钢的五种热处理工艺
热处理工艺——外表淬火、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。
◆外表淬火
•钢的外表淬火
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，它的外表层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，外表层还不断地被磨损，因此对一些零件外表层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有外表强化才能满足上述要求。由于外表淬火具有变形小、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，外表淬火主要有感应加热外表淬火、火焰加热外表淬火、电接触加热外表淬火等。
感应外表淬火后的性能:
1.外表硬度：经高、中频感应加热外表淬火的工件，其外表硬度往往比普
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，以及硬度比拟高，外表的高的压应力等综合的结果。
3.疲劳强度：高、中频外表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。较为适宜，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；共析钢或过共析钢那么是粒状珠光体。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，然后进展缓慢冷却，
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，以保证扩散充分进展，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，扩散退火后再进展完全退火或正火，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、中碳合金构造钢锻件、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℃〕；保温时间那么要依据钢材的种类、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展珠光体转变，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，到达不完全奥氏体化，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。
④等温退火
等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3〔或Ac1〕温度，保持适当时间后，较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的退火工艺。
等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢，其目的是细化组织和降
低硬度。亚共析钢加热温度为Ac3+(30～50)℃，过共析钢加热温度为Ac3+(20～40)℃，保持一定时间，随炉冷至稍低于Ar3温度进展等温转变，然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。
⑤球化退火
球化退火是使钢中碳化物球化而进展的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形〔如冲压、冷镦等〕的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全〞的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。因此，它不可能消除网状碳化物，如过共析钢有网状碳化物存在，那么在球化退火前须先进展正火，将其消除，才能保证球化退火正常进展。
球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球
化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进展等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。
⑥再结晶退火〔中间退火〕
再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和剩余应力的热处理工艺。
⑦去应力退火
去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的剩余应力而进展的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力，如不及时消除，将使工件在加工和使用过程中发生变形，影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。
去应力退火的加热温度低于相变温度A1，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除得更彻底，在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉，然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。焊接件得加
热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定，通常为2～4h。铸件去应
力退火的保温时间取上限，冷却速度控制在〔20～50〕℃/h，冷至300℃
以下才能出炉空冷。
◆正火工艺
正火工艺是将钢件加热到Ac3〔或Acm〕以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。把钢件加热到Ac3以上100～150℃的正火那么称为高温正火。
对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比拟细小，因而强度和硬度较高。
低碳钢由于退火后硬度太低，切削加工时产生粘刀的现象，切削性能差，通过正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳构造钢零件可用正火代替调质，简化热处理工艺。
