锻模的热处理作业指导书
（一） 锻模大、中、小的划分： 1、 大型锻模：
工作面很深，其外廓尺寸（包括模尾部分在内）为锻模高度大于400mm 者。 2、 中型锻模：
工作面较紧，其外廓尺寸模高在250~400mm 之间
者。
3、 小型锻模：
工作面较浅，其高度在250mm 以下者。
（二） 锻模毛坯的预先热处理：
退火温度：850~860℃
升温加热时间：t=ah （分） a=2min/mm h —模锻包括模尾在内的总高度。 保温时间：t=ah a=0.7~0.8min/mm
注：可采用860℃正火加650~690℃回火处理
时间
300~400℃ 出炉空冷
50℃/h
0.7~0.8min/mm 850~860 2min/mm
温度 ℃
0.7-0.8min/mm
（三） 锻模的淬火： 1、 装炉（如下图所示）
说明：①锻模进炉后必需保持平稳。
②锻模（铁箱）与炉底的距离应大于30mm ，垫铁的距离不宜太远，不得仅用两点垫起，以免引起变形。
③锻模（铁箱）与炉壁的距离应为150~200mm 。
2、 工艺规范:
＞30
30~40
h
20~30
石棉绳及耐火泥
耐火泥 木碳及铸铁屑 铁箱（盘）
耐火砖及垫铁
炉底
淬 火 温 度
说明：
① 油冷前应将耐火泥除去，但应注意模尾园角部分的石棉泥不可松动。
② 淬火油温应保持20~60℃，淬火时应将工作面朝下。
③ 燕尾采用自行回火，锻模从炉内取出后预冷至780℃，浸入油中5~12min （小型锻模5~7min ，中型锻模8~10min ，大型锻模10~12min ），然后将锻模燕尾提出油面，使心部余热将燕尾得到回火，若燕尾提出油面时表面有燃烧现象，则应将锻模全部浸回油中，冷却一段时间再将模燕尾提出油面，如此反复进行（小型锻模反复2次，中型锻模反复2~3次，大型锻模反复3~4次）。如果模具自始至终是采取整体埋入油中淬火时，淬火后必须进行燕尾回火。
④ 淬火出油温度为200~250℃，不得低于200℃，应尽快将燕尾园角部分的石棉绳取
去，擦净模面，并立即进入已准备好的350~400℃的回
时间
油冷至 250~300℃ 出油
预冷至 780℃
0.8~1min/mm
均温 目测
600~650 1.2~2 min/mm 随炉
随炉
≤600℃
温度℃
火炉中进行回火。
(四)、锻模的回火范围：
（五）、裂纹与焊补：
1、 若上模的裂纹长度＜10mm 或下模的长度＜35mm 时，可以允许使用。
2、 若a ：b ≥2，裂纹深度在≤25mm 用电焊修补。 若a ：b ≤2，裂纹深度在≤35mm 也可补焊。
超过上述规定时，即可报废。如下图：
时间
2.5~
3.5min/mm
回火温度
随炉
0.5min/mm
350~400 温
度℃
b a
油冷
3、裂纹应完全铲除，直至露出完好的金属面为止，铲
口的宽度最小不得小于22mm，焊补前，锻模预热至450~500℃，补焊后应立即装入450~550℃的炉内进行预热，再加热到650~680℃低温退火后，再检查有无裂纹。
4、锻模焊补后进行加工修理，并淬火及回火处理。
5、在大修的时候，需经过高温回火，把模子放到温度
在650~760℃的炉子中，按1.2min/mm保温，然后以70~100℃/h冷却速度冷至500℃出炉空冷。
热锻模具钢5CrMnMo热处理工艺的改进 作者：田金状 来源：《科技创新导报》2011年第03期 摘要:5CrMnMo钢因其具备良好的抗热烧蚀性、导热性、淬透性以及冲击韧性等特性较多地运用于锻模的制作中,然而,反复的加热、冷却和压力的作用大大缩短了其使用寿命,使锻件的质量和生产效率都受到了影响。本文介绍了通过改进5CrMnMo热处理工艺延长其使用寿命的措施及试验效果,试验证明,工艺改进后模具的使用寿命达到原来的4倍以上,具有较高的应用和推广价值。 关键词:5CrMnMo热锻模热处理工艺改进 中图分类号:TG76 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0060-01 1 5CrMnMo模具的常规工艺及其失效原因分析 作为目前国内较为流行的锻模材料,5CrMnMo具有良好的抗热烧蚀性、导热性、淬透性以及冲击韧性,但由其制成的模具长期在高压、高应力以及反复急速加热与冷却等恶劣条件下工作,极易产生疲劳裂纹或变形塌陷,平均寿命只有2000件左右,不利于锻件生产质量和效率的提高。 1.1 5CrMnMo模具热处理的常规工艺 模具加工的一般工序如下:下料→锻造→退火→机加工→探伤→机加工成形→打磨型腔→热处理→打磨抛光型腔→探伤→检验。在5CrMnMo热锻模具的加工中,由于毛坯锻造后晶粒较粗大,组织不均匀,机加工困难。因此通常会采用进行预先热处理以改善化学成分的偏析程度和组织的不均匀性,以消除毛坯锻造后的内应力。加热到淬火温度后,保持一定时间,放入油中冷却,淬火冷却至200℃左右及时回火,共进行四次回火。可参考的工艺参数为:600℃～650℃×(4～5) h,830℃～850℃×(5～6) h,480℃～500℃×6h回火。在这种常规工艺处理过程中,当表面冷至200℃出油时,心部温度仍较高,于是心部大量残余的奥氏体回火时会转变为珠光体或粗大的强度较低的上贝氏体,形成的模具强韧性下降,裂纹扩展阻力较小,寿命普遍不高,使用中常有早期脆断或热疲劳裂纹出现。 1.2 5CrMnMo模具的工作条件及失效原因分析 1.2.1 高温条件 45Cr钢锻件胚料在预锻及终锻过程中,模具型腔表面都要在2～4s内被加热至600℃以上,当型腔预热至150℃左右时,型腔表面温度一般在700℃以上,一旦工作温度超出淬火后的回火温度,就会引起模具的急剧软化,使模具强度和硬度大幅度降低,并产生加速其磨损失效的微裂纹。
几种常见热处理缺陷介绍 一、过热现象 热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。 1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。 2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。 3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。 二、过烧现象 加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。 三、脱碳和氧化 钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。 加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。 为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性） 四、氢脆现象 高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
