钢的热处理解析
钢的热处理(原理及四把火)
钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高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，不改变表面形状与尺寸。
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高钢的机械性能，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，而且能够提高机械产品质量、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、物理和化学气相沉积等；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W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝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的形成过程。
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。
1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。
2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。
（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。
（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。
钢铁材料的热处理介绍
(1)高温回火
将淬火后的钢件加热到500～650ºC，经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等
使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度和韧性及足够的硬度，消除钢件因淬火而产生的内应力
5．调质
将淬火后的钢件进行高温(500～600ºC)回火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的
7．化学热处理
将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬等)的化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使钢件表层具有某种特殊的性能
化
学
热
处
理
(1)钢渗的碳
将碳原子渗入钢件表层
常用于耐磨并受冲击的零件，如:轮、齿轮、轴、活塞销等
使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韧性
细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在O．8％以下的锻件或铸钢件
(2)球化退火
将钢件加热到临界温度以上20～30ºC，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷
降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于O．8％的碳素钢和合金工具钢
①改善组织结构和切削加工性能
②对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理
③消除内应力
3．淬火
将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却
①使钢件获得较高的硬度和耐磨性
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等
钢材的热处理介绍
钢材的热处理介绍
一、铁碳平衡状态图
1、钢中铁碳合金基本金相组织及性能
2、铁碳合金基本组织分布状况-铁碳平衡状态图
注：①随着含碳量和所处温度不同，铁碳平衡状态的金相组织。
含量在1.0％以下，只有可能产生奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体；含碳量＞1.0％的，除上述四种外，还有莱氏体出现。
②同一含碳量的铁碳合金，随温升高或下降，金相组织的转变称为相变。
3、铁碳平衡状态图上的主要特性线
4、铁碳平衡状态图上的主要特性点
5、室温下铁碳合金平衡组织的名称
二、钢的热处理
钢的热处理有淬火、回火、退火和正火四种。
1、淬火
注：淬火代号为C，C47表示淬火回火至HRC45～50。
2、回火
3、退火
注：退火代号为TH。
TH185表示退火HBS170～200。
4、正火
注：①正火代号为Z，Z195表示正火后HBS 180～210；
②亚共析钢的淬火、退火和正火加热温度均在Ac3以上30～50℃，保温一段时间。
冷却速度不同，可得到三种不同热处理结果；
③回火则视低温、中温、高温要求不同，加热温度亦不同。
5、钢结构焊接件热处理方法
注：对中、高碳钢，合金钢和铸铁的焊接通常都要预热和焊后热处理
三、钢中主要合金元素的作用和有害杂质的影响
1、钢中合金元素的作用
2、钢中有害杂质的影响
注：氢、氧、氮统称钢中的有害气体；硫和磷为杂质元素。
钢的主要热处理方法
火,等温淬火等.
一般在250-400°C和450-600°C会出现二个低冲击区.低温区
Hh
把预先经淬火或正火的钢,重新加热到相变点以下温 度,并以适当的温度冷却,以提高其塑性和韧度的工艺
过程.
获得稳定的金相组织;降低或消除淬火应力;降低强 (硬)度,提高塑性,韧性有利于切削加工.
的脆性不能靠重新回火来消除,被称为:不可逆回火脆性.因 此,一般应避免在此温度区回火. 高温回火脆性在回火后缓慢冷却时发生,可用重新回火快速冷
形变热处理
消除铸件的内应力,稳定其形状尺寸.对于特殊钢及特 殊性能合金或有色合金可用以提高强度等.含碳量越
高,效果越显著.
在温室下完成的是自然时效;用加热来加速完成的是人工时 效.
提高一般淬火钢的耐磨性及疲劳寿命,稳定精密零件 的 尺寸,形状,能缩短工艺周期,降低工艺成本(减少
残余奥氏体组织).
保持工件的心部韧性和使表面具有较好的耐磨性;可 提高冲击韧性和疲劳强度等使用性能.它只改变工件
表层组织,不改变表面化学成分.
