材料 热处理

6、钢的正火 方法：将亚共析钢加热到Ac3以上30～50 ℃，过共析钢Accm以上 30～50 ℃ ，保温后空冷。 用途：正火主要用于以下方面 1)对低碳钢和低碳合金钢尽量以正火代退火，可提高硬 度(140～190HBS)，改善切削加工；对中碳合金钢、高碳钢复杂件 仍以退火为宜；对过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体为球化 退火作准备。 2)作普通结构体的最终热处理，作为有淬火开裂危险的 零件的终热处理。
4.3 钢的退火与正火
5、均匀化（扩散）退火 将工件加热到高温，并长时间保温，然后缓慢冷却 的退火工艺。 目的：减少化学成分偏析和组织不均匀性。 加热温度：1050～1150℃高温。 应用范围：质量要求高的合金钢铸锭和铸件等。 均匀化退火后，钢件晶粒粗大，应进行完全退火或正火。
4.3 钢的退火与正火
4.5 热处理工艺的应用
B.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。 C.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。
退火、正火加热温度
退火、正火冷却曲线
4.3 钢的淬火
将亚共析钢加热到Ac3以上（A化），共析钢与过 共析钢加热到Ac1以上（部分A化）的温度，保温后以 大于Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热 处理工艺叫淬火。 淬火目的：就是为了获得马氏体，提高钢的机械 性能。
4.3 钢的淬火
1、淬火加热 加热温度 钢的含碳量是决定其淬火加 热温度的主要因素 碳钢为临界温度以上30～50 ℃ 。 合金钢加热温度要相应提高 （为临界温度以上50～100 ℃）
4.5 热处理工艺的应用
4.5 热处理工艺的应用
2）最终热处理
最终热处理包括各种淬火、回火及化学热处理。其工 序位置一般安排在半精加工之后，磨削之前。 A.淬火工序位置 (1)整体淬火工艺路线一般为： 下料→锻造→退火（正火）→粗加工、半精加工→淬火、 回火→磨削。 (2)表面淬火工艺路线一般为： 下料→锻造→退火（正火）→粗加工→调质→半精加工→ 表面淬火→低温回火→磨削。
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。 ◆ 目的：向钢表层渗氮原子，以提高硬度、耐磨性、疲劳强 度、耐蚀性等。 ◆ 氮化后不需淬火，氮化生产周期长，不能承受冲击。
1、热处理工艺位置 1）预先热处理 （1）退火、正火的工序位置 退火和正火作为预先热处理通常安排在毛坯生产之后， 粗加工之前。其作用是消除毛坯的内应力，细化晶粒，均 匀组织，改善切削加工性，为最终热处理作好组织准备。 退火（或正火）工艺路线一般为： 毛坯生产→退火（或正火）→切削加工。 （2）调质处理的工序位置 一般安排在粗加工之后，半精加工或精加工之前，其 目的是提高零件的综合力学性能。 调质工艺路线一般为： 下料→锻造→正火（或退火）→粗加工→调质→半精加 工（或精加工）。
第4章 钢的热处理
4.3 钢的退火与正火
退火就是将工件加热到适当温度，保温一定时间， 然后缓慢冷却的热处理工艺。退火主要用于铸、锻、 焊毛坯或半成品零件。 退火的目的： 降低钢的硬度，提高塑性，改善其切削加工性 能；均匀钢的成分，细化晶粒，改善组织与性能； 消除工件的内应力，防止变形与开裂；为最终热处 理作准备。
4.3 钢的退火与正火
2、等温退火 将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温适当时间 后，较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度，等温一 定时间，使奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷至室温 的退火工艺。 目的：与完全退火相同，但所用时间比完全退火缩短约 1/3，并能得到均匀的组织和性能。 加热温度：Ac3(Ac1)以上30～50℃。 应用范围：亚共析、过共析碳钢，合金钢的铸件、锻件 等。
4.3 钢的退火与正火
4、去应力退火 将钢加热到Ac1以下，保温一定时间，然后随炉冷却 的退火工艺。 目的：消除工件的内应力，稳定工件尺寸，减少变形。 加热温度：Ac1以下温度，一般500～650℃。 应用范围：铸件、锻压件、焊件、切削加工件等。 去应力退火因加热温度低于A1，故不发生组织转变，只 消除内应力。
4.3 钢的回火