热处理作业指导书 一、工程概况 1.1本工程为江苏常州中天钢铁集团有限公司热电厂一台240吨纯燃高炉煤气锅炉安装工程及相应的汽水、消防、电气、热控等配套系统。锅炉设备由上海锅炉厂有限公司设计制造。 二、编制依据 2.1西北电力设计院设计图纸 2.2《施工组织总设计》 2.3《小型火力发电厂设计规范》“GB50049-94” 2.4“DL5000-2000”《火力发电厂设计技术规程》及《火力发电厂施工图设计手册设计》 2.5《汽水管路支吊架手册》1983年版 2.6《电力建设安全操作规程》(火力发电厂部分)2002年版 2.7《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）1996年版 2.8《电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇) 1996年版 2.9 《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇) 1996年版 2.10《电力建设施工及验收技术规范》（DL/T821-2002射线篇、DL/T5048-95超声波篇） 2.11《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004 三、作业条件 3.1 技术准备 3.1.1焊接工艺经过评定，符合工艺要求。 3.1.2作业指导书编制并审批完成，开工报告审批完成。
3.1.3工程所用的材料到位并验收合格。 3.1.4施工人员及工机具设备到位(特殊工种持证上岗)。 3.1.5施工场地清洁无杂物，具备施工的条件。 3.1.6人员组织机构建立并开始行使职责。 3.1.7 检查该项作业的上道工序应具备的技术条件。 3.1.8 施工技术交底和安全交底完成，且交底与被交底人员进行了双签字 3.2热处理前先决条件 3.2.1热处理操作工必须经过专业培训，并具有相应资质的考核委员会签发的资格证书。 3.2.2所使用的热处理设备运转正常。 3.2.3检测、计量器具已经检查和校验，且在检定的有效期内。 3.2.4施工交底工作已经完成，所有操作和检验人员必须熟悉热处理程序和相应的施工措施中的各项规定和要求。 3.2.5焊后热处理应在施焊工作结束并完成焊接自检和专检合格后进行。 四、作业人员及机具配置 4.1作业人员配置、人员资格及职责：
目录 1.钢质自由锻件加热工艺规范 2.钢锭（坯）加热规范若干概念 3.加热操作守则 4.锻造操作守则 5.锻件锻后冷却规范 6.锻件锻后炉冷工艺曲线 7.锻件锻后热装炉工艺曲线 8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线 9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表 10.锻件有效截面计算方法
钢质自由锻件加热工艺规范 一．范围： 本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。 本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热 二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围： 组别钢号 始锻温度 ℃ 终锻温度 ℃ 钢锭钢坯终锻精整 ⅠQ195~Q255，10~30 1250 1220 750 700 35~45，15Mn~35Mn，15Cr~35Cr 1220 1200 750 700 Ⅱ50，55，40Mn~50Mn，35Mn2-50Mn2，40Cr~55Cr，20SiMn~35SiMn， 12CrMo~50CrMo，34CrMo1A，30CrMnSi，20CrMnTi，20MnMo， 12CrMoV~35CrMoV，20MnMoNb，14MnMoV~42MnMoV， 38CrMoAlA，38CrMnMo 1220 1200 800 750 Ⅲ34CrNiMo~34CrNi3Mo，PCrNi1Mo~PCrNi3Mo，30Cr1Mo1V， 25Cr2Ni4MoV，22Cr2Ni4MoV，5CrNiMo，5CrMnMo，37SiMn2MoV 30Cr2MoV，40CrNiMo，18CrNiW，50Si2~60Si2，65Mn，50CrNiW， 50CrMnMo，60CrMnMo，60CrMnV 1200 1180 850 800 T7~T10，9Cr，9Cr2，9Cr2Mo，9Cr2V，9CrSi，70Cr3Mo， 1Cr13~4Cr13，86Cr2MoV，Cr5Mo，17-4PH 0Cr18Ni9~2Cr18Ni9，0Cr18Ni9Ti，Cr17Ni2，F316LN 1200 1180 850 800 50Mn18Cr4，50Mn18Cr4N，50Mn18Cr4WN，18Cr18Mn18N GCr15，GCr15SiMn，3Cr2W8V，CrWMo，4CrW2Si~6CrW2Si 1200 1180 850 800 Cr12MoV1，4Cr5MoVSi(H11)，W18Cr4V 1180 1160 950 900 ⅣGH80，GH901，GH904，GH4145，WR26， NiCr20TiAl，incone1600，incone1800 1130 1100 930 930 注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃； 注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定； 注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
