2热处理钢的热处理工艺
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。
钢的普通热处理工艺主要有
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。
四、回火回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却，使其组织达到均匀化和调质的目的。
回火分为低温回火和高温回火两种。
低温回火：将淬火后的钢材加热到200～300℃，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。
钢的热处理原理及工艺
6.67 0.89 14.8 0.41 0.02
表明： 相界面向α一侧推移速度比向Fe3C一侧的推移速度快14.8倍。 通常情况下，片状珠光体的α片厚度比Fe3C片厚度大7倍。 所以奥氏体等温形成时，总是α先消失，剩余Fe3C。
3)残余Fe3C溶解
未溶解，这些Fe3C称为残余Fe3C。
也是一个点阵重构和碳的扩散过程。
（1）过冷奥氏体缓慢冷却，分解的过冷度很小，得到 近于平衡的珠光体组织。 （2）冷却速度较快时，可把过冷奥氏体过冷到较低温 度，碳原子尚可扩散，铁原子不能扩散，得到贝氏体组织。 （3）更快速的冷却，奥氏体迅速过冷到不能进行扩散 分解，得到马氏体组织。
Figure 8. TTT Diagram and microstructures obtained by different types of cooling rates
dC
A 长大
∆Cr↔k
dx
∆Cr↔α
2）奥氏体晶格改组
一般认为： ①平衡加热过热度很小时，通过Fe原子子扩散完成晶格改组。
②当加热过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
2）奥氏体晶核的长大速度
奥氏体晶核向铁素体和渗碳体两侧推移速度是不同的。
780℃时，
v v Fe 3C
C Fe 3C C
α→γ结束后，还有相当数量的Fe3C尚
残余Fe3C溶解
4）奥氏体均匀化
在原来Fe3C部位，C%较高，而原来α部位C% 较低，必须经过适当保温后，奥氏体中的C%才能均 匀。
A 均匀化
共析碳钢A形成过程示意图
1.奥氏体晶核的形成 2.奥氏体晶核的长大 3.残余渗碳体的溶解 4.奥氏体成分的均匀化
钢的热处理工艺
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
Ar1以下20℃左右进行较长时间的等温处理。
球化退火的关键在于使奥氏体中保留大量未溶的碳化物质点，
并造成奥氏体中碳浓度分布的不均匀性。如果加热温度过高或保温
时间过长，则使大部分碳化物溶解，并形成均匀的奥氏体，在随后冷却时球 化核心减少，使球化不完全。
渗碳体颗粒大小取决于冷却速度或等温温度，冷却速度快或等温温 度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物聚集作用小，容易形成片状碳化物， 从而使硬度偏高。
表面脱碳会降低工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度。脱碳进行的速 度取决于化学反应速度和碳原子的扩散速度。加热温度越高，加热时间 越长，脱碳层越深。
为了防止工件氧化与脱碳，可采用盐浴加热、保护气氛加热、真空 加热或装箱加热等方法，还可以采用在工件表面热涂硼酸等方法，有效 防止或减少工件表面的氧化或脱碳。
３．淬火冷却
过共析钢淬火加热温度为Ac1以上30－50℃ 。（不完全淬火）
淬火前要球化退火，组织为粒状珠光体。加热后组织为细小奥氏体及未溶 粒状碳化物，淬火后得隐晶马氏体加细小粒状渗碳体，这种组织具有高硬 度、高强度、高耐磨性，且有较好的韧性。如淬火温度高于Accm，则渗 碳体全部溶入A中，含碳量增高，MS点降低，淬火后残余A量增多，降低 硬度和耐磨性，同时A晶粒粗大，冷却后得粗片状M，使钢的韧性降低。 低合金钢由于合金元素的加入，A化温度通常高于碳钢，一般为Ac1 或Ac3以上50－100℃ ；高合金工具钢含有较多的强碳化物形成元素，则 可采用更高的加热温度。
第2章 钢的热处理工艺
分类
（1）按加热温度分为临界温度以上或以下 完全退火 临界温度以上 扩散退火 不完全退火 球化退火