回火是将淬硬后的工件加热到Ac1点以下某一温度， 保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。是紧 接淬火之后的热处理工序。 目的：获得工件所需要的力学性能；消除或减少 内应力，降低钢的脆性，防止工件变形和开裂；稳定 工件组织和尺寸，保证精度。
4.3 钢的回火
1、回火方 法 1）低温回火 加热温度在150 ～ 250℃之间进行的回火。 目的：保持淬火工件高硬度和高耐磨性，降低淬火残留 应力和脆性。 回火后组织：回火马氏体。 力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。 应用范围：各种刃具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬 火等要求硬而耐磨的零件。
4.3 钢的退火与正火
3、球化退火 使钢中的碳化物球状化而进行的退火工艺。 目的：使网状Fe3CⅡ或片状滲碳体转变为球状滲碳体， 降低硬度，便于切削加工，为淬火作好组织准备。 加热温度：Ac1以上20～30℃。 应用范围：过共析钢和合金工具钢、轴承钢等。 对网状Fe3CⅡ比较严重的钢，在球化退火前先进行一次 正火处理。
4.3 钢的回火
2）中温回火 加热温度在350～500℃之间进行的回火。 目的：使工件获得较高的弹性和强度，适当的韧性和硬 度。 回火后组织：回火屈氏体。 力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一 定的韧性。 应用范围：各种弹性元件及热锻模等。
4.3 钢的回火
3）高温回火
加热温度在500 ～ 650℃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。 调质：淬火后高温回火 问题：回火索氏体、回火屈氏体与索氏体、屈氏体性能区 别？
4.4 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。 ◆ 渗碳后要淬火和低温回火 ◆ 主要用于承受较大冲击载荷和严重磨损的零件，硬 度58～64HRC左右
4.3 钢的淬火
3、钢的淬透性和淬硬性 1）钢的淬透性 钢的淬透性是指钢淬火时获得M的能力。其大小可用钢在一 定条件下淬火获得的淬硬层（也称为淬透层）深度来表示。 一般规定从淬火钢表面至半M区的距离为淬透层深度。 淬硬深度越深，淬透性越好。 2）钢的淬硬性 钢的淬硬性是指钢在规定条件下淬火硬化所能达到的 最高硬度的能力。其含义是钢试样在规定条件下淬火时 马氏体组织所能达到的硬度。 钢的淬硬性主要取决于钢中含碳量。钢中含碳量越 高，淬硬性越好。
4.4 钢的表面热处理与化学热处理
1）感应淬火
感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热效应， 对工件表层、局部或整体加热，并快速冷却的淬火工艺。 特点：加热速度快；工件表 面质量高，淬火变形小；易 实现机械化和自动化及大批 量生产，劳动生产率高；设 备昂贵，维修调整较难。 主要用于中碳钢或中碳低合 金钢，含C量以0.40%— 0.50%为宜，不宜用于形状 复杂的零件及单件生产。
4.3 钢的淬火
2、淬火冷却 1）冷却介质 钢淬火的目的是为了获得 马氏体，但又要减少工件变 形和防止工件开裂。由C曲线 可知，冷却介质的理想淬火 冷却速度如右图所示。 生产上常用的冷却介质有水、 矿物油、盐水、碱水以及盐、 碱等。
4.3 钢的淬火
2）淬火方法 1）单介质淬火 2）双介质淬火 3）马氏体分级淬火 4）贝氏体等温淬 火 5 ）局部淬火 6 、完全退火 将钢完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织 的退火工艺。 目的：降低钢的硬度、以利于切削加工；消除应力，稳 定工件的尺寸，防止变形和开裂；细化晶粒，改善组织， 为最终热处理作组织准备。 加热温度：Ac3以上30～50℃。 应用范围：亚共析碳钢和合金钢的铸件、锻件、焊接件 及热轧型材等。 过共析钢不宜采用完全退火。
4.4 钢的表面淬火与化学热处理
1、钢的表面淬火 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。
4.4 钢的表面热处理与化学热处理
2）火焰表面淬火 火焰表面淬火是应用氧－乙炔（或其它可燃气体）火焰， 对零件表面加热，然后快速冷却的淬火，淬硬层深度一般 为2～6mm。
特点：淬火设备简单，成本 低，使用方便灵活。但生产 效率低，淬火质量较难控制。 适用于单件、小批量生产或 用于中碳钢、中碳低合金钢 制造的大型工件，如大齿轮、 轴等零件的表面淬火。