过共析钢正火加热刀Acm以上，使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体，然后用较快的速度冷却，抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出，从而能消除网状碳化物，改善过共析钢的组织。
焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织，保证焊缝强度。
在热处理过程中返修零件必须正火处理，要求力学性能指标的构造零件必须正火后进展调质才能满足力学性能要求。中、高合金钢和大型锻件正火后必须加高温回火来消除正火时产生的内应力。
有些合金钢在锻造时产生局部马氏体转变，形成硬组织。为了消除这种不良
组织采取正火时，比正常正火温度高20℃左右加热保温进展正火。
正火工艺比拟简便，有利于采用锻造余热正火，可节省能源和缩短生产周期。
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法根本一样。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
正火的主要应用范围有：
①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工
的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热
方法进展外表淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，
从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而防止淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、
拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
◆回火工艺
回火是将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度范围(大大低于退火、正火和淬火时的加热温度)，保温后在空气中、油或水中冷却的热处理工艺。回火的目的是减小或消除工件在淬火时产生的内应力，降低淬火钢的脆性，使工件获得较好的强度、韧性、塑性、弹性等综合力学性能。
根据回火温度的不同，回火分为低温回火、中温回火和高温回火。
1．低温回火回火温度为150~250°C。低温回火可以局部消除淬火造成的内应力，降低钢的脆性，提高韧性，同时保持较高的硬度。故广泛应用于要求硬度高、耐磨性好的零件，如量具、刃具、冷变形模具及外表淬火件等。
2．中温回火回火温度为300~450°C。中温回火可以消除大局部内应力，硬度有显著的下降，但仍有一定的韧性和弹性。中温回火主要应用于各类弹簧、高强度的轴、轴套及热锻模具等工件。
3．高温回火回火温度为500~650°C。高温回火可以消除内应力，使工件既具有良好的塑性和韧性，又具有较高的强度。淬火后再经高温回火的工艺称为调质处理。对于大局部要求较高综合力学性能的重要零件，都要经过调质处理，如轴、齿轮等。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，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。钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、剩余奥氏体等不平衡〔即不稳定〕组织。②存在较大
内应力。③力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。
回火的作用在于：
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。
回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进展扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。回火温度越高，这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢，在某一温度范围回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。这种现象称为二次硬化。
要求:用途不同的工件应在不同温度下回火，以满足使用中的要求。①刀具、轴承、渗碳淬火零件、外表淬火零件通常在250℃以下进展低温回火。低温回火后硬度变化不大，内应力减小，韧性稍有提高。②弹簧在350～500℃下中温回火，可获得较高的弹性和必要的韧性。③中碳构造钢制作的零件通常在500～600℃进展高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良好配合。淬火加高温回火的热处理工
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艺总称为调质。
钢在300℃左右回火时，常使其脆性增大，这种现象称为第一类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金构造钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。在钢中参加钼，或回火时在油或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。
◆调质工艺
调质指通过淬火＋高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。
调质件大都在比拟大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的外表还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的构造件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多．因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。
在机械产品中的调质件，因其受力条件不同，对其所要求的性能也就不完全一样。一般说来，各种调质件都应具有优良的综合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合，以保证零件长期顺利工作。