常用热作模具钢的钢号、特点与应用 序号类 别 钢号 特点与应用中国钢号外国近似钢号 9 高 耐 热 性 热 作 模 具 钢3Cr2W8V（GB/T 1299-2000） 30WCrV9(ISO) SKD5(JIS) STD5(KS) H21(ASTM) T20831(UNS) X30WCrV9-3(EN) X30WCrV9-3(DIN ) BH21(BS) X30WCrV9(NF) 3X2B8Φ(ΓOCT) 2730(SS) X30WCrV9-3KU(U NI) 3Cr2W8V钢含有较多的易形成碳化物 的铬、钨元素，因此在高温下有较高的强 度和硬度，在650℃时硬度近达300HBS，但 其韧性和塑性较差。钢材断面在,’DD以下 时可以淬透。这对表面层需要有高硬度、 高耐磨性的大型顶锻模、热压模、平锻机 模已是 足够了。这种钢的相变温度较高，抵抗冷 热交变的耐热疲劳性良好 这种钢可用来制作工作温度较高（≥ 550℃）、承受静载荷较高但冲击载荷较低 的锻造压力机模具（镶块），如平锻机上 用的凸凹模、镶块、铜合金挤压模、压铸 用模具；也可供作同时承受较大压应力、 弯应力、拉应力的模具，如反挤压的模具； 还可供作高温下受力的热金属切刀等 10 3Cr3Mo3W2V(GB /T1299-2000) 30CrMo3(ISO) BH10(BS) 3Cr3Mo3W2V简称HM-1，北京机电研究 所、首钢特种钢公司研制。是高强韧性热 作模具钢，其冷加工、热加工性能良好， 淬回火温度范围较宽；具有较高的热强性、 热疲劳性能，又有良好的耐磨性和抗回火 稳定性等特点。该钢适宜制造镦锻、压力 机锻造等热作模具，也可用于铜合金、轻 金属的热挤压模、压铸模等。模具使用寿 命较高 11 5Cr4Mo2W2VSi 5Cr4Mo2W2VSi 钢是一种新型热作模 具钢。此钢是基体钢类型的热作模具钢， 经适当的热处理后具有高的硬度、强度、 好的耐磨性，高的高温强度以及好的回火 稳定性等综合性能，此外也具有一定的韧 性和抗冷热疲劳性能。该钢的热加工性能 也较好，加工温度范围较宽。适于制造热 挤压模、热锻压模、温锻模以及要求韧性 较好的冷镦用模具
1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？ 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在？举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合， 且半径比r X /r M ＞0.59时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物 硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正 确？为什么？ （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。
(3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示： (1)填入各区域的组织组成物和相组成物。在各区域中是否会有纯Mg相存在？ 为什么？ 答: Mg-Mg2Cu系的相组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体） Mg-Mg2Cu系的组织组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体，） 在各区域中不会有纯Mg相存在，此时Mg以固溶体形式存在。 (2)求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。 答: 20%Cu合金冷却到500℃时,如右图所示: α相的成分为a wt%, 液相里含Cu 为b wt%,根据杠杆原理可知: Wα=O 1b/ab*100%, W L = O 1 a/ab*100% 同理: 冷却到400℃时，α相的成分为m wt%, Mg2Cu相里含Cu 为n wt%, Wα=O 2n/mn*100%, W mg2Cu = O 2 m/mn*100% (3)画出20%Cu合金自液相冷却到室温的曲线，并注明各阶段的相与相变过程。 答:各相变过程如下(如右图所示): xp: 液相冷却,至p点开始析出Mg的固熔体α相 py: Mg的固熔体α相从p点开始到y点结束 yy,: 剩余的液相y开始发生共晶反应,L?α+Mg 2 Cu y,q:随着T的降低, Cu在Mg的固熔体α相的固溶度降低. 5.试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。 答：相同的是,三者都是由原子无序的液态转变成原子有序排列的固态晶体。 不同的是， 纯金属和共晶体是恒温结晶，固溶体是变温结晶，纯金属和固溶体的结晶是由
第四章 钢的热处理
复习与思考
一、名词解释 1.热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预 期的组织结构与性能的工艺。 2.等温转变 等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保 持时，过冷奥氏体发生的相变。 3.连续冷却转变 连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生 的相变。 4.马氏体 马氏体是碳或合金元素在α-Fe 中的过饱和固溶体。 5.退火 钢的退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理 工艺。 6.正火 正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。 7.淬火 钢的淬火是指工件加热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。 8.回火 回火是指工件淬硬后，加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。 9.表面热处理 表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工 艺。 10.渗碳 为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗 碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。 11.渗氮