再结晶退火
临界温度以下 去应力退火
（2）按冷却方式 等温退火 连续冷却退火
加热温度范围
1.完全退火
概念 将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～ 30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷 却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。
4 淬火方法 原则：保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减
小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
温 度
A1
Ms 时间
单液淬火
双液淬火 ★概念 将奥氏体状态的工件放入一 种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点 操作简单，容易实现机械化 ★适用范围 形状简单的碳钢和合金钢工 件。
2）加热时间
保温时间指工件装炉后，从炉温回升到淬火温度时起， 至出炉止所需时间。 保温时间包括两段时间： 一段是整个工件温度达到淬火温度所需要的时间，称为 工件透热时间； 另一段为整个工件组织完全转变所需要的时间，称为组 织转变所需时间。 保温时间为工件透热时间与组织转变所需时间之和。 保温时间按照零件最大厚度或条件厚度来确定。 最大厚度指零件最厚截面处的尺寸或叠放零件的总厚度。 条件厚度指零件实际厚度（壁厚）乘以形状系数。 球形、正方形零件的形状系数为0.75； 棒状零件的形状系数为1.0。
图6-14是碳钢的淬火温度范围。
工件尺寸及形状的影响
小工件采用较低的淬火温度。反之，采用高的淬 火温度。
小工件加热快，温度高可能引起棱、角处过热和增大变形， 故淬火温度取下限。 大工件加热慢，温度低容易造成加热不足及延长工时，故 应适当提高淬火温度。
对形状复杂，容易变形和开裂的工件，应在保 证性能要求的前提下，尽量采用较低的淬火温度。
钢的热处理工艺
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
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。
m2钢的热处理
m2钢的热处理
M2钢是一种高速钢，具有优异的热硬性和耐磨性。
热处理是
对M2钢进行处理以改善其机械性能和组织结构的过程。
M2钢的热处理步骤包括回火、淬火和淬火回火。
1. 回火：先将M2钢加热至适当温度，通常为150-200摄氏度。
保持一定时间后，快速冷却至室温。
回火可以减轻材料的内部应力，提高韧性和可加工性能。
2. 淬火：先将M2钢加热至淬火温度，通常为1210-1230摄氏度。
保持一定时间后，迅速冷却。
淬火可以使M2钢的组织结
构变为马氏体，提高硬度和耐磨性。
3. 淬火回火：在淬火后，将M2钢加热至回火温度，通常为
550-600摄氏度。
保持一定时间后，进行适当的冷却。
淬火回
火可以减轻淬火产生的脆性，并提高韧性和强度。
需要注意的是，具体的热处理参数和步骤可能因不同的材料批次和要求而有所差异。
因此，在进行热处理前，建议参考相关的热处理曲线和工艺规范，以确保获得所需的材料性能。
t12钢热处理工艺
t12钢热处理工艺
T12钢一般采用正火（quenching）+回火（tempering）热处理工艺。
1. 预热：将T12钢件放入800-850℃的炉中进行均热处理，时间主要取决于钢件的大小，一般为30-60分钟。
2. 正火：将T12钢件加热到950-1000℃，持温时间取决于钢件的厚度，一般为1小时/25mm厚度。
然后，以适当的速度强行冷却，以获得组织为马氏体（martensite）的组织状态。
3. 回火：在介于250-650℃的温度范围内对T12钢进行回火处理，以减少残余应力，提高材料韧性和强度。
回火时间和温度取决于所需的钢材性能，在温度/时间组合中的选择对于所要求的机械性能和耐蚀性尤为重要。
4. 硬度测试：T12钢件回火后，需要通过硬度测试检验所获得的组织状态是否满足要求。
注意事项:
1. T12钢在加热过程中对温度和时间的控制非常重要，以确保所获得的优质组织状态；
2. 在正火和回火过程中需严格控制温度和时间，过度的加热或冷却都会影响T12钢的性能；