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钢的热处理方法 钢是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中得到广泛应用。为了提高钢的性能和使用寿命，需要对钢进行热处理。热处理是指通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢材的组织和性能发生变化，从而达到预期的效果。本文将介绍几种常见的钢的热处理方法。 第一种热处理方法是退火。退火是将钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。退火可以消除钢材中的应力，改善钢材的塑性和韧性，提高加工性能。退火分为全退火和局部退火两种。全退火是将整个钢材进行退火处理，局部退火是只对钢材的某一部分进行退火处理。退火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定。 第二种热处理方法是淬火。淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却的过程。淬火可以使钢材的组织转变为马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。淬火的冷却介质可以是水、油或气体，不同的冷却介质会对钢材的硬度和组织产生影响。淬火后的钢材通常需要进行回火处理，以提高其韧性和减少内应力。 第三种热处理方法是正火。正火是将钢材加热到临界温度，然后在空气中冷却的过程。正火可以使钢材的组织转变为珠光体组织，从而提高钢材的韧性和塑性。正火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行正火处理。
第四种热处理方法是回火。回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。回火可以降低钢材的硬度和脆性，提高其韧性和塑性。回火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行回火处理。 第五种热处理方法是表面处理。表面处理是通过加热和冷却的方式改变钢材表面的组织和性能。常见的表面处理方法包括渗碳、氮化、镀层等。渗碳是将钢材加热到高温，使其表面吸收碳元素，从而提高表面的硬度和耐磨性。氮化是将钢材加热到高温，使其表面吸收氮元素，从而提高表面的硬度和耐腐蚀性。镀层是将钢材表面涂覆上一层金属或非金属材料，以改变其表面的性质和外观。 以上是几种常见的钢的热处理方法。不同的热处理方法可以使钢材的组织和性能发生变化，从而满足不同的使用要求。在实际应用中，需要根据钢材的成分、形状和要求来选择合适的热处理方法，以获得最佳的效果。同时，热处理过程中需要控制好加热温度、保温时间和冷却速度，以确保热处理的质量和稳定性。通过科学合理的热处理方法，可以提高钢材的性能，延长其使用寿命，促进工业生产的发展。
钢的热处理工艺知识大全 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能、提高加工质量、减小刀具磨损。 钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。 一、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。 退火的主要目的是： (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，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。 （3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 （1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3 以上 30?50C）,随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。 在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。 完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AS以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。 （2）球化退火是将钢加热到AG以上20?30C,保温一定时间，以不大于50C /H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。 （3）去应力退火是将钢加热到略低于A i的温度（一般取500? 650C）,保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。 工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加
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，以大幅提高钢的刚性、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。 回火（金属热处理工艺）降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性 将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，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。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用于减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。 退火（金属热处理工艺）目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷 退火是一种金属热处理工艺，指的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。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。而且新材料的退火目的也与传统金属退火存在异同。