在一定温度下于一定介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为 渗氮，又称氮化。
二、填空题 1.整体热处理分为 退火 、 正火 、 淬火 和 回火 等。 2.根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有： 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、 电解液加热 表面淬火 等。 3.化学热处理方法很多，通常以渗入元素命名，如 渗碳 、 渗氮 、 碳氮 共渗 和 渗硼 等。 4.热处理工艺过程由 加热 、 保温 和 冷却 三个阶段组成。 5.共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P 、 S 和 T。 6.贝氏体分 上贝氏体 和 下贝氏体 两种。 7.淬火方法有： 单介质 淬火、 双介质 淬火、 马氏体分级 淬火和 贝氏体等温 淬火等。 8.常用的退火方法有： 完全退火 、 球化退火 和 去应力退火 等。
9.常用的冷却介质有 水 、 油 、 空气 等。 10.常见的淬火缺陷有 过热 与 过烧 、 氧化 与 脱碳 、 硬度 不足 与 软点 、 变形 与 开裂 等。 11.感应加热表面淬火法，按电流频率的不同，可分为 高频感应加热表面 淬火 、 中频感应加热表面淬火 和 工频感应加热表面淬火 三种。而且感 应加热电流频率越高，淬硬层越 浅 。 12．按回火温度范围可将回火分 为 低温 回火、 中温 回火和 高温 回火三种。 13．化学热处理是由 分解 、 吸附 和 扩散 三个基本过程所组成。
14．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为 气体 渗碳、 液体 渗
碳和 固体 渗碳三种。
三、选择题
1．过冷奥氏体是 C 温度下存在，尚未转变的奥氏体。
A．Ms； B. Mf； C. A1。 2.过共析钢的淬火加热温度应选择在 A
，亚共析钢则应选择在
C
。
几种常见热处理概念 1．正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上适当温度保持一定时间后空气中冷却，到珠光体类组织热处理工艺。2．退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋砂中或石灰中冷却）至500度以下空气中冷却热处理工艺 3．固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以到过饱和固溶体热处理工艺 4．时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化现象。 5．固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，继续加工成型 6．时效处理：强化相析出温度加热并保温，使强化相沉淀析出，以硬化，提高强度 7．淬火：将钢奥氏体化后以适当冷却速度冷却，使工件横截面内全部或一定范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变热处理 工艺
8．回火：将淬火工件加热到临界点AC1以下适当温度保持一定时间，随后用符合要求方法冷却，以获所需要组织和性能热处理工艺 9．钢碳氮共渗：碳氮共渗是向钢表层同时渗入碳和氮过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗主要目是提高钢硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目是提高钢耐磨性和抗咬合性。 10．调质处理quenching and tempering：一般习惯将淬火加高温回火相结合热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要结构零件，特别是那些交变负荷下工作连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后到回火索氏体组织，它机械性能均比相同硬度正火索氏体组织为优。它硬度取决于高温回火温度并与钢回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般HB200—350之间。 11．钎焊：用钎料将两种工件粘合一起热处理工艺 回火的种类及应用 根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种： （一）低温回火（150－250度） 低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使
热处理作业指导书1.适用范围 本规定适用于指导热处理车间对碳素结构钢、合金结构钢的热处理。 2.本公司常用材料的临界温度和常规热处理工艺参数对照表（见附表一） 3.热处理准备阶段 3.1设备的选择 热处理生产前要根据工件的大小和形状选择合适的电炉，大型工件优先选用大型电炉，小型工件优先选用小型电炉，淬油工件优先选用离油槽较近的电炉。 3.2热处理的配炉 热处理配炉是保证热处理质量的重要环节，配炉不当将对热处理质量产生很大的影响，必须特别重视，通常应考虑以下几个因素： 3.2.1配炉时要考虑热处理的类别，根据工件的化学成分选择退火、正火、 淬火、回火，相同类型热处理可以配炉；不同类型热处理配炉时，必须分析全部材料的整个热处理过程，合理组织其操作顺序，看其是否可以配炉。 3.2.2配炉时要考虑到同炉热处理的材料，其淬火、正火的最高加热温度上 限相差应小于20℃，其回火温度应在统一的范围内，可以采用分批出炉的办法加以协调。 3.2.3配炉时要考虑热处理工件的尺寸不能相差太大，一般最大截面与最 小截面之比应控制在2～2.5之内,也可采取大小工件分批出炉的方式加以协调. 3.2.4同种类、同炉号的同一批产品尽量争取同炉热处理。对于有随时炉试 样的，其分割开得试样也要在同炉热处理。装炉时，试样要放在炉中