3. 对于大型或异形钢件，应特别注意热处理时应保证温度和时间的均匀性。
t12钢热处理工艺(一)
t12钢热处理工艺(一)
T12钢热处理工艺
简介
T12钢是一种常用的高温合金钢，广泛应用于石油、化工及能源等行业。
在使用过程中，为了提高T12钢的性能和延长其使用寿命，必须进行热处理。
本文将介绍T12钢的热处理工艺。
热处理工艺
1. 预热
•温度范围：600°C - 650°C
•时间：1小时/25mm厚度
•目的：消除钢材内部应力，减少热处理过程中的变形风险。
2. 精炼
•温度范围：730°C - 760°C
•时间：2小时/25mm厚度
•目的：通过加热和冷却过程，提高钢材的硬度和强度。
3. 淬火
•温度范围：900°C - 920°C
•时间：1小时/25mm厚度
•目的：迅速冷却钢材，使其硬度迅速提高，获得所需的力学性能。
4. 回火
•温度范围：220°C - 300°C
•时间：2小时/25mm厚度
•目的：调整钢材的硬度和脆性，提高其韧性和延展性。
5. 防氢处理
•温度范围：120°C - 150°C
•时间：2小时
•目的：减少氢的吸收，防止氢脆。
结论
T12钢的热处理工艺包括预热、精炼、淬火、回火和防氢处理。
通过合理的热处理工艺，可以提高T12钢的硬度、强度、韧性和延展性，从而提高其在各行业中的使用寿命和性能。
注意：热处理过程中需要严格控制温度和时间，以确保钢材达到设计要求的性能。
4cr9si2热钢热处理工艺
4cr9si2热钢热处理工艺4Cr9Si2热钢热处理工艺4Cr9Si2热钢是一种优质的高温合金钢，具有良好的高温强度和抗氧化性能。
然而，由于其成分特殊，加工难度较大，对热处理的要求也较高。
本文将介绍4Cr9Si2热钢的热处理工艺，以帮助工程师们更好地掌握这一材料的制造工艺。
1. 热处理前的准备在进行热处理前，必须进行严格的准备工作。
首先，要对4Cr9Si2热钢进行化学成分分析，以确定其含量及成分情况。
同时，还需进行显微组织分析，以了解材料的组织结构及缺陷情况。
在此基础上，制定适合4Cr9Si2热钢的热处理工艺。
2. 固溶处理固溶处理是4Cr9Si2热钢的热处理过程中的第一步。
其目的是将材料中的碳化物溶解于基体中，提高材料的塑性和韧性。
固溶温度一般在1100℃左右，保温时间为1-2小时。
固溶过程中要注意保证温度均匀，避免过度固溶。
3. 淬火处理淬火是4Cr9Si2热钢的重要热处理过程。
淬火温度一般在950℃左右，保温时间为1小时左右。
在淬火过程中，要注意保证温度均匀，避免过度淬火导致材料脆性增加。
淬火后需要进行回火处理，以消除残余应力和提高材料的韧性。
4. 回火处理回火处理是4Cr9Si2热钢的最后一个热处理过程。
回火温度一般在600℃左右，保温时间为2-3小时。
回火温度和时间的选择要根据具体材料的成分和组织结构来确定。
回火后的4Cr9Si2热钢具有良好的韧性和强度，可以满足高温和高压下的使用要求。
5. 总结通过以上介绍，我们可以看出4Cr9Si2热钢热处理工艺的重要性。
在进行热处理前，需要对材料进行严格的化学成分分析和显微组织分析，以制定适合4Cr9Si2热钢的热处理工艺。
固溶、淬火和回火是热处理过程中的三个重要步骤，需要根据具体情况进行选择和控制。
通过正确的热处理，可以使4Cr9Si2热钢具有良好的高温强度和抗氧化性能，满足高温和高压下的使用要求。
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4 退火工艺及特点
(1) 完全退火 特点 工艺规范
原因：粗片状 原因：粗片状P 原因： 原因：重结晶 目的
T
AC3 +20~30℃ ℃
适用范围 硬度， 亚共析钢、 ①工艺： ① ↓硬度， 亚共析钢、合 工艺： 金钢的铸、 完全奥 改善切削加工 金钢的铸、锻、 性能； 氏体化 性能； 热轧、 热轧、焊件的 ② 细化晶粒； 细化晶粒； AC3 组织： 消除内应力； ②组织： 消除内应力； 预备热处理 AC1 层片状 减轻组织不均 (切削加工前 热处理前的 珠光体 匀性(消除魏 或热处理前的 匀性( 预备热处理) 预备热处理) 氏组织等) 氏组织等)
第九章 钢的热处理工艺
本章目的： 本章目的： 介绍钢的常用热处理工艺及其应用。 介绍钢的常用热处理工艺及其应用。
