钢的热处理工艺

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钢的五种热处理工艺

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。

钢材的热处理工艺

淬火HardeningorQuenchingcuihuǒ(行业内，淬读"zàn"音，即读“zànhuǒ〞〕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，保温一段时刻，使之全部或局部奥氏体[1]化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下〔或Ms四面等温〕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、疲乏强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。

也能够通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特别的物理、化学性能。

淬火能使钢强化的全然缘故是相变，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，但文献中又瞧不到它的存在。

也确实是根基讲，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〞那么为假借词。

淬火将金属工件加热到某一适当温度并维持一段时刻，随即浸进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。

钢的热处理工艺方式

钢的热处理工艺方式
钢的热处理工艺方式有多种，通常根据钢材的用途和要求来选择合适的热处理工艺。

以下是几种常见的钢的热处理工艺方式：
1. 淬火（Quenching）：将高温加热后的钢材迅速冷却，使其组织转变为马氏体或贝氏体，从而增加钢材的硬度和强度。

2. 回火（Tempering）：在淬火后，将钢材重新加热至一定温度，然后冷却至室温，通过调整回火温度和时间，可以使钢材的硬度和强度适度下降，同时还能提高钢材的韧性。

3. 规定化处理（Normalizing）：将高温加热后的钢材在空气中冷却，使其组织均匀化，消除内部应力，提高钢材的韧性和延展性。

4. 淬火与回火组合（Quenching and Tempering）：首先进行淬火使钢材达到一定的硬度和强度，然后进行回火处理以提高钢材的韧性，同时保持较高的强度。

5. 固溶处理（Solution Treatment）：将钢材加热至足够高的温度后快速冷却，使固溶体内的溶质均匀溶解，从而改善钢材的塑性和加工性能。

6. 淬火回火组合与固溶处理相结合：根据具体需求，可以将淬火回火组合和固溶处理相结合，以综合提高钢材的硬度、韧性和耐蚀性等性能。

上述的热处理工艺方式只是钢材热处理中的一部分，不同钢材和具体要求还可以采用其他的热处理工艺方式，如时效处理、退火处理等。

热处理的选择和控制对于钢材的性能和质量有着重要的影响，需要根据具体情况进行调整和优化。

钢铁热处理工艺简介

存铁素体，（马氏体中有如“孔洞”）严重影响钢的强度，韧性。
过共析钢：Ac1—Accm ,不完全淬火，使淬火组织中保
留一定数量细小，弥散的C化物颗粒，以提高耐磨性（通过控制C化物数量，控制A的C浓度及合金浓度；从而控制马氏体成分，组织和性能）
碳素工具钢： t=Ac1+„30-70‟℃, 合金钢，高合金
钢的表面热处理
二、火焰加热表面淬火，
（0.8—6mm）深的淬火硬化层。气体燃料与在氧气或空气中燃烧（2000℃以上），当乙炔和氧气1：1时，火焰温度最高，可达3000℃，氧炔焰。优点：设备简单，使用方便成本低等。缺点：不易控制加热温度，易过热，且淬火质量不易均一。
钢的化学热处理
钢件臵于一定温度的化学活性介质中，使一种或几种元素的原子渗入钢件表面，改变钢件表层化学成份，获得预期的组织和性能。可利用C素钢，低合金钢代替高合金钢，降低成本。
钢的淬火
（三）淬火冷却：冷却是淬火的关键工序，关系到淬火
质量的好坏。 → 快冷：碳钢—水冷合金钢—油冷
目的：防止过冷A在Ms点以上发生任何分解。 600—400℃温度分解快，只要在此期间快冷，其它温度不需要，Ms点以下反而希望冷却慢些，以防止变形开裂。 → 冷却介质的选择原则快冷并非越快冷越好，在保证淬硬的前提下，尽量选择缓和的介质，以减小淬火变形和开裂。对冷却介质的要求是：要求的淬火硬度和深度、淬火变形不超过公差范围，不出现淬火组织缺陷，不开裂
一、钢的渗C
用于齿轮、活塞、销轴等工件，需承受弯、扭，交变载荷，冲击载荷，很大接触应用和磨损的情况低C钢件，渗C性介质(CO→[C]+CO2（放热）、（CH4→[C]+H2 （吸）、（固体渗C剂），加热至单相奥氏体区（930℃左右），保温足够长时间，使表面层C浓度提高，。 C钢件都是C＝0.1—0.25%的低C钢（C素钢、低合金钢），而表面C＝0.8—1.1%，合适渗C层厚度。渗C后工件进行淬火+低温回火

