热处理复习笔记

项目二热处理复习笔记
1．热处理的作用：1）提高工件的使用性能和寿命；2）改善工件的加工工艺性能
2．热处理的特性：只改变材料的内部组织结构或工件材料表面的化学成分，不改变工件的形状和整体化学成分。

3.热处理对象：主要是钢铁材料，也可以是铝、铜、镁、钛等及其合金。

4．热处理的定义：对金属材料采用适当方式进行加热、保温和冷却，以获得预期的性能的工艺。

加热目的：为了获得强度、硬度低、塑性、韧性好的奥氏体组织。

保温目的：使工件热透，组织转变均匀。

冷却方式：随炉冷却、空气冷却、油冷、水冷，水中最快，炉中最慢。

表面热处理：只加热工件表层，以改变其表层材料力学性能的热处理工艺。

化学热处理：是改变工件表层材料的化学成分、组织、性能的表面热处理工艺。

6.退火
6.1定义：把钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷），以获得接近平衡组织的热处理工艺。

6.2主要特点：冷却缓慢。

6.3分类：按冷却方式分为连续冷却退火、等温退火。

按加热温度分，在临界温度（AC3或AC1）以上，有完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火。

在临界温度（AC1）以下，有再结晶退火、去应力退火、脱氢退火等。

常见为表格中的三类：
6.4目的
（性能）降低硬度，利于切削加工；提高塑性韧性，利于冷加工。

（硬度降，塑性韧性即升）
（组织）消除或减少毛坯加工中形成的组织缺陷；细化晶粒(均匀化)，为最终热处理做组织准备。

（应力）消除内应力，减少变形，防止开裂。

7.正火
7.1定义：将钢加热到适当温度（AC3或Acm以上40~60℃），保温一定时间，然后在空冷的热处理工艺。

7.2特点：组织细，强度、硬度比退火钢高（原因：冷却速度快）
7.3目的：对于低碳钢，细化组织，提高硬度，改善切削加工性
对于中碳钢和性能要求不高零件，做调质处理。

对于高碳钢，消除网状碳化物，为球化退火做组织准备。

性能要求不高，形状复杂、横截面有急剧变化的钢件，用正火代替淬火作为最终热处理（淬
火是水或油冷）
8.正火和退火的共同点
作为预备热处理，即处于锻造和粗加工之间。

消除内应力、均匀组织、改善力学性能和工艺性能。

要求不高零件，可作为最终热处理，如铸件，退火和正火就是最终热处理。

9.正火和退火的选择
从切削加工性考虑，含碳量0.5%以上用退火，含碳量0.5%以下用正火；
从使用性能考虑，要有好的力学性能，用正火，性能要求不高，正火为最终热处理，形状复杂，用退火。

从最终热处理考虑，减小淬火时的变形开裂，预先热处理用退火，要快速加热的工件，预先热处理用正火。

从经济性方面考虑，优先用正火，因为操作简便，生产周期短，成本低。

10.淬火
10.1定义：将钢加热到临界温度以上并保温一段时间，然后迅速放入淬火剂（冷却介质）中，使其温度骤然降低，用大于临界冷却速度的速度急速冷却，获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理工艺。

加热温度：Ac3或Ac1以上30~50℃。

冷却介质：水、油、碱水、盐类溶液等。

临界冷却速度：钢淬火连续冷却中，能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。

马氏体：是金属材料的一种组织名称，具有高硬度和高强度。

不平衡组织，后面要加回火热处理。

10.2目的：提高钢的硬度和耐磨性；提高工件的综合力学性能。

提高钢件的某些特殊性能。

10.3淬透性：钢经淬火后获得淬硬层深度（马氏体的深度）的能力。

淬透性好，淬硬层就厚，马氏体组织深度就深。

取决钢的化学成分和淬火冷却方式，加入合金元素可降低临界冷却速度，其淬透性好，冷却速度快淬透性好。

合金钢的淬透性比碳钢好。

10.4淬硬性：钢经淬火后达到的最高硬度，取决于Wc。

低碳钢的淬硬性比高碳钢好。

10.5淬火工艺有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等。

11.回火
11.1定义：将已经淬火的工件加热到适当温度（150-650℃），保持一段时间后冷却，以获得所需要的性能的热处理。

11.2回火（淬火+回火为最终热处理）
注意：淬火+高温回火为调质
12.表面热处理
12.1表面淬火
定义：表层加热，改变表层力学性能。

加热上要注意使表层或局部瞬时或短时达到高温。

分类及应用：主要有火焰淬火和感应加热表面淬火。

火焰淬火的淬硬层深度为2-6㎜，加热温度、淬硬层深度、淬火质量不容易控制，适合单件或小批量生产。

感应加热表面淬火淬硬层深度为0.5-15㎜，易实现机械化和自动化，容易控制、质量稳定，适用大批量生产。

后者的种类及淬硬层深度：高频 0.5-2.5㎜；中频3-10㎜；工频10-20㎜。

12.2化学热处理
定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或集中元素渗入它的表层以改变其化学成分、组织和性能的表面热处理工艺。

分类：渗碳（固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳）；渗碳设备有井式渗碳炉，网带式渗碳炉，多用炉等。

渗碳是碳原子渗入低碳钢或低碳合金钢工件表层的化学热处理工艺。

经淬火和低温回火后，工件表层具有高硬度和高耐磨性。

渗氮是渗入氮原子后，可获得比渗碳层更高的硬度及更好的耐磨性、耐蚀性和耐疲劳性能。

碳氮共渗是在工件表面同时渗入碳、氮两种元素的化学热处理工艺。

渗金属是将金属原子渗入钢的表面的过程，它使钢的表面合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊性能钢的特性，常见有渗铝、渗铬、渗锌等。

主要方法有固体法、气体法、液体法等。

13.1在工艺过程中如何选择合理的热处理
举例1：下料—锻造—预先热处理—切削加工—最终热处理—磨削加工—检验。

预先热处理：材料的含碳量高于0.5%，一般选退火。

反之选正火；
最终热处理：一般为淬火+回火。

热处理的零件为工具（用低温）；为弹性零件（用中温）；为受力复杂零件（用高温）。

若表面有单独硬度要求，一般为表面淬火+低温回火。

若为合金渗碳钢，为渗碳+淬火、低温回火
举例2：下料—锻造—预先热处理—机械粗加工—中间热处理—机械精加工-最终热处理—磨削加工—检验。

中间热处理一般为调质，但此时最终热处理一般不为淬火+高温回火。

其他同举例1
正火或退火的目的：
消除内应力，改善切削加工性能（退火是降低硬度，正火是提高硬度），为后续热处理做准备。

淬火+低温回火：提高***的硬度和耐磨性。

淬火+中温回火：提高***的弹性性能。

淬火+高温回火：提高***的综合力学性能。

表面淬火+低温回火：使零件表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持良好的综合力学性能。

渗碳+淬火、低温回火：使零件表面具有高硬度、高耐磨性、心部有足够的塑性和韧性。

淬火目的：提高钢的硬度和耐磨性。

回火的目的：消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。