本章重点： 本章重点： 各类热处理（退火、正火、淬火、回火） （1）各类热处理（退火、正火、淬火、回火）工 组织－ 艺—组织－性能－应用的规律和特点； 组织 性能－应用的规律和特点； （2）淬透性、淬硬性的概念与应用 淬透性、
T
1280℃ ℃ 800℃ ℃ 600℃ ℃
W18Cr4V： ：
t
加热时间由 组成。 加热时间由升温时间和保温时间组成。 由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为 升温时间，并以此作为保温时间的开始。 升温时间，并以此作为保温时间的开始。保 温时间是指零件烧透及完成奥氏体化过程所 温时间是指零件烧透及完成奥氏体化过程所 需要的时间。加热时间通常根据经验公式估 需要的时间。加热时间通常根据经验公式估 通常根据 算或通过实验确定。 算或通过实验确定。生产中往往要通过实验 确定合理的加热及保温时间， 确定合理的加热及保温时间，以保证工件质 量。
t
注：目的不同，组织控制(珠光体片间距)不同 目的不同，组织控制(珠光体片间距)
45钢锻造后与完全退火后机械性能 45钢锻造后与完全退火后机械性能
状态 σb (Mpa) σs (Mpa) δ (%) ψ αk HB (%) (kJ.m-2) 20~4 200~4 23 0 00 0 40~5 400~6 20 0 00 0
降低( ① 降低(过) 含碳量较 共析钢硬度, 高的工、 共析钢硬度, 高的工、 适合切削； 适合切削； 模具钢的 ②为最终热 预备热处 处理做组织 理 准备
工艺关键： 工艺关键： ① Fe3C形态控制 ←控制奥氏体化程度 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 控制过冷奥氏体冷却转变的温度
粒(球)状 球状 珠光体 层片状珠光体 刀具
片状与球状珠光体组织切削性能比较
T12钢完全退火与球化退火后组织与性能比较 钢完全退火与球化退火后组织与性能比较
状态 完全退火 球化退火
σb(Mpa) 810 620
δ(%) 15 20
ψ(%) 30 40
HB 230 160
T12钢球化退火与完全退火的性能比较： 钢球化退火与完全退火的性能比较： 钢球化退火与完全退火的性能比较 球化退火的强硬度更低，塑韧性更好， 球化退火的强硬度更低，塑韧性更好，碳化 物对基体的分割更均匀、彻底， 物对基体的分割更均匀、彻底，更利切削加工
若T > Acm ： ① C%↑，MS↓AR↑ ， 粗大M， ② 粗大 ， 氧化脱碳↑ ③ 氧化脱碳 变形开裂↑ 变形开裂
A(C↑) AC3
A+F
ACm
A+Fe3C
AC1
M+AR+ Fe3C M+F M+AR (↑)
低合金钢： AC3 或AC1 +50~100 ℃ 低合金钢： 高合金钢： 高合金钢： AC3 或AC1 +300~400 ℃ （2）工件尺寸、形状、淬火 ）工件尺寸、形状、 介质、 介质、晶粒长大倾向等 2 保温时间 τ保温= τ升温+ τ热透+τ转
焊接 热轧→ 热轧 板棒型管 机加工 铸锭 冷轧 热锻→ 热锻 锻件 冷拔 冶炼→ 冶炼→铸造 铸件 机加工 深冲
金属材料加工过程： 金属材料加工过程：
零 件 或 构 件
↑工艺性能
↑使用性能
预备热处理
最终热处理
热处理分类
普通热处理：退火、正火、 普通热处理：退火、正火、 淬火、 淬火、回火 表面热处理： 表面热处理：表面淬火 化学热处理 形变热处理： 形变热处理：控制轧制
3
退火目的
总体：改善组织， 总体：改善组织，提高性能 降低硬度，改善切削加工性能； ① 降低硬度，改善切削加工性能； 适合机加工的硬度范围： 适合机加工的硬度范围：150~250HB 细化晶粒；均匀组织； ② 细化晶粒；均匀组织； 消除内应力. ③ 消除内应力 注：当为目的 ② 时，往往用正火代替退火
完全退火、球化退火工艺缺陷： 完全退火、球化退火工艺缺陷： 周期长；且为变温转变——组织大小不均 周期长；且为变温转变 组织大小不均
(3) 等温退火
T AC3 +20~30℃ ℃ AC3 Ar1 Ac1 —— 等温完全退火 ——等温球化退火 等温球化退火
AC1 +20~30℃ ℃ Ar1 -20~30℃ ℃ຫໍສະໝຸດ ①正火②退火① ②
碳钢正火与退火后的硬度（HB） 碳钢正火与退火后的硬度（HB）
状态 退火 正火 软的 ～125 ～140 结构钢 中等的 硬的 ～160 ～185 ～190 ～230 工具钢 ～220 ～270