钢的热处理工艺

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。

钢的热处理工艺教学课件

02
钢的热处理工艺原理
钢的加热过程
钢的加热过程是热处理工艺中的重要环节，通过加热使钢的内部组织发生变化，以达到所需的性能要求。
加热过程中，钢的奥氏体化过程是关键，需要控制加热温度、时间和介质，以确保奥氏体晶粒度的均匀和适宜。
加热过程中还需注意防止氧化和脱碳现象，以保持钢材的表面质量。
02
热处理是一种重要的金属加工工艺，广泛应用于各种金属材料，如钢铁、铝合金、铜合金等。
热处理的重要性
提高材料的机械性能
通过热处理可以改变金属材料的内部组织结构，提高其硬度和强度，从而提
高材料的机械性能。
保证材料质量
热处理可以消除金属材料在加工过程中产生的内应力，提高其稳定性和耐久
性，保证材料质量。
钢的相变过程
钢的相变是指在热处理过程中，随着温度的变化，钢内部的组织结构发生变化的过程。
在相变过程中，奥氏体转变为铁素体和渗碳体的混合物，这个过程对钢的性能产生重要影响。
相变过程需要精确控制温度和时间，以获得理想的组织结构和性能。了解和掌握相变过程对于制定合理的热处理工艺具有重要意义。
03
钢的热处理工艺流程
空冷室
利用自然对流冷却原理，将钢件放置在室内自然冷却。
流态化冷却装置
利用流态化原理，通过循环流动的冷却介质实现快速冷却。
辅助设备
搬运设备
如起重机、输送带等，用于在各工艺环节间移动钢件。
装料机
用于将钢件自动装入加热炉或冷却设备中。
测温仪和控温系统
用于监测和控制加热炉和冷却设备的温度。
气氛控制装置
铸钢热处理工艺分类根据加热温度和冷却方式的不同，铸钢热处理工艺可分为退火、正火、淬火和回火等类型。