S,D,Td等是以表面强化为主,提高表面强度,耐磨性和 疲劳强度,心部能保持原有的强度和韧性.
氰化同时也可以提高表面的热硬性和耐蚀性能.渗金属如铬, 铝,硅等主要是改善表面的物理,化学性质,如抗氧化,耐酸蚀 等;渗铬,硅还能增加耐磨性.它能改变表面的成分和组织,基
渗层性质与化分相同的钢类似.网状碳化物,并为淬 火作好组织准备.也能改善切削性能(对于低碳钢).
与退火的区别是冷却速度大.正火后的组织是细珠光体和少量 铁素体或单一的珠光体,硬度也较高.
1).按加热温度分:完全淬火,不完全淬火等;
2).按加热速度分:普通加热淬火,快速加热淬火等;
是从某一适当的温度施行快速冷却的工艺操作.一般 使工件具备一定的显微组织,以保证某一截面部位在 3).按加热介质差异分:有空气中的氧化加热淬火,可控气氛保
钢材的热处理及特性分解
铸造1.熔融的液态金属填满型腔冷却。
制件中间易产生气孔。
2.把金属加热熔化后倒入砂型或模子里，冷却后凝固成为器物。
3.铸造对被加工才料有要求，一般铸铁、铝等的铸造性能较好。
铸造不具备锻造的诸多优点，但它能制造形状复杂的零，因此常用于力学性能要求不高的支称件的毛丕制造。
例如机床外壳等。
锻造1.主要是在高温下用挤压的方法成型。
可以细化制件中的晶粒。
2.用锤击等方法，使在可塑状态下的金属材料成为具有一定形状和尺寸的工件，并改变它的物理性质。
3.锻造时，金属经过塑性变形，有细化晶粒的做用，切纤维连续，因此常用于重要零件的毛丕制造，例如轴、齿论等。
热处理热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温一定时间，然后用一定速度冷却，以改变金属的组织结构，从而改变其性能（包括物理、化学和力学性能）的工艺。
改善钢的力学性能或加工性能。
1.退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30〜50度或Ac1+30〜50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。
目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2. 一般在毛坯状态进行退火。
2.正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm以上30-50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。
对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。
3.淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
钢的热处理原理
§1热处理概述
定义：
T(℃) T加
保温
t
热处理工艺曲线
t(h)
目的及重要性：
大型铸钢件的热处理炉
真空淬火炉
改善材料的组织结构 提高性能 提高工件使用寿命 减低成本
分类：
热处理
普通热处理（四火：退火、正火、淬火、回火） 表面热处理 （表面淬火、化学热处理）
§2 钢在加热时的转变
铁素体呈平行扁平状，细小渗碳体条断续分布在铁素体 之间，在光学显微镜下呈暗灰色羽毛状特征。
铁素体呈针叶状，细小碳化物呈点状分布在铁素体中， 在光学显微镜下呈黑色针叶状特征。
40~45 45~55
下贝氏体 500 ×
性能 综合性能差（强、 塑、韧）
韧性好、综合性能好
钢在冷却时的转变
过冷奥氏体等温转变（共析钢）
马氏体转变（低温转变）
温度范围： 230 ～ -50℃（Ms～Mf） 转变特征：非扩散型转变 转变过程：
A
fcc 0.77%C
快速共格切变 50m/s
M
bcc 0.77%C
转变产物：M
马氏体是碳溶于α -Fe中所形成的过饱和间隙固溶体
M的形貌
板条状M
钢在冷却时的转变
片状M（针叶状）
过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线）
CCT曲线的建立 CCT曲线的分析 与C曲线比较 CCT曲线的应用
转变温度降低，温度区间变大，转变产物—S
v=v3：油冷， a3—开始点 ， a3′— 无意义，
转变分段进行，转变产物—T+M+ A′
v=v4：水冷， A在Ms 以前不分解，转变产物— M+ A′
钢材料热处理方式及其要求
钢材料热处理方式及其要求热处理是钢材料加工中的一种常用方法，可以改变钢材料的物理和化学性质，提高其硬度、强度、耐磨性等性能。
本文将介绍钢材料常见的热处理方式及其要求。
1. 淬火（Quenching）淬火是将高温加热至适宜温度后，迅速冷却的热处理方式。
通过淬火，钢材料的组织会发生变化，获得更高的硬度和强度。
淬火时需要注意以下要求：- 加热温度和保温时间要根据钢材料的类型和要求进行调整，确保达到适当的淬火效果。