正火：其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，增加材料的硬度正火，又称常化，是将工件加热至727到912摄氏度之间以上40~60℃， 保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，增加材料的硬度（若正火前为淬火件，则正火后硬度降低）。 渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。 分为一次渗碳体（从液体相中析出）、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和三次渗碳体（从铁素体中析出）。 铁素体(ferrite，缩写：FN，用F表示)即碳在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。称为铁素体或α固溶体，用α或F表示，α常用在相图标注中，F在行文中常用。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。 马氏体编辑马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。最先由德国冶金学家Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 性能特点编辑奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18－8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。 古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。 另外，奥氏体因为是面心立方，八面体间隙较大，可以容纳更多的碳。
二、钢的热处理 金属材料在固体范围内进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，获得所需性能的一种方法称热处理。 热处理的种类很多，根据其目的、加热和冷却方法的不同，可以分为：普通热处理、表面热处理及其他热处理方法。普通热处理有退火、正火、淬火、回火；表面热处理有表面淬火（感应加热、火焰加热等）、化学热处理（渗碳、渗氮等）；其他热处理有真空热处理、变形热处理和激光热处理等。 热处理方法虽然很多，但都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，通常用热处理工艺曲线表示。 图１-34热处理工艺曲线示意图 一、钢的普通热处理 根据加热及冷却的方法不同，获得金属材料的组织及性能也不同。普通热处理可分为退火、正火、淬火和回火四种。普通热处理是钢制零件制造过程中非常重要的工序。 退火 1．退火工艺及其目的 退火是将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，实际生产中常采取随炉冷却的方式。 退火的主要目的：①降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能；②均匀钢的化学成分和组织；③消除内应力。 2．常用退火工艺方法 根据处理的目的和要求的不同，钢的退火可分为完全退火、球化退火和去应力退火等。表1-4为主要退火工艺方法及其应用。 表1-4常用退火方法的工艺、目的与应用
正火 1. 正火工艺及其目的 ）以上30~50℃，保温一定时间，出炉后在空气中冷却正火是将钢加热到Ac3（或Ac cm 的热处理工艺。对于含有V、Ti、Nb等碳化物形成元素的合金钢，可采用更高的加热温度（Ac3+100～150℃），为了消除过共析钢的网状碳化物，亦可酌情提高加热温度，让碳化物充分溶解。其主要目的是： （1）对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。 （2）对低、中碳素钢，可用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性 （3）对于过共析钢，正火可抑制渗碳体网的形成，为球化退火作好组织准备 2. 退火与正火的选用 正火与退火的主要差别是，前者冷却速度较快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高一些。 （1）从改善钢的切削加工性能方面考虑。一般认为，钢的硬度在170～230HBS时具有良好的切削加工性能。 （2）从使用性能方面考虑。一些受力不大的工件，力学性能要求不高，可用正火作为最后热处理，对某些大型或形状复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，可用正火代替淬火、回火处理。 （3）从经济性方面考虑。由于正火比退火生产周期短，操作简便，工艺成本低。因此。在满足钢的使用性能和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火。 淬火 淬火是将钢件加热到奥氏体化后以适当方式冷却，获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。淬火可以显著提高钢的强度和硬度，是赋予钢件最终性能的关键性工序。 1.淬火工艺 （1）淬火加热温度：钢的淬火加热温度可按Fe-Fe3C相图（图1-20）来选定。 ①亚共析钢：亚共析钢淬火加热温度一般在Ac3以上30～50℃，得到单一细晶粒的奥氏体，淬火后为均匀细小的马氏体和少量残留奥氏体。若加热温度在Ac1～Ac3之间，淬火后组织为铁素体、马氏体和少量残留奥氏体，由于铁素体的存在，钢的硬度降低。若加热温度超过Ac3+30～50℃，奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大的马氏体，钢性能变差，且淬火应力增大，易导致变形和开裂。 ②共析钢和过共析钢：共析钢和过共析钢的淬火温度为Ac1以上30～50℃，淬火后得到细小的马氏体和少量残留奥氏体，或细小的马氏体、少量渗碳体和残留奥氏体。由于渗碳体的存在，钢的硬度和耐磨性提高。若加热温度在Ac cm以上，由于渗碳体完全溶于奥氏体，奥氏体含碳量提高，淬火后残留奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。此外，因温度高，奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大的马氏体，脆性增大。若加热温度低于Ac1点，组织没发生相变，达不到淬火目的。 实际生产中，淬火加热温度的确定，尚需要考虑工件形状尺寸、淬火冷却介质和技术要求等因素。