钢材热处理的四种方法

钢材热处理的四种方法
钢材热处理是钢铁制造业中的一项重要工艺，它能够改变钢材的组织结构和性能，增强钢材的强度、韧性和耐磨性。

现在，我们将介绍热处理钢材的四种方法。

1. 火焰淬火
火焰淬火是一种常见的钢材热处理方法，它通过在钢材表面加热的同时，使用水、油或空气急冷的方式来迅速冷却钢材。

这种方法可以提高钢材的硬度和韧性，适用于生产高强度、高韧性的组件。

2. 淬火加回火
淬火加回火是一种将淬火和加回火结合起来的热处理方法。

首先，在高温下进行淬火，然后在适当的温度下进行回火，可以使钢材获得较高的强度和韧性。

这种方法适用于制造高强度和高耐磨性的零件。

3. 退火
退火是一种将钢材加热至一定温度，然后缓慢冷却的热处理方法。

这种方法可以使钢材改善韧性和可塑性，较好地适用于制造需要弯曲、拉伸和冲压的钢材产品。

4. 软化处理
软化处理是一种将钢材加热至高温，然后缓慢冷却的热处理方法。

这种方法可以使钢材获得较高的可塑性和韧性，具有优良的加工和成形
性能。

总的来说，这四种方法是钢材热处理中较为基础和常见的方法。

每种方法都有其特定的优缺点和适用范围，因此在选择热处理方法时，需要结合不同的钢材类型和使用条件来进行选择。

钢的热处理工艺

3）分级淬火）概念将奥氏体状态的工件首先淬入略高于钢的 Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。
4）等温淬火）将奥氏体化后的工件在稍高于Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。
（5）钢的淬透性） 1）淬透性的概念）指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，钢的淬透性大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度来表示。度来表示。通常采用从淬火工件表面到半马氏体区距离作为淬透层深度。深度。 2）影响淬透性的因素）主要因素是化学成分以外，除Co以外，所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。以外所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。奥氏体的均匀性、奥氏体的均匀性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都会影响淬透性。会影响淬透性。
感应加热表面淬火的分类据电流频率的不同，可将感应加热表面淬火分为三类：第一类高频感应加热淬火常用电流频率：80～1000kHz 淬硬层深度： 0.5～2.0mm 应用：适用于中小模数的齿轮及中小尺寸的轴类零件等。第二类中频感应加热淬火常用电流频率：2500～8000Hz 淬硬层深度： 2～10mm 应用：适用于较大尺寸的轴和大中模数的齿轮等。第三类工频感应加热淬火电流频率：50赫兹淬硬层深度：可达10～15mm 应用：适用于较大直径零件的穿透加热及大直径零件如轧辊、火车车轮等的表面淬火。
二、正火
概念将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热临界温度以上空冷处理工艺。处理工艺。亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。

钢的热处理工艺

的含碳量为 0.6~1.4% ，正火组织中不出现先共析相，只存在伪共析珠光体和索氏体。对于亚共析钢，正火后组织中析出的铁素体数量较少，珠光体数量较多，且珠光体片间距较小；对于过共析钢，正火可以抑制先共析网状渗碳体的析出。
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正火工艺较简单、经济，主要应用于以下方面：
（1）改善低碳钢的切削加工性能碳量〈0.25 ％的低碳钢及低合金钢，退火后硬度过低，正火处理可提高硬度，改善切削加工性能。（2）消除中碳钢热加工缺陷中碳结构钢铸、锻、轧及焊件，热加工后易出现魏氏组织、晶粒粗大等过热缺陷和带状组织，正火可消除，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。（3）消除过共析钢网状碳化物
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（１）热应力及其变化规律
工件在加热和冷却时，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不一致而产生的内应力称为热应力。以圆柱工件为例分析热应力的变化规律到了冷却后期，表层温度的降低和体积的收缩已经终止，而心部体积继续收缩，由于心部受到表层的牵制，应力逐渐转变为拉应力，而表层则受到压应力。当整个试样冷至室温时，内外温差消失，冷却后期的应力状态被保留下来成为残余应力。因此，工件淬火冷至室温时，由于热应力引起的残余应力表层
炉冷至略低于 Ar1的温度等温处理。如此多次反复加热和冷却，最后冷至室温，以获得球化效果最好的粒状珠光体组织。
一次球化退火等温球化退火
往复球化退火
8
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
9
（4）扩散退火
扩散退火又称均匀化退火，是将铸锭、铸件加热至 Ac3 或 Accm 以上 150 ～ 300℃，保温 10 － 15h ，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。
温度）所需要的时间，而且取决于组织转变所需要的时间。完全退火保温时间与钢材的化学成分、工件的形状和尺寸、加热设备类型、装炉量以及装炉方式等因素有关。退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高。碳钢＜ 200℃/h ，低合金钢＜100℃/h，高合金钢＜50℃/h。出炉温度在600℃以下。将奥氏体化后的钢很快降至稍低于 Ar1 温度等温，使奥氏体转变为珠光体，在空冷至室温，称为等温退火。等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢等，可以显著缩短退火时间；但不适合大截面工件和大批量炉料。