- 冷却介质的选择要合适，常见的冷却介质包括水、油和盐溶液。
- 冷却速度要控制适当，避免出现裂纹和变形。
2. 回火（Tempering）回火是在淬火后，将钢材料加热至较低的温度，然后再进行适当的冷却的热处理方式。
通过回火，钢材料的硬度和脆性可以得到调控，使其具有更好的韧性和耐久性。
回火时需要注意以下要求：- 加热温度和保温时间要根据钢材料的类型和要求进行调整，确保达到适当的回火效果。
- 冷却过程可以采用空气冷却或水冷却，而且需要在钢材料达到目标温度后立即进行冷却，以避免过度软化。
3. 规整化（Normalization）规整化是将低温下加热至适宜温度，然后加热至高温（约50°C~100°C高于淬火温度），最后进行适当冷却的热处理方式。
规整化可以改善钢材料的显微组织，消除内部应力，并提高材料的机械性能。
规整化时需要注意以下要求：- 低温加热温度要根据钢材料的类型和要求进行调整，用于消除组织中的残余应力。
- 高温加热过程需要保温一段时间，以确保达到均匀的温度。
- 适当的冷却方法可以根据需要选择，常见的方法包括空气冷却和水冷却。
4. 固溶化（Solution Treatment）固溶化是将钢材料加热至固溶体区，然后迅速冷却的热处理方式。
通过固溶化，材料中的非均匀相可以溶解，从而提高钢材料的塑性和韧性。
固溶化时需要注意以下要求：- 加热温度要控制在固溶体区，以确保能使非均匀相溶解。
钢的热处理原理精华版解读
非扩散型相变（切变型相变） 在相变过程，没有成份变化，没有原子扩散，新
相的成长是通过晶格的切变和转动进行的，新相的 长大速度极快。
半扩散型相变 介于扩散型和非扩散型之间的相变。
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第二节 钢在加热时的转变
任何热处理均以加热为其第一步。通常把钢加热获得奥氏 体的转变过程称为“奥氏体化”。对于钢的大多数热处理工 艺，奥氏体的形成及奥氏体晶粒的大小对随后冷却时奥氏体 的转变特点和转变产物的组织与性能都有显著影响。
铁素体向奥氏体的转变速度比渗碳体溶解的 速度快得多，因此，珠光体中的铁素体总是首 先消失。
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（三）剩余渗碳体的溶解
铁素体消失后，仍有未溶解渗碳体存在。继续保温或继续 加热时，未溶渗碳体不断向奥氏体中溶解，直至全部消失。
（四）奥氏体成分均匀化
当渗碳体刚刚全部溶解完时，原渗碳体存在的地方含碳量 比原铁素体存在的地方含碳量要高，所以需要继续延长保温 时间或继续加热，让碳原子充分扩散，才能获得成分均匀的 奥氏体。
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三、固态相变的特点
固态相变是由固相转变为固相。固态相变的驱动 力是新、旧两相之间的自由能差。与液态结晶相比， 固态相变有着显著不同的特点。 （一）相变阻力大
界面能和体积应变能是固态相变过程的阻力，而 液态金属结晶时的阻力只有界面能一项。此外，固 态相变时原子的扩散更为困难。
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（二）新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向 关系
固态相变时，为了减小新、旧两相之间的界面能， 新相与母相晶体之间往往存在一定的晶体学位向关 系，常以低指数、原子密度大且匹配较好的晶面和 晶向相互平行。并且，新相往往在母相某一特定晶 面上形成，母相的这个晶面称为惯习面，这种现象 叫做惯习现象。
钢铁材料热处理讲解
钢铁材料热处理讲解钢铁材料热处理讲解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。
那么饿，下文是由yjbys店铺为大家整理的钢铁材料热处理讲解知识，欢迎大家阅读浏览。
一、热处理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、退火：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(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
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，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
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，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件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。