钢的常见热处理 钢材是一种重要的金属材料，具有高强度、耐磨、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于汽车、航空航天、建筑、机械制造等领域。为了进一步改善钢材的性能，常常需要进行热处理。热处理是通过加热钢材至一定温度，再进行适当冷却，以改变钢材的组织结构、晶粒尺寸、硬度等性能。下面将介绍几种常见的钢的热处理方法。 第一种常见的热处理方法是退火处理。退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，目的是消除应力，改善钢材的可加工性和韧性。退火过程中，钢材的晶粒会长大，原本的组织结构也会发生变化。退火分为多种类型，包括全退火、球化退火和正火等。全退火是将钢材加热到高温区，经长时间保温后冷却，可显著降低硬度，使钢材具备良好的可加工性。球化退火则是在适当温度下进行保温和冷却，使钢材的组织变得均匀、细小，提高韧性和塑性。 第二种常见的热处理方法是淬火处理。淬火是将钢材加热到临界温度以上，短暂保持时间，然后迅速冷却，以产生马氏体组织。淬火能够增加钢材的硬度和强度，但也容易导致钢材产生内应力和变形。淬火过程中冷却速度的控制非常重要，过快或过慢的冷却速度都会导致处理效果不佳。此外，淬火后的钢材通常还需要进行回火处理，以提高韧性和抗脆性。 第三种常见的热处理方法是正火处理。正火是将钢材加热到一定温度区域，然后保温一段时间，并采用适当速度冷却。正火常用于中碳钢和中低合金钢等材料的处理。正火能够使钢材逐
渐恢复强度和韧性，其处理效果介于退火和淬火之间。 第四种常见的热处理方法是淬火和回火处理。这种处理方法通常用于高碳钢和合金钢等材料，能够在提高硬度和强度的同时，保持一定的韧性和塑性。具体操作上，先进行淬火，使钢材产生马氏体组织，再通过回火处理，使马氏体转变为不同组织结构，提高钢材的韧性。 除了上述常见的热处理方法，还有许多其他的热处理方法，如表面处理、氮化处理、硬化处理等，它们可以根据不同的需求来选择和应用。无论采用何种热处理方法，都需要严格控制温度和冷却速度，并注意处理后的质量检测，以确保钢材的性能达到要求。 总之，热处理是提高钢材性能的重要工艺，能够改变钢材的组织结构和性能，使其具备更好的机械性能和加工性能。退火、淬火、正火以及淬火和回火等是常见的热处理方法，不同的钢材和需求可选择不同的热处理方法。热处理过程需要控制好温度和冷却速度，并注意后续的回火和质量检测工作，以确保钢材的性能符合要求。对于钢材的应用和发展来说，热处理工艺的研究和应用是非常重要的领域。
一、名词解释 1.过冷：结晶只有在理论结晶温度以下才能发生，这种现象称为过冷。 2.枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内不均匀的现象叫做枝晶偏析。 3.二次相：由已有固相析出的新固相称为二次相或次生相。 4.铁素体：碳在α—Fe中的固溶体称为铁素体。 5.奥氏体：碳在γ—Fe中的固溶体称为奥氏体。 6.莱氏体：转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，称为莱氏体。 7.珠光体：转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，称为珠光体。 8.变质处理：又称为孕育处理，是一种有意向液态金属中加入非自发形核物质从而细化晶粒的方法。 9.共晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变过程。 10.包晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相包着一定成分的固相，发生反应后生成另一一定成分新固相的反应。 二、填空题 1、金属的结晶过程由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成。 2、金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有控制过冷度、变质处理和振动、搅拌 3、当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出来的枝晶轴含有较多的高熔点 组元。 4、在实际生产中，若要进行热锻或热轧时，必须把钢加热到奥氏体相区。 5、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度低强度低。 三、选择题 1.铸造条件下，冷却速度越大，则（A.过冷度越大，晶粒越小） 2.金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（B.越低） 3.如果其他条件相同，下列各组铸造条件下，哪种铸锭晶粒细？（A.金属模铸造 B.低温铸造A.铸成薄片A.浇注时振动） 4.同素异构体转变伴随着体积的变化，其主要原因是（致密度发生变化） 5.实际金属结晶时，可通过控制形核N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，要获得细晶粒，应采用（A.增大N/G值） 6.二元合金在发生共晶转变时，各相组成是（D.三相共存） 7.二元合金在发生共析转变时，各相的（B.质量固定，成分发生变化） 10.产生枝晶偏析的原因是由于（D.液、固相线间距大，冷却速度也大） 11.二元合金中，铸造性能最好的是（B.共晶合金） 14.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是（D.变质处理） 四、判断题 1。凡是液体凝固为固体的过程是结晶过程。( x ) 2.评定晶粒度的方法 :在相同放大倍数的条件下，将晶粒组织图像或显微照片与标准晶粒评级图进行比较。晶粒度级别数越高，晶粒越细。（√） 3。在铁碳合金中，凡具有E点与F点之间成分的合金换冷到1148C时都将发生共晶转变。（√） 4。纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。（√） 5。Pb-Sn合金结晶时析出的一次相、二次相和共晶相均具有相同的晶体结构，但忽悠不同组织形态。（√） 6。杠杆定律只适用于两相区。（√）