钢的热处理工艺技术

钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。

不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。

以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。

1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。

退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。

2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。

淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。

常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。

3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。

回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。

4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。

正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。

5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。

先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。

6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。

通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。

7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。

通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。

以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。

合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。

钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。

随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。

首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。

退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。

钢的热处理工艺

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。

钢的热处理工艺

回火目的：１）淬火得到的淬火马氏体组织很脆，存在较大的内应力，容易产生变形和开裂。２）淬火马氏体和残余奥氏体都是亚稳定组织，在适当条件下有可能分解，导致零件形状、尺寸和使用性能的变化。３）为获得要求的强度硬度、塑性和韧性。因此淬火钢一般不直接使用，必须进行回火。
二、回火的分类和应用
根据回火温度和对淬火钢力学性能的要求，一般将回火分为三类：
定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间保温（10~20 h），以消除成分偏析的热处理工艺。
加热温度；略低于固相线温度。亚共析钢：T＝Ac3 + (150℃～300℃) 过共析钢：T＝Accm+(150℃～300℃) 目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化实质：使合金元素的原子充分扩散。适用于：合金钢铸件和铸锭。后续处理：保温10～20小时退火后晶粒较粗大，一
热处理分类
普通热处理：退火、正火、淬火与回火
表面热处理：表面淬火化学热处理
形变热处理：控制轧制
§10-1 钢的退火与正火
一、钢的退火
钢的退火：将（组织偏离平衡状态的）钢加热到Ac1 以上或以下温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却（一般为炉冷至550℃后空冷），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
4、淬火冷却介质
理想冷却速度： 1）在Ac1～650℃之
间慢冷，以↓热应力 2）在650℃～400 ℃
之间快冷，以避开“鼻尖；防发生非M相变 3）在400 ℃以下慢冷，以↓组织应力。
图5 理想冷却速度
常用淬火介质介绍
1．自来水（30℃以下）
冷却特性：在650-400 ℃冷却能力较小、在Ms附近点冷速极快，淬硬能力较强。
淬透性与淬透层深度关系：

钢的热处理

钢的热处理工业生产中热处理工艺分为：普通热处，即退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”表面热处理，包括表面淬火（感应加热淬火、火焰淬火）、化学热处理（渗碳、氮化、碳氮共渗）。

1.退火是将钢加热到一定温度保温以后，随炉缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。

其主要目的是降低硬度，提高塑性，细化或均匀组织成分，消除内应力。

常用的退火有去应力退火、完全退火和球化退火。

2.正火将钢加热到适当的温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。

其目的是调整硬度，改善切削加工性；细化晶粒，均匀组织；消除网状碳化物，为球化退火或最终热处理作准备。

正火和退火相比，正火的冷却速度快，所得组织更细密，强度硬度较高。

3.淬火是将钢加热到一定温度保温后，快速泠却，以取得马氏体组织的热处理工艺。

淬火的目的是提高硬度、强度和耐磨性，淬火后必须配以适当回火。

淬火是在冷却液中进行冷却，理想的淬火冷却液应该保证工件在650～500℃快速冷却，而在300～200℃慢速冷却。

常见冷却方法有单液、双液、分级和等温淬火。

淬火工艺应区分两个概念：淬硬性和淬透性。

淬火的缺陷：硬度不足和软点、过热与过烧、变形和裂纹、氧化和脱碳。

4.回火是将淬火后的工件重新加热到低于727℃的温度，保温冷却的热处理工艺。

回火常是工件最终的热处理，淬火+回火是强化钢材的一个完整过程。

其目的：消除淬火应力与脆性，稳定淬火组织，并获得较高的机械性能。

按回火温度不同分：低温回火（150～250℃）、中温回火（350～500℃）、高温回火（500～650℃）。

淬火后的高温回火也称为调质，在轴类零件、齿轮应用很多，可获得优良的综合力学性能。

5.表面热处理只仅对工件表层进行淬火的工艺，以获得“表硬心韧”的力学性能。

常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。

（一）碳素钢碳素钢也称碳钢，使用最为普遍。

它的主要成分是铁和碳，此外还有硫、磷、锰、硅。

时间保温炉冷空冷水冷（油冷）淬火退火调质回火正火温度加热各种热处理的示意图1.分类2.碳素钢的牌号表示、性能及用途（1）普通碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。