8、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工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，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。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
钢的热处理
钢的热处理弥散强化：合金的组织由固溶体和金属化合物组成时，第二相硬质点成为位错移动的障碍物。
在外力的作用，位错线遇到第二质点时发生弯曲，位错在第二质点下留下一位错环。
第二质点的存在增加了位错移动的阻力，使滑移抗力增加，从而提高了合金的强度。
也叫弥散强化。
加工硬化:金属在发生塑性形变时，位错密度增加，位错间的交互作用增强，相互缠结，造成位错运动阻力增大，引起塑性形变抗力提高，金属的强度和硬度明显提高，塑性和韧性明显下降叫做加工硬化。
细晶强化、固溶强化。
一、钢在加热时的转变：¤影响结晶后晶粒度的主要因素是：加热温度和预先变形度。
¤奥氏体的形成：奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解、奥氏体的均匀化。
¤影响奥氏体转变速度的因素：①加热温度②加热速度③钢中碳的质量分数④合金元素⑤原始组织¤影响奥氏体晶粒度的主要因素：：①加热温度和保温时间②钢的化学成分二、钢在冷却时的转变：¤奥氏体向珠光体转变是扩散性转变奥氏体向贝氏体转变是半扩散性转变（碳原子扩散铁原子不扩散）奥氏体向马氏体转变是非扩散性转变¤350~550转变产物是上贝氏体，成羽毛状。
在高温下形成，铁素体片较宽，塑性变形抗力差渗碳体分布在铁素体之间，容易引起脆断，因此强度和韧性差。
350~ M 转变产物是下贝氏体，黑色针状。
在低温下形成铁素体细小，无方向性，碳的过饱和度大位错密度高，且碳化物分布均匀，弥散度大，所以硬度高，韧性好，具有较好的综合性能。
¤马氏体：a非扩散型转变b转变速度很快c转变不彻底，总是留一些少量奥氏体d马氏体形成是体积膨胀，在钢中造成很大的内应力，严重时将使被处理零件开裂。
板条状（低碳马氏体）0.25%以下、针状马氏体三、钢的普通热处理：⒈退火：定义:把零件加温到一定温度保温一段时间,然后随炉冷却。
高温退火：完全退火、球化退火、扩散退火、等温退火低温退火：去应力退火、再结晶退火适用：完全退火：亚共析钢球化退火：共析钢和过共析钢等温退火：共析钢、亚共析钢扩散退火：全部加热温度：完全退火：是把钢加热到Ac3以上20℃～30℃，保温一定时间，随炉冷却至600℃以下，出炉空冷。
第五章钢的热处理-3.4.5.6节
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢 的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。
200-300℃，由于 高碳钢中A’转变 为M回, 硬度再次 升高。
大于300℃,由于 Fe3C粗化，马氏 体转变为铁素体, 硬度直线下降。
⑵ 共析钢 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。
⑶ 过共析钢 淬火温度: Ac1+30-50℃. 温度高于Accm，则奥氏
体晶粒粗大、含碳量高, 淬火后马氏体晶粒粗大、 A’量增多。使钢硬度、 耐磨性下降，脆性、变 形开裂倾向增加。
淬火组织: M+Fe3C颗粒 +A’。(预备组织为P球)
第三节 钢的退火和正火
机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）→预 备热处理→机加工→ 最终热处理。
退火与正火主要用于 预备热处理，只有当 工件性能要求不高时 才作为最终热处理。
一、退火
将钢加热至适当温 度保温，然后缓慢 冷却 (炉冷) 的热处 理工艺叫做退火。
1、退火目的
真空退火炉
⑴调整硬度，便于切削加工。适合加工的硬度为
4、等温淬火法 将工件在稍高于 Ms 的盐浴
或碱浴中保温足够长时间， 从而获得下贝氏体组织的淬 火方法。 经等温淬火零件具有良好的 综合力学性能，淬火应力小. 适用于形状复杂及要求较高 的小型件。
第五节 钢的淬透性
网带式淬火炉
一、淬透性的概念
淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其 大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。
强的介质中冷，却躲过 鼻尖后，再在另一种冷 却能力较弱的介质中发 生马氏体转变的方法。 如水淬油冷，油淬空冷.