合适的位置。 4.生产操作 4.1 设备检查： 4.1.1 装炉钳要检查设备是否完好，炉体有无损坏。所有活动的零部件（炉门、台车等）运动是否正常。电器线路工作状态是否良好。台车面是否清理干净。 4.1.2 检查冷却介质是否充备，循环冷却系统工作是否正常。电器线路工作状态是否良好。台车面是否清理干净。 4.1.3 检查热电偶，测量记录仪表，控制系统是否良好。 4.1.4 检查工辅具是否完整。特别市起重设备、钢丝绳、吊具、夹具是否适应，有无损坏，是否安全。 4.1.5 检查热处理工件质量：核对材料、工件尺寸；检查工件表面有无缺陷、开裂和将引起热处理开裂的潜在缺陷。 4.2 装炉： 4.2.1 每炉装炉量应不超过电炉规定的最大装炉量。所有工件的尺寸应与电炉工作室的尺寸相适应。 4.2.2 工件装炉的位置应在电炉的加热区之内。上下前后左右与炉顶、炉墙和电阻丝保持一定距离，件与件之间应隔开30mm，以保证热气流的流通。 4.2.3 工件装炉的位置应根据配炉工件进行分析，对各种材料和尺寸的工件要满足按所考虑的操作先后顺序可以出炉为装炉原则。 4.2.4 装炉时，底层垫块应垫平，工件在台车上要均布，合理堆放，垫平装稳垫实，以避免炉内装料不均，造成各区域温度差异，防止台车移动时侧倾、倒垛、撞击炉墙。
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一、范围 本技术条件规定了钢制零件热处理技术要求和检验方法。本技术条件适用于钢的正火与退火、淬火与回火、感应与火焰淬火和渗碳淬火等热处理件。本技术条件未规定的技术要求应在图样或专用技术革新文件中规定。 二、一般规定 适用于钢的正火与退火、钢的淬火与回火，钢表面淬火和钢的渗碳钢淬火件。 1.工件的工艺路线应正确，材料牌号与图样相符，代料要有代料单。 2.工件材料的化学成分应符合国家标准、部（行业）标准或工厂标准中相同牌号的规定。 3.淬火、表面淬火和渗碳淬火件热处理前表面不得有裂纹、飞刺、锈蚀、斑痕和油污等影响热处理质量的缺陷。 4.工件的最终热处理要求应在图样中标注或说明。 5.工件的机械化性能要求（硬度除外）应在图样中标注具体项目和数值要求。 6.工件热处理工艺简图应能反映出工件的轮廓尺寸、有效截面尺寸、表面淬火及渗碳淬火部位等。 7.热处理件的补焊检查按GB8539规定执行。 8.齿轮、齿轮轴的检验等级按GB8539规定分为ML级（常规检验）、MQ级（一般检验）和ME级（严格检验）， 各级别的检验项目及指标均见附录A（提示的附录）。 9.对检验合格的热处理件应按规定标识；外协件应有出厂或进厂合格证明或报告单。 三、钢的正火和退火 1.钢的正火适用范围 a)适用于中碳钢、低碳钢和低合金钢的铸件、锻件消除应力、细化组织、降低硬度，改善切削性能；并为最终热 处理做好组织准备；作为某些零件的最终热处理。 b)适用于碳素钢、低合金钢件在重复淬火时消除应力、改善组织，以防止重新淬火时产生变形与裂纹。 2.钢的退火适用范围 a)钢的完全退火适用于中碳钢、中碳合金铸钢件、锻件、轧制件和重要焊接件的细化组织、降低硬度、改善切削 加工性能及充分消除内应力。 b)钢的不完全退火适用于晶粒未粗化的中、高碳钢和低合金钢、轧制件的降低硬度、改善切削加工性能及消除内 应力。 c)钢的等温退火适用于中碳合金钢、低碳合金渗碳钢和某些高合金钢大型铸锻件及冲压件，使其获得更为均匀的 组织和硬度。 d)钢的球化退火适用于共析钢和过共析钢的锻、轧件进一步改善切削性能；并为淬火做好组织准备。 e)去应力退火适用于机械加工件、焊接件消除残余应力。 3.技术要求 a)工件装炉必须放在确定的有效加热区中，装炉量、装炉方式应保证工件的均匀加热和冷却。 b)工件正火与退火的加热温度、加热速度、加热时间、冷却速度等应严格按工艺进行。 c)密封构件去应力退火前应钻有φ6以上的放气孔，防止密封腔内空气受热膨胀引起变形或爆裂。 d)作为预备热处理的正火和退火工艺，在图样上不用标注硬度要求。 e)正火或退火加回火作为最终热处理的重要啮合件（如有硬度差要求的软齿面齿轮副的齿轮）允许在图样上标注 HB要求的范围，45钢为HB 156～207。ZG340～640钢为HB 166～217。
第四章 钢的热处理 复习与思考
一、名词解释 1.热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预 期的组织结构与性能的工艺。 2.等温转变 等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保 持时，过冷奥氏体发生的相变。 3.连续冷却转变 连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生 的相变。 4.马氏体 马氏体是碳或合金元素在α-Fe 中的过饱和固溶体。 5.退火 钢的退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理 工艺。 6.正火 正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。 7.淬火 钢的淬火是指工件加热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。 8.回火 回火是指工件淬硬后，加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。 9.表面热处理 表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工 艺。 10.渗碳 为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗 碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。
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11.渗氮 在一定温度下于一定介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为 渗氮，又称氮化。 二、填空题 1.整体热处理分为 退火 、 正火 、 淬火 和 回火 等。 2.根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有： 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、 电解液加热 表面淬火 等。 3.化学热处理方法很多，通常以渗入元素命名，如 渗碳 、 渗氮 、 碳氮 共渗 和 渗硼 等。 4.热处理工艺过程由 加热 、 保温 和 冷却 三个阶段组成。 5.共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P 、 S 和 T。 6.贝氏体分 上贝氏体 和 下贝氏体 两种。 7.淬火方法有： 单介质 淬火、 双介质 淬火、 马氏体分级 淬火和 贝氏体等温 淬火等。 8.常用的退火方法有： 完全退火 、 球化退火 和 去应力退火 等。