钢的热处理工艺

冷拉、冷挤压成形工件。
工艺参数
加热温度：一般碳钢和低合金钢600-700℃；温度太高，晶粒
粗化，温度太低，再结晶不充分。
保温时间： 1-3h。
冷却速度：随炉冷至500℃，出炉空冷。
1. 退火分类与常用工艺
去应力退火
冷变形后的金属在低于再结晶温度加热，以去除由于形
变加工、锻造、焊接等所引起的应力,但仍保留冷作硬
2.3. 正火工艺
双(多)重正火：对工件进行两次或两次以上的正火。
AC3+(150-200)℃
AC3+(30-50)℃
温度/℃
Ac3
时间
工艺说明
@ 含有粗大组织或魏氏组织的锻件和铸件，如20Mn、
20CrMoV、15Cr等低合金钢铸件。
@ 第一次正火消除组大组织。
然后冷至 A r1- ( 2 0 - 3 0 ) ℃ ，并在此温度等温较长时间，随后炉冷至
550℃后空冷的工艺。
温度/℃
AC1+(10-30)℃
.
Ac3
Ac1
Ar1-(20-30)℃ 550℃
随炉缓冷
时间
空冷
与普通球化退火相比，退火周期短，球化组织均匀，
适用于大件。
冷却速度：缓冷至500℃以下出
炉空冷, 大件、易畸变件冷至
200-300℃再出炉空冷。
小结
01
退火得到接近平衡的组织, 是生产中常用的热处理方法,
退火种类繁多, 目的各不相同, 工艺差别较大; 大部分
退火工艺有3个基本特点, 一是加热温度在Ac1以上, 二
是慢冷, 三是得到珠光体型转变产物。
- 2 0 8 H B W ，球化级别 2 - 3 级。加工路线：备料 - 锻造 - 球化退火-车削

钢的热处理工艺

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。

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。

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精选范本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。

钢的热处理基本工艺

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。

钢的热处理工艺

表：退火和正火的热处理工艺
名称完全退火
等温退火
球化退火
热处理工艺
将亚共析碳钢加热到Ac3以上 20～30℃，保温，炉冷或随炉缓冷到600℃以下，出炉空冷
将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度等温保温，使过冷奥氏体转变为珠光体，空冷至室温
将过共析碳钢加热到Ac1以上 20～30℃，保温2～4h，使片状渗碳体发生不完全溶解断开成细小的链状或点状，弥散分布在奥氏体基体上，在随后的缓冷过程中，或以原有的细小的渗碳体质点为核心，或在奥氏体中富碳区域产生新的核心，形成均匀的颗粒状渗碳体
T
ACm或AC3 AC1 +20~30℃
AC1
t
球化退火工艺关键：
加热温度略高于Ac１的好处：保留较多的未溶碳化物或较大
的碳浓度梯度（分布不均匀）。
加热温度过高， Fe3CⅡ慢冷时网状析出。
① Fe3C形态控制 ←控制奥氏体化程度 ② 球的大小控制 ←控制过冷奥氏体冷却转变的温度
T12钢完全退火与球化退火后组织与性能比较
• 考虑切削加工性能 (金属最佳切削硬度范围170～250HBW) 低碳钢（w(c)<0.25%）：硬度太低，粘刀，多选用正火，提高硬度；中碳钢（ w(c) =0.25%～0.5％）：完全退火或正火；中高碳钢（w(c) =0.5%～0.75％）：完全退火；高碳钢（w(c)>0.75％）：硬度高，难以切削，球化退火，降低硬度；高碳钢（w(c)> 0.9%）：正火(消除网状碳化物)＋球化退火。 • 经济性因素正火周期短，耗能少，操作简便，在满足切削加工性能的条件下尽可能以正火代替退火。
定义: 把零件加温到适当温度（通常是在临界温度以上，有时在临界温度以下），保温一定时间，然后缓冷（炉冷、坑冷、灰冷），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。