第七章钢的普通热处理 知识要点:退火、正火、淬火、回火的目的；退火、正火、淬火、回火的工艺过程及其对零件加工和使用的影响。 第一节钢的退火和正火 生产中，常用零件的预备热处理工艺，安排在锻造之后机加工之前。 一、钢的退火工艺 1．定义 将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢 冷却的热处理工艺。又称“焖火”。 2．工艺 加热温度：临界点（Ac1、Ac3或Ac cm）以上或以下。 冷却方式：一般采用炉冷。生产中为了提高生产率，通常冷却到500℃左右出炉空冷或等温冷却方式，等温的温度和时间根据钢的“C曲线”确定。 保温时间：保证透烧，一般以1.0～1.5mm/min计算，并钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式有关。 3．常用退火工艺、目的及应用 （1）完全退火 应用：适用于亚共析成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件、焊接件及热轧型材。不适用于过共析钢。 目的：①细化晶粒，均匀组织；②调整硬度，改善切削加工性能；③消除内应力。 加热温度：Ac3＋20-30℃，单相奥氏体区，完全奥氏体化。 室温组织：P+F，可认为是平衡组织。 2．球化退火（不完全退火） 定义：使钢中碳化物球化而进行的退火工艺称为球化退火。 应用：主要用于共析钢、过共析钢和高碳合金钢的刃具、量具、模具等的预备热处理。 目的：使钢中碳化物球化，降低硬度，提高塑性和切削加工性能；为淬火作组织准备。
加热温度：Ac1＋20～30℃，A和二次渗碳体两相区，不完全奥氏体化。原因：过共析钢加热至Ac cm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。 组织：球状珠光体（F基体上分布颗粒状Fe3C） 3．扩散退火（均匀化退火） 应用：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。 目的：消除偏析，使成分均匀化。 加热温度：Ac 3或以上150～200℃（1050-1150℃），保温10～20h。 组织：亚共析钢为P+F。 后果：晶粒粗大。由于加热温度高、时间长，会引起奥氏体晶粒严重粗化，因此，一般还需要进行一次完全退火或正火，细化晶粒、消除过热缺陷。 注意：高温扩散退火生产周期长，消耗能量大，工件氧化、脱碳严重，成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件，因其偏析程度较轻，可采用完全退火来细化晶粒，消除铸造应力。 4．去应力退火 工艺：将工件缓慢加热到Ac1 以下适当温度，保温1～3h后随炉缓冷。一般地，钢件在500～650℃；铸铁件在500～550℃；焊接件为500～600℃。 目的、应用：消除铸、锻、焊件，冷冲压件以及机加工工件中的残余应力，以稳定钢件的尺寸，减少变形，防止开裂。如机床床身（铸件），内燃机汽缸体，冷卷弹簧。 5．再结晶退火 工艺：加热到Ac1以下50-150℃，或T再+30-50℃，保温，缓冷。 目的：消除加工硬化，恢复钢材的塑韧性。 应用：冷加工后的工件消除加工硬化。如在钢丝拉拔过程中，中间进行的退火。 二、钢的正火 定义：把钢件加热到完全奥氏体化，保温，然后在空气中冷却的热处理工艺。
钢热处理 钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保暖和冷却以获得所需组织结构和性能的工艺。热处理不仅可用于强化钢材，提升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，不改变表面外形和尺寸。 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升钢的机械性能，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，而且能够提升机械产品质量、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、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)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Wc＝0.0218％（体心立方晶格F）Wc＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T上升到Ac1后Wc＝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。 珠光体向奥氏体转变示意图 a)形核b)长大c)剩余渗碳体溶解d)奥氏体均匀化 （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。 影响A晶粒粗大因素 1、加热温度越高，保温时间愈长，奥氏体晶粒越粗大。因此，合理选择加热和保温时间。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。（930～950℃以下加热，晶粒长大的倾向小，便于热处理） 2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。 二、钢在冷却时的转变 生产中采用的冷却方式有：等温冷却和连续冷却 （一）过冷奥氏体的等温转变 A在相变点A1以上是稳定相，冷却至A1以下就成了不稳定相。 1、共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能 共析钢过冷奥氏体等温 转变曲线的建立示意图 1）高温珠光体型转变：A1～550℃ （1）珠光体（P）A1～650℃粗层状约0.3μm<25HRC
钢的热处理基本工艺有：退火、正火、淬火和回火。 1.退火——加热到一定温度，经保温后随炉冷却。 2.正火——加热到一定温度，经保温后在空气中冷却。 3.淬火——加热到临界温度以上的某一温度，经保温后以快速冷却（即大于临界冷却速 度）。 4.回火——将淬火后的工件重新加热到临界点以下的某一温度，经长时期保温后缓慢冷 却。可分为： ?①低温回火（150～250℃）目的是消除和降低淬火钢的内应力及脆性，提高韧性， 使零件具有较高的硬度（58～64HRC）。 ?主要用于各种工、量、模具及滚动轴承等，如用T12钢制造的锯条、锉刀等，一般 都采用淬火后低温回火。 ?②中温回火（350～500℃）中温回火后工件的硬度有所降低，但可使钢获得较高的 弹性极限和强度（35～45HRC）。主要用于各种弹簧的热处理。 ?③高温回火（500～650℃）通常将钢件淬火后加高温回火，称为调质处理。经调质 处理后的零件，既具有一定的强度、硬度，又具有一定的塑性和韧性，即综合力学性能较好（25～35HRC）。主要用于轴、齿轮、连杆等重要结构零件。如各类轴、齿轮、连杆等采用中碳钢制造，经淬火+高温回火后，即可达到使用性能的要求。 ?一般随着回火温度的升高，钢的强度和硬度下降，而塑性韧性上升。 型（芯）砂——芯砂的性能要求比普通型砂的综合性能要高。 1)分型面的确定分型面是指上、下砂型的接触表面。 2)分型面确定的原则： ?①分型面应选择在模样的最大截面处； ?②应使铸件上的重要加工面朝下或处于垂直位置； ?③应使铸件的全部或大部分在同一砂箱内，以减少错箱和提高铸件精度。 典型浇注系统一般包括：外浇口、直浇道、横浇道和内浇道等 冒口：主要起补缩作用。同时还兼有排气、浮渣及观察金属液体的流动情况等。一般安放在壁厚顶部。 四、熔炼设备 ?铸铁——冲天炉； ?铸钢——电弧炉； ?有色金属——坩埚炉。 离心铸造是在离心力的作用下,所以组织致密,无缩孔、气孔、渣眼等缺陷，因此力学性能较好。铸造空心旋转体铸件不需要型芯和浇注系统，铸件不需要冒口补缩，省工省料、生产率高、质量好、成本低。 型芯的主要作用是形成铸件的内腔 合适的浇注温度应根据铸造合金种类、铸件的大小及形状等确定。 通过压加工或锻造后，其内部的缺陷，如微裂纹、气孔、缩松等缺陷得到压合，使其结构致
第五章钢的热处理 热处理——固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。 ?特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸 ?目的：改善材料的使用、工艺性能 ?基本过程：加热→保温→冷却 ?分类：1、普通热处理——退火、正火、淬火、回火 2、表面热处理——表面淬火、化学热处理 第一节钢在加热时的组织转变 实际加热和冷却时的相变点： 平衡时—— A1 A3 Acm 加热时—— Ac1 Ac3 Accm 冷却时—— Ar1 Ar3 Arcm 一、奥氏体的形成 加热工序的目的：得到奥氏体 F + Fe3C → A 结构体心复杂面心 含碳量 0.0218 6.69 0.77 共析钢奥氏体形成过程： 1、形核（在 F / Fe3C相界面上形核） 2、晶核长大（F→ A晶格重构，Fe3C溶解，C→ A中扩散） 3、残余Fe3C溶解 4、奥氏体均匀化 保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散 对亚共析钢： P + F → A + F → A 对过共析钢： P + Fe3CⅡ→ A + Fe3CⅡ→ A 二、奥氏体晶粒长大及其影响因素 1、奥氏体晶粒度 ?晶粒度——晶粒大小的尺度。
?本质粗晶粒钢——长大倾向较大（Al脱氧） ?本质粗晶粒钢——长大倾向较小(Mn,Si脱氧) 2、影响奥氏体晶粒长大的因素 （1）加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快 （2）加热速度↑→ A晶粒细 （3）加入合金元素→ A晶粒细 （4）原始组织细→ A晶粒细 第二节钢在冷却时的组织转变 冷却方式：等温冷却和连续冷却。 45钢加热后，随冷却速度的增加，强度、硬度增加，但塑性、韧性降低。 冷却是热处理的关键，故必须研究奥氏体冷却过程的变化规律。 一、过冷奥氏体等温转变 1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线或TTT线）的建立 ?过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。 ?孕育期——表示过冷A 的稳定程度 ?四个区域——奥氏体稳定区、过冷奥氏体区、转变产物区、转变区 ?三种转变类型： 高温转变（A1~550℃）：A → P 中温转变（550~230℃）：A → B 低温转变（230℃以下）：A → M 2、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1)珠光体转变 ?珠光体组成：F 和 Fe3C 的机械混合物 ?形成特点：在固态下形核、长大 是扩散型相变
钢的热处理工艺 钢的热处理工艺，是指通过加热、保温和冷却等工艺步骤，改变钢材的结构和性能。热处理工艺可以使钢材具有更高的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，提高其使用性能。 常见的钢的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。 退火是钢材的一种常见热处理工艺。通过加热钢材至适当温度后，进行保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。退火可以消除钢材的内应力，改善钢材的塑性和韧性，减少脆性，同时提高钢的延展性和可加工性。 正火是指将钢材加热至高于临界温度后，进行保温一段时间，然后将钢材风冷或水冷至室温。正火可以提高钢材的强度和硬度，改善其耐磨性能。正火过程中的冷却速度较缓慢，使得钢材晶粒长大，同时降低了内应力。 淬火是将加热至临界温度的钢材迅速冷却，使其组织转变为马氏体。马氏体是一种具有高强度和硬度的组织。淬火工艺中的冷却速度非常快，可以制造出高强度的硬质钢。 回火是将淬火后的钢材加热至一定温度，并保持一定时间后，再进行冷却。回火工艺可以降低淬火后钢材的脆性，提高其韧性，增加塑性和抗热应力能力。回火也可用于调整钢材的硬度和强度。 除了上述常见的热处理工艺外，还有调质、表面硬化、固溶处
理等多种热处理方法可用于钢材加工。 总之，钢的热处理工艺通过改变钢材的结构和性能，使其具备更好的力学性能和耐磨性能。热处理工艺的选择需要根据钢材的成分、用途和要求来确定，以确保最佳的性能结果。钢材在现代工业中被广泛应用，其性能可以通过热处理工艺得到显著提升。这些热处理工艺能够改变钢材的组织结构，并调整其力学性能和物理性能。 一种常见的钢材热处理工艺是退火。退火是将钢材加热至高温，然后经过保温一段时间，最后缓慢冷却至室温。退火过程中，钢材的晶粒会得到细化，内应力被消除，从而提高了材料的塑性和韧性。退火也可以减少脆性，并改善加工性能和可塑性。 另一种常见的热处理工艺是正火。正火是将钢材加热至高于临界温度，然后经过保温一段时间，最后通过风冷或水冷来快速冷却。正火可以增加钢材的强度和硬度，改善其耐磨性能。由于正火工艺的冷却速度相对较慢，使得钢材的晶粒能够长大，同时也降低了内应力。 淬火是一种使用非常快速冷却速度的热处理工艺。将钢材加热至临界温度，然后迅速冷却，以产生马氏体组织。马氏体组织具有高强度和硬度，但也会带来一定的脆性。淬火工艺通常会通过回火来减轻这种脆性。回火是将淬火后的钢材加热至适当的温度，并保持一段时间，然后再进行冷却。回火过程中，钢材的硬度会减少，同时韧性会得到提高。