9.常用的冷却介质有 水 、 油 、 空气 等。 10.常见的淬火缺陷有 过热 与 过烧 、 氧化 与 脱碳 、 硬度 不足 与 软点 、 变形 与 开裂 等。 11.感应加热表面淬火法，按电流频率的不同，可分为 高频感应加热表面 淬火 、 中频感应加热表面淬火 和 工频感应加热表面淬火 三种。而且感 应加热电流频率越高，淬硬层越 浅 。 12．按回火温度范围可将回火分 为 低温 回火、 中温 回火和 高温 回火三种。 13．化学热处理是由 分解 、 吸附 和 扩散 三个基本过程所组成。
14．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为 气体 渗碳、 液体 渗 碳和 固体 渗碳三种。
三、选择题 1．过冷奥氏体是 C 温度下存在，尚未转变的奥氏体。 A．Ms； B. Mf； C. A1。
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一、适用范围 该要求适用于制造核电设备紧固件用棒材。 二、引用文件 GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T230.1-2004 金属洛氏硬度试验第一部分：试验方法（A、B、C、 D、E、F、G、H、K、N、T标尺） GB/T231.1-2002 金属布氏硬度试验第一部分：试验方法 GB/T4338-2006 金属材料高温拉伸试验方法 三、核电紧固件用棒材模拟热处理技术要求 核电紧固件用棒材在入厂化学成分复验后，紧固件生产之前需进行模拟热处理。涉及材料42CrMo4(42CrMoE)、42 CDV4(40CrMoV)、X12Cr13(12Cr13)、X6CrNiCu17-04(05Cr17Ni4Cu4Nb)、X6NiCrTiMoVB25-15-2(06Cr15Ni25Ti2MoAlVB)660、C45E/C45R(45)。 1、取样 每批（同一钢厂、同一炉罐号、同一规格直径）钢棒采购量的4%（至少2根），截取后送热处理车间进行模拟热处理。 一批钢棒数量不超过500支，作两组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒2根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒2根） 一批钢棒数量超过500支，做四组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒4根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒4根） 截取样棒时应随机抽取 2）模拟热处理
具体要求按下表1进行 3）车样（热处理后的样棒） 试样应按以下规定截取: 试样轴线应与棒材轴线平行，其轴线与表面的距离应为: φ≤25 mm 时，在棒材轴线处: 25 mm<φ≤50mm时，距表面12.5 mm处: φ>50mm时，位于d/2半径处。 试样上与试验有关的部位应与样棒端部保持一定距离，该距离不得小于钢棒直径。 4）试验项目 a、室温拉伸试验 b、高温拉伸试验 拉伸试样和高温拉伸试样采用GB/T228-2002中规定的d=10mm的圆形横截面比例试样 c、冲击试验 冲击试样采用GB/T229-2007中规定的标准夏比V型缺口冲击试样，冲击试样为三块一组，试样应并排截取，试样缺口轴线垂直于钢棒表面。对于奥氏体钢棒，试验温度为室温（20℃）；对碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢棒，试验温度为0℃。 若该批钢棒直径小于等于15mm，则不进行冲击试验。 d、硬度试验 硬度试验在每根试样的不同位置进行测定，为验证每批钢棒的均匀性，每根试样测六组数据，硬度最高的钢棒与最低的钢棒的布氏硬度值
《钢的热处理》习题与思考题参考答案 （一）填空题 1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。 2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。 3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。 4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。 5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。 6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。 7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。 8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。 （二）判断题 1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。（×） 2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。（×） 3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。（×） 4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。（√） 5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。（×） 6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。（√） （三）选择题 1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。 