正火与退火态45钢机械性能 正火与退火态45钢机械性能 45
状态 正火 σb (MPa) δ αk HB (%) (J.cm-2)
T
t
(5)
再结晶退火与去应力退火
目的 ① 消除加工 硬化 ② 完全消除 残余应力 适用范围 冷塑性变 形件
工艺 工艺规范 名称 再结 AC1 晶退 T 650~700 ℃ 火①
300~650 ℃
去应 力退 火②
① ②
t
消除内应力， 铸、锻、 消除内应力， 焊、冲压、 冲压、 防工件变形 机加工件
二
(4)
扩散(均匀化) 扩散(均匀化)退火
特点 目的 适用范围 合金钢锭、 合金钢锭、 大型铸钢 件 (1)高温、 消除或 (1)高温、 高温 长时间； 长时间； 减轻偏 (2)需再 (2)需再 析、带 经重结晶 状组织 工艺( 工艺(完 等 全退火或 正火) 正火)以 细化晶粒
工艺规范
AC3或ACm+ 200~300℃ ℃ AC3或ACm
高钢的硬度和耐磨性。 高钢的硬度和耐磨性。
影响材料淬火后组织和性能的因素主要表现 为： 材料的淬火加热温度 淬火的保温时间 淬火的冷却方法和冷却速度
一 淬火加热工艺参数的选择 1 加热温度 （1）化学成分： ）化学成分： 亚共析钢： 亚共析钢： AC3 +30~50℃ ℃ 共析钢和过共析钢： 共析钢和过共析钢： AC1 +30~50℃ ℃ 必须加热到Ac3以上进行完全淬火。这是因 以上进行完全淬火。 亚共析钢必须加热到 亚共析钢必须加热到 以上进行完全淬火 为亚共析钢如果在Ac1 ~Ac3之间加热，必然淬火时 之间加热， 为亚共析钢如果在 之间加热 有一部分铁素体保留在淬火组织中， 有一部分铁素体保留在淬火组织中，粗大且较软的 铁素体块分布在强硬的马氏体基体上， 铁素体块分布在强硬的马氏体基体上，严重降低了 钢的强度和韧性； 钢的强度和韧性； 过共析钢都必须在 都必须在Ac1 ~Accm之间加热，进行不完全 之间加热， 过共析钢都必须在 之间加热 淬火， 淬火，使淬火组织中保留一定数量的细小弥散的碳 化物颗粒，以提高耐磨性。加热温度高于Accm时， 化物颗粒，以提高耐磨性。加热温度高于 时 淬火会得到粗大马氏体和过量残余奥氏体， 淬火会得到粗大马氏体和过量残余奥氏体，这反而 降低硬度和耐磨性，增大脆性和淬火应力， 降低硬度和耐磨性，增大脆性和淬火应力，使工件 变形甚至开裂。 变形甚至开裂。
正火目的、 正火目的、用途和工艺
① ②
定义：钢加热到A 1 定义：钢加热到AC3 或ACm以上 区域， 的A区域，保持一定时间后在 空气中冷却， 空气中冷却，以获得接近平衡 状态组织的工艺。 状态组织的工艺。 ——常化 常化 与退火的区别： 与退火的区别： 加热温度较高； 加热温度较高； 冷却速度较快； 冷却速度较快； 获得组织较细(索氏体) 获得组织较细(索氏体) ——强硬度与塑韧性较高； 强硬度与塑韧性较高； 强硬度与塑韧性较高 生产效率较高
3
淬火介质 T
A1
（1） 淬火介质的要求 ） 鼻点冷速大, 附近冷速小； ① 鼻点冷速大 MS附近冷速小； 稳定，成本低； ② 稳定，成本低； 安全：无毒；不腐蚀工件。 ③ 安全：无毒；不腐蚀工件。
MS
(2) 常用淬火介质 ① 水： 鼻 温：150℃/S； Ms：450 ℃/S。 ℃ ； ： 。 优点：冷却能力强；成本低。 优点：冷却能力强；成本低。 缺点： 转变温区冷速过大，变形； 缺点：M 转变温区冷速过大，变形； 应用：小尺寸、 应用：小尺寸、形状简单碳钢件
t
——是完全退火、球化退火工艺的改进 是完全退火、 是完全退火
T
870~880 ℃ 4h 720~740 ℃ 3h 等 温 退 火 普 通 退 火
t
高速钢等温退火与普通退火工艺曲线 等温退火优势： 等温退火优势：
缩短工艺时间： (1) 缩短工艺时间：高速钢 40h→20h 40h→20h （2）组织均匀：碳化物球大小一致 组织均匀：
§9 - 1
钢的退火与正火
一 退火 1 定义：钢加热到适当温度，保温一定时 定义：钢加热到适当温度， 间后缓慢随炉冷却或控制其冷速， 间后缓慢随炉冷却或控制其冷速，获平 衡组织的工艺~。 衡组织的工艺~。 参见教材“高于或低于A 参见教材“高于或低于 C1” AC1
S
2 分类
完全退火 （1）高温退火 ） 相变重结晶退火） （相变重结晶退火）不完全退火与球化退火 T加热>AC1 等温退火 扩散退火 （2）低温退火 ） T加热<AC1 去应力退火 再结晶退火. 再结晶退火.