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——外表淬火、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。 ◆外表淬火 •钢的外表淬火 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，它的外表层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，外表层还不断地被磨损，因此对一些零件外表层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有外表强化才能满足上述要求。由于外表淬火具有变形小、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，外表淬火主要有感应加热外表淬火、火焰加热外表淬火、电接触加热外表淬火等。
感应外表淬火后的性能: 1.外表硬度：经高、中频感应加热外表淬火的工件，其外表硬度往往比普 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，以及硬度比拟高，外表的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频外表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。较为适宜，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；共析钢或过共析钢那么是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 •退火的目的
钢的普通热处理工艺主要有 钢的普通热处理工艺是指对钢材进行加热和冷却的一系列工艺，以改变其组织和性能。主要包括退火、正火、淬火、回火等几种工艺。 一、退火 退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织达到均匀化和软化的目的。退火分为完全退火和球化退火两种。 完全退火：将钢材加热到临界温度以上50～100℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高塑性和韧性。 球化退火：将钢材加热到临界温度以上20～30℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使球形碳化物分布均匀，提高韧性和抗拉强度。 二、正火 正火是将钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却或用水或油冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。正火分为低温正火和高温正火两
种。 低温正火：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高硬度、强度和耐磨性。 高温正火：将钢材加热到临界温度以上100～200℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高韧性和抗拉强度。 三、淬火 淬火是将钢材加热到一定温度，在水或油中急速冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。淬火分为水淬和油淬两种。 水淬：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在水中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性大幅提高，但韧性降低。 油淬：将钢材加热到临界温度以上50～80℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在油中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性提高，但韧性相对水淬有所提高。
钢的热处理总结 钢的热处理是一种利用加热和冷却控制材料微观结构的工艺。它可以改变钢的物理和化学性质，从而使其适应不同的使用环境。下面我总结了一些关于钢的常见热处理方法以及其原理和应用。 1. Annealing（退火） 退火是一种在高温下加热钢材并缓慢冷却的过程。这种处理会减弱钢材的硬度和韧性，但增强其可加工性和塑性。退火的应用包括： - 柔化和改善钢材的可加工性。一些冷处理过的钢材在加工过程中会产生裂缝和变形。- 消除钢材中的应力。在钢材加工或制造过程中，会产生内部应力，这些应力可能会导致钢材在长期使用过程中发生变形和疲劳。- 改善钢材的韧性。对于高碳钢或淬火后钢材，退火可以使其恢复一定程度的韧性，防止其在使用过程中产生断裂。 2. Tempering（回火） 回火是一种加热已经淬火并硬化的钢材，然后在特定温度下保温一段时间，最后缓慢冷却的过程。回火可以减轻钢材的硬度，减少其脆性，并增加其韧性，常见于淬火后的钢材。 3. Quenching（淬火）
淬火是一种将已经加热到高温的钢材快速冷却的过程。这种处理会导致钢材的硬度和脆性增加。淬火的应用包括： - 改变钢材的物理和化学性质。淬火可以增加钢材的硬度 和韧性，从而使其更适合用于需要高强度和耐磨性的地方。- 制造工具。淬火可以制造各种刀具和钻具，这些工具需要具有高强度和耐磨性。- 防止钢材变形。该过程可以有效防止大尺 寸钢材在冷却时产生变形。 4. Normalizing（正火） 正火是一种将钢材加热到高温，然后通过自然空气冷却的过程。正火可以使钢材的微观结构均匀，并且具有一定的韧性和硬度。 热处理通常涉及加热和冷却过程，其中加热温度和持续时间，以及冷却速度都是影响最终结果的关键因素。这些因素取决于钢材的成分，形状和处理的目的。例如，某些钢材需要较高的回火温度和较长的保温时间，以减轻其脆性并增加其韧性。而淬火后的钢材需要较长时间的回火过程，以消除其残余应力并提高其韧性。 总而言之，热处理是钢材生产和加工过程中不可或缺的一步。通过合理的热处理方法，可以使钢材适应不同的使用场景，并提高其性能和寿命。
冈的热处理 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。 1.1□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「q以上30〜50℃； C3 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。