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷+ 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺：
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油） 快速冷却叫淬火。 ◆表面淬火 ?钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 感应表面淬火后的性能: 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普 通淬火高2～3单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬 层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。 对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。 一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺
退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ?退火的目的 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，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能 或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。 ?退火工艺的种类 ①均匀化退火（扩散退火) 均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后进行缓慢冷却， 以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。 均匀化退火的加热温度一般为Ac3+（150～200℃），即1050～ 1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，大道消除 或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长， 晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。 ②完全退火 完全退火又称为重结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。 完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用 于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却 时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给 最终热处理留下隐患。 完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+（30～50℃）；合金钢为Ac3+（500～70℃）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、 所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光 体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空 冷。 ③不完全退火 不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1～Ac3之间温度，达到不完全奥氏体化，随 之缓慢冷却的退火工艺。 不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是细化组织和 降低硬度，加热温度为Ac1+(40～60)℃，保温后缓慢冷却。
常用的钢材热处理方法 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[wiki]机械[/wiki]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
一张图看懂钢铁热处理工艺 Via 常州精密钢管博客 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。下面就让小编带你来了解一下热处理工艺！ 1、热处理简介 热处理及其特点 加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金热处理是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却 属热加工工艺。 工艺特点 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，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的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，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看到的。 2、热处理工艺分类
热处理工艺分类 金属热处理工艺大体上可分为：整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。 3、钢铁热处理工艺 钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 钢铁热处理工艺制定依据——铁碳相图
铁碳相图中几个重要的点、线和温度 符号 C共晶点，温度1148℃，含碳量4.3%， E温度1148℃，含碳量2.11%，碳在γ-Fe中的最大溶解度K温度727℃，含碳量6.69%，Fe3C的成分 P温度727℃，含碳量0.0218%，碳在α-Fe中的最大溶解度S温度727℃，含碳量0.77%，共析点 GS（A3）奥氏体转变为铁素体的开始线 ES（A cm）碳在奥氏体中的溶解度线 PSK（A1）A S→Fp+Fe3C 共析转变线 PQ碳在铁素体中的溶解度线 钢铁微观组织结构及性能
常用钢材热处理工艺守 则 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
1 适用范围 本守则作为我公司常用钢材的各种热处理规范及注意事项。为一般件热处理的主要技术依据，对结构复杂和工艺上有特殊要求的零件和成批生产的零（部）件，则按专用工艺规程执行。 2 名词术语 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。 退火 将钢材或钢件加热到适当温度，保持一定时间，随后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 淬火 将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工作在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 回火 将经过淬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。 有效加热区 炉膛内炉温均匀性符合热处理工艺要求的装料区域。有效加热区的确定，按JB2251—78《电阻炉基本技术条件》中规定的有关试验方法进行。 冷却速度
在冷却过程中某一时间或者一定时间间隔内工件表面或心部温度下降的变化率。 热处理变形 工件热处理时所引起的形状尺寸偏差，垂直于长度向上的变形叫弯曲。 3 热处理加热设备 正火和退火所使用的加热设备必须满足下列要求。 在加热设备正常装炉的情况下，有效加热区内的温度偏差应按下表所列的精度进行调节和控制。 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免使工件局部过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不显着损坏。 热浴加热炉，其热浴对工件不能有腐蚀及其它有害作用。 工件加热后在随炉冷却的过程中，应尽量保证各部位的冷却速度均匀一致。淬火、回火加热设备 淬火、回火加热设备必须满足下列要求，有效加热区的温度按下表所列的精度进行调节和控制。