钢的热处理介绍
2.3.4 钢的表面热处理与化学热处 理
1、钢的表面热处理 表面热处理是只对工件表层进行热处理以改变其组 织和性能的热处理工艺。常用的方法是表面淬火。 表面淬火是仅对工件表层进行淬火的热处理工艺。 表面淬火不改变零件表层的化学成分，只改变表层 的组织，并且心部仍保留原来退火、正火或调质状态 的组织。 目的是使工件表层具有高硬度、耐磨性，而心部具 有足够的强度和韧性。 工业上常用的表面淬火方法有火焰淬火和感应淬 火。
2.3.5 热处理工艺的应用
2）渗碳工序位置 (1)整体渗碳的工艺路线一般为： 下料→锻造→退火（正火）→粗加工、半精加工→渗碳→ 淬火、低温回火→磨削。 (2)局部渗碳的工艺路线一般为： 下料→锻造→退火（正火）→粗加工、半精加工→保护非 渗碳部位→渗碳→切除防渗余量→淬火、低温回火→磨削。 3）渗氮工序位置 渗氮零件（38CrMoAlA钢）的工艺路线一般为：下料→锻 造→退火→粗加工→调质→半精加工→去应力退火→粗磨 →渗氮→精磨或研磨。
2.3.4 钢的表面热处理与化学热处 理 2、钢的化学热处理简介
化学热处理是将工件放入一定温度的活性介质中加热 并保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学 成分、组织和性能的热处理工艺。 常用的化学热处理是渗碳和渗氮。 1）钢的渗碳 渗碳是将工件放入富碳的介质中加热到高温，使碳 原子渗入工件表层的化学热处理工艺。 2）钢的渗氮（氮化） 渗氮是在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的 化学热处理工艺。
2.3.3 钢的回火
3）高温回火 加热温度在500℃以上进行的回火。 目的：使工件获得强度、塑性和韧性都较好的综合力学 性能。 回火后组织：回火索氏体。 力学性能：200～350HBS，较好的综合力学性能。 应用范围：各种较重要的受力结构件。
钢的表面热处理方式
热处理是一种改善钢的机械性能的工艺方法，钢的五种表面热处理包括：淬火、退火、正火、回火、调质。
下面就浅谈下五种表面热处理的简介及其目的。
1、淬火Quenched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。
2、退火Annealing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；降低残余应力，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。
退火工艺目的包括：(1) 降低硬度，改善切削加工性.(2)降低残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
(4)均匀材料组织和成分，改善材料性能或为以后热处理做组织准备。
在生产中，退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
3、正火Normalizing正火是—种改善钢材韧性的热处理。
将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。
主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂倾向。
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第六章（钢的热处理）测试题一.一. 填空题：1．钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和______________ ,使其获得所需的________ 与________的一种工艺方法.2.45钢在室温时的组织为__________________ ,当加热到A c1线时, _________转变为________,温度继续升高,________不断转变为_________,直至Ac3线以上,才全部转变成单相的奥氏体组织.3.奥氏体转变为马氏体需很大的过冷度,其冷却速度应大于________________,而且必须过冷到____________温度下.4.马氏体的转变温度范围为_________,其显微组织同含碳量有关.含碳量高的马氏体呈___________ 针状,含碳量低马氏体呈______状.5.常用的退火方法有_____、______和__________等。
6．亚共析钢的淬火加热温度为______以上30~50℃，加热后得_____________组织，快速成冷却后得____________组织，过共析钢的淬火加热温度为_____以上30~50℃，加热后得_______________组织，快速冷却后得到________________________组织。
7．淬火钢在回火时的组织转变可分为__________、______________ 、______________、_______________四个阶段。
8．化学热处理是通过_____________、___________和__________三个基本过程完成的。