A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体 2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。 A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代 3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。 A．Accm+（30~50）℃ B．Accm-（30~50）℃ C．Ac1+（30~50）℃ D．Ac1-（30~50）℃ 4．钢丝在冷拉过程中必须经 B 退火。 A．扩散退火 B．去应力退火 C．再结晶退火 D．重结晶退火 5．工件焊接后应进行 B 。A．重结晶退火 B．去应力退火 C．再结晶退火 D．扩散退火 6．某钢的淬透性为J，其含义是 C 。 A．15钢的硬度为40HRC B．40钢的硬度为15HRC C．该钢离试样末端15mm处硬度为40HRC D．该钢离试样末端40mm处硬度为15HRC （四）指出下列钢件的热处理工艺，说明获得的组织和大致的硬度： ① 45钢的小轴（要求综合机械性能好）； 答：调质处理（淬火+高温回火）；回火索氏体；25~35HRC。 ② 60钢簧； 答：淬火+中温回火；回火托氏体；35~45HRC。 ③ T12钢锉刀。答：淬火+低温回火；回火马氏体+渗碳体+残余奥氏体；58~62HRC。 （五）车床主轴要求轴颈部位的硬度为50~52HRC，其余地方为25~30HRC，其加工路线为：锻造→正火→机械加工→调质
42C r M o钢锻件热处理工艺 (总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
42CrMo钢锻件，锻后要求进行调质处理。因其截面尺寸相差悬殊，水淬开裂倾向较大，油淬后大截面部位的淬火硬度又偏低，金相组织与力学性能不合格的情况时有发生，直接影响了曲轴疲劳强度及整机使用寿命。 1、淬火工艺 2、淬火880℃，水冷、油冷 3、调质硬度 调质以后的硬度大概在HRC32-36之间, 150C回火--55HRC 200C回火--53HRC [5][6] 300C回火--51HRC 400C回火-- 43HRC 500C回火--34HRC 550C回火--32HRC 600C回火--28HRC 650C回火--24HRC 4、具有高强度和高屈服点，综合力学性能比40Cr要好。冷变形塑性和切削 性均属中等，过热敏感性小，但有回火脆性倾向及白点敏感性。一般在调质状态下使用 5、采用水溶性淬火介质淬火工艺。为保证淬火液的正常使用，须对淬火液 温度进行严格的控制。淬火介质的逆溶点为70℃，最佳使用温度为(30～ 60)℃。将淬火液温度必须始终控制在工艺要求的范围内(见图4)。 6、 工艺的确定及生产应用 根据有关资料，我们用正交试验方法对连杆热处理工艺参数进行了优选，确定出比较适宜的介质浓度为8—20浓度为12%（可根据工件的大小、厚薄调整
浓度在8～12），并在此基础上，经过补充试验确结果表明，连杆与曲轴的淬火硬度均达到或超过了45HRC，与原来用油淬工艺相比，淬火硬度提高(5～10)HRC。金相检查表明，回火后的组织状态较油淬有明显的改善，故在强度相同的情况下，冲击韧度比油淬有了大幅度提高，由原来用油淬的80～100J/cm2提高到平均120J／cm2以上，力学性能与硬度的一次交检合格率分别达到100％和95％。不仅淬火效果好，产品合格率高，而且淬火时无烟气，改善了生产环境。对解决42CrMo等合金钢锻件“水淬开裂，油淬不硬”问题效果显着，并且，使用浓度低，粘度小，淬火时带出量少，消耗费用仅为油淬的50%一60%，可大大减少生产费用及不良品的损失费用。 7、42CrMo钢的调质处理主要事项 ①工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于Ar3 临界点，产生部分分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求。 所以小零件冷却液要讲究速度，大工件予冷要掌握时间。 ②②工件装炉量要合理，以1~2层为宜，工件相互重叠造成加热不均匀， 导致硬度不匀。 ③工件入水排列应保持一定距离，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻，造成 工件接近面硬度偏低。 ④开炉淬火，不能一口气淬完，应视炉温下降程度，中途闭炉重新升温， 以便前后工件淬后硬度一致。 ⑤要注意冷却液的温度，冷却液不能有油污、泥浆等杂质，不然，会出现 硬度不足或不均匀现象。 ⑥未经加工毛坯调质，硬度不会均匀，如要得到好的调质质量，毛坯应粗 车，棒料要锻打。 ⑦严把质量关，淬火后硬度偏低1~3个单位，可以调整回火温度来达到硬 度要求。但淬火后工件硬度过低，有的甚至只有HRC25~35，必须重新 淬火，绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，不然，失去 了调质的意义，并有可能产生严重的后果。 8、铬（Cr）：在钢中铁和碳形成碳化物，并能部分溶入固溶体中，并有改 善高温性能的作用，能增加钢的机械性能和耐磨性，可增大钢的淬火度和淬
W 18Cr4V钢热处理工艺研究 摘要通过对W 18Cr4V钢的性能特点进行了分析、对W 18Cr4V 钢的锻造工艺以及对W 18Cr4V钢进行退火、淬火及回火等热处理研究，得到了在实际生产中, W 18Cr4V钢采用正确的锻造及热处理工艺处理后, 用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好, 使用寿命长. 关键词 W 18Cr4V钢；锻造；热处理 ;退火；淬火；回火 一、对W 18Cr4V钢的介绍 高速钢W 18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素, 其总量超过 10%.特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性, 因而在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具. 我们在产品使用中发现,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定. 1、 W 18Cr4V钢的性能特点