9．根据回火温度的不同，回火可分为____________、______________和___________三类，回火后得到的组织分别是_______________、_______________和__________________。
二.选择题1．过冷奥氏体是指冷却到（）温度以下，尚未转变的奥氏体A.MsB. MfC.A12．45钢的正常淬火组织应为（）A．马氏体B．马氏体+铁素体C．马氏体+渗碳体3．一般来说，碳素钢淬火应选择（）作冷却介质，合金钢应选择（）作冷却介质。
A．矿物油 B.20℃的10%自来 C.20℃的10%食盐水溶液4．调质处理就是（）的热处理。
A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火5．钢在加热时，判断过烧现象的依据是（）。
A.表面氧化B.奥氏体晶界发生氧化或熔化C.奥氏体晶粒粗大6．零件渗碳后一般须经（）处理，才能达到表面硬而耐磨的目的。
A.淬火+低温回火B.正火C.调质7．为改善20钢的切削加工性能，通常采用（）；为改善T10钢的切削加工性能，通常采用（）处理。
A.完全退火B.球化退火C.正火8．现有45钢制造的汽车轮毂螺栓，其淬火加热温度应选择（），冷却介质应选择（）。
A.750℃B.840℃C.1000℃D.20℃的10%食盐水溶液E.矿物油三.判断题1.实际加热时的临界点总是低于相图上的临界点. ( )2.珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物，所以它们的力学性能相同。
( )3.钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar1,Ar3,Ar cm表示( )4.索氏体和回火索氏体的性能没有多大区别。
( )5.由于正火较退火冷却速度快，过冷度大，转变温度较低，获取得组织较细，因此同一种钢，正火要比退火的强度和硬度高。
( )6.淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。
( )7.钢回火的加热温度在A1以下，因此，回火过程中无组织变化( )8.完全退火不适用于高碳钢。
( )9.钢渗氮后无需淬火即有很高的硬度及耐磨性。
( )四．名词解释1．连续冷却转变与等温转变。
2．淬透性与淬硬性。
五．综合分析题1．奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？2．什么是表面淬火？表面淬火的方法有哪几种？表面淬火适用于什么钢？第六章（钢的热处理）测试题二一．填空题（每空1分，共40分）1.根据工艺的不同，钢的热处理方法可分为_____________________,__________________和____________________三种,而整体热处理又分为____________、____________、________________、______________四种2.共析钢加热时，珠光体转变为奥氏体的过程是由_____________ 、____________、和__________________ 四个过程组成的。
3.T10钢在室温时的组织为____________________转变为____________，温度继续升高，______________逐渐溶解到_____________ 中，直至Ac cm线以上，才全部转变成单相的奥氏体组织。
4.共析钢的等温转变曲线中，在A1~550℃温度范围内转变产物为_______________,________________和_______________，在550℃~Ms温度范围内，转变产物为_________ 和___________ 。
5.马氏体是___________________在_______________中的________________固溶体6. 工厂里常用的淬火方法有_______________ 、___________ 、_______________和_________________等。
7.常见的淬火缺陷有____________________ 、_________________、_____________ 和______________等.8.感应加热表面淬火法，按电流频率不同可分为_____________________、______________________和_______________ 三种。
9.渗碳零件必须采用_____________________ 或_______________ 材料。
二．选择题（每选项1分，共10分）1．确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（）A．C曲线 B.Fe-Fe3 C C.相图 D.钢的Ms线2．下列冷却介质按冷却能力由大到小的次序排列为：（）>（）>( )A.20℃自来水B.20℃的10%食盐水溶液C.矿物油3．钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力称为（）A.淬硬性B.淬透性C.耐磨性4．调质处理后的组织是（）A.回火马氏体B.回火索氏体C.回火托氏体5．化学热处理与其他热处理方法的主要区别是（）A.加热温度B.组织变化C.改变表面化学成分6．用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（）热处理。
若改用45钢制造这一齿轮，则采用（）热处理。
A.淬火+低温回火B.表面淬火+低温回火C.渗碳+淬火+低温回火7．用65Mn钢做弹簧，淬火后应进行（）A．高温回火 B.中温回火 C.低温回火三.判断题(每题1分,共10分)1.珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的. ( )2.下贝氏体具有较高的强度、硬度和较好的塑性、韧性。
（）3.钢的晶粒因过热而粗化时，就有变脆倾向（）4.在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。
（）5.钢的最高淬火硬度，主要取决于钢中奥氏体的含碳量。
（）6.淬火后的钢，回火温度越高，回火后的强度和硬度也越高( )7.感应加热表面淬火，淬硬层深度取决于电流频率，频率越低，淬硬层越浅；反之，频率越高，淬硬层越深。
（）8.同类钢在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好。
（）9.双介质淬火工件的内应力小，变形及开裂小，但操作较困难。
( )10.一般说，回火钢的性能不但与加热温度有关，而且与冷却速度有关。
( )四．名词解释1.单液淬火与双介质淬火2.过冷奥氏体与残余奥氏体五．问答题1.什么是回火？钢淬火后为什么要回火？2.什么是化学热处理？常用的化学热处理方法有哪些？3.零件何时需要表面热处理？常用的表面热处理方法有哪些？单元五（钢的热处理）测试题三一、填空题（每空1分，共40分）1、热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本原因是由于______________转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了_____________与________________变化。
2、热处理工艺是由_______________、____________和____________三个阶段组成，整体热处理方法可分为____________________ 、_____________________ 、___________________和____________________四种。
3、淬火的主要目的是把____________体化的钢淬成马氏体，从而提高______________、______________、______________性和韧性。
4、常用淬火冷却介质为______________和______________，一般碳钢用______________冷，合金钢用______________冷。
5、淬火钢在回火时，组织转变分为_______________、______________、_______________、__________________四个阶段。
6、在冲击载和摩擦条件下工作的零件（如齿轮等），要求其表面具有高的______________和________________性，而心部应具有足够的____________ 和韧性，应采用钢的表面热处理，常用方法有______________和______________两种。
7、淬透性是指在规定条件下，钢在__________时获得__________组织________________的能力，淬透性__________(好、差)的钢易于整体液硬。
8、淬硬性是指钢在理想条件下淬火成______________ 后所能达到的______________硬度。
淬硬性主要取决于______________。
9、表面渗碳处理后，工件经______________及______________，表面获得______________，而内部又具有较高的______________。
10、以渗氮为主的碳氮共渗也叫______________________。
二、选择题（每空1分，共10分）1、用45钢制造齿轮，锻造后的典型热处理工艺应为。
（）A、正火处理B、退火C、调质2、化学热处理与其他热处理的主要区别是。
（）A、加热温度B、改变表面化学成分C、组织变化3、钢淬火后的组织是（）A、马氏体十铁素体B、马氏体十奥氏体（少量）C、珠光体4、用65Mn钢热成型弹簧后应进行( )A、淬火B、淬火十中温回火C、不需要淬火5、分级淬火分级的目的是( )A、使A成分趋于均匀B、使工作在介质中停留期间完成组织转变B、使工件内外温差达到最小，减小淬火应力6、工业生产中所说的“水淬油冷”是指（）A、分级淬火B、延时淬火C、双介质淬火电厂7、通常把碳在α-Fe中的过饱和固溶体，称为( )A、奥氏体B、马氏体C、珠光体8、钢回火的性能只与( )有关A、冷却速度B、加热温度C、含碳量10、碳素工具钢制造的丝锥应采用( )A、双介质淬火B、马氏体分级淬火C、贝氏体等温淬火三、判断题（每题1分，共10分）1、淬火内应力是造成工件变形和开裂的原因。