W18Cr4V钢的化学成分见表 1。在钢中, 碳的质量分数为0. 70% ~ 0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体, 以保证高硬度和高耐磨性, 以及良好的热硬性。 钨是使高速钢具有热硬性的主要元素, W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时, 一部分Fe4W2 C 溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素, 有很高回火稳定性的马氏体。在 560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象, 使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用.。 铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。 钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解, 能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响, 回火时钒也引起二次硬化现象.。 2 组织结构特点 W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体, 莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物, 这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除, 只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具
热处理作业指导书 1. 目的 保证热处理质量。 2. 热处理方式 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 3. 热处理操作要求 3.1 .退火 退火是将铸钢件加热到Acs以上20?30C,保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图1 —1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表I —1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度。 图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图
表I—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用
表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度 3.2 .正火 正火是将铸钢件目口热到Ac。温度以上30?50°C保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
图1—2为碳钢的正火温度范围示意图 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火; 可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组 织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度 表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度 3.3 .淬火
1、热处理 定义：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。 目的及意义：金属材料改变性能的方法，改变使用性能和工艺性能，充分利用材料的潜能，控制产品质量，节省资源和材料，缩短生产周期、降低成本 2、固态相变 定义：成分、温度、压力等因素改变时，固态物质内部发生的组织结构变化。 研究意义：控制过程→获得预期的组织→得到预期性能。 三种基本变化：成分；结构；有序度 主要特点：相变阻力大，相界面结构关系，存在一定的位向关系和惯习面，非均匀、缺陷处形核，新相有特定形状`，原子迁移率低 驱动力：新/旧两相自由能差,晶体缺陷能 阻力：1，界面能 界面能产生原因：界面有一定厚度和体积；原子错排；结合键受破坏→能量高 三种界面类型：完全共格：界面原子完全匹配，除孪晶外，少见。半共格：界面能与位错密度、错配度有关，借助弹性畸变保持界面的匹配。非共格：界面能最大 2，应变能 产生原因：新/旧相比容不同（比容差应变能）。界面错配→新/旧相硬匹配（共格应变能） 共格界面应变能最大，非共格最小 比容差应变能与新相几何形状有关，球形应变能最大，针状居中，片状最小 3、奥氏体 性能 ←力学性能：塑性好、强度低。 ←物理性能：顺磁性。比容小。热膨胀系数大。导热性能差。 ←化学性能:抗腐蚀；耐热。 形成条件：（1）Ac1、Ac3、Accm以上，有一定的过热度。（2），过热度大，容易形成（3），实际相变温度与加热速度有关，不是固定值，加热速度越快，Ac1、Ac3、Accm越高。 奥氏体形成 （1）形核 ←球化体：优先在晶界的F/碳化物界面上形成，其次在晶内的F/碳化物界面上形成 ←片状P：优先在P团的界面上形成，其次在F/碳化物界面上形成 ←相界形核原因 碳浓度起伏，如F中高浓度区有利于向A转变 结构起伏→晶体结构改组容易 能量起伏→杂质、晶体缺陷多→形核→降低界面能、应变能 （2）长大 ←球化体：A包围碳化物，使碳化物与F分开，A形成F/A和C/A两个界面，双向推进长大。 ←片状P：垂直片方向（在A、F中存在碳浓度差，引起碳在以上两相中的扩散。为维持相界碳浓度的平衡，原始组织F和碳化物相就会不断溶解）。示意图 平行片方向（体扩散+界面扩散） 界面迁移路程短，是主要长大方式→平行方向长大速度快 （3）残余碳化物的溶解（4）奥氏体成分均匀化 影响A形成速度的因素 （1），加热温度：T↑→A化速度↑。（2），加热速度：V↑→转变温度↑，转变时间↓。 （3），含碳量