机械工程师中级职称考试复习资料热处理

目的——减小工件淬火内应力，稳定工件组织和尺寸，提高工件的塑性和韧性，以满足各种 零件的使用要求。
分类——根据回火温度和对淬火力学性能的要求，一般分三类 低温回火（150 ℃ ～ 250 ℃ ），组织为回火马氏体。 目的-是保证淬火后工件的高硬度和高耐磨性，降低淬火盈利，提高韧性。 应用—用于各种刀具、模具、量具、滚动轴承等。 中温回火（350 ℃ ～ 500 ℃ ），组织为回火屈氏体。 目的-可显著减小工件淬火内应力，提高弹性、屈服强读及一定的塑性和韧性。 应用—常用于弹簧和热作模具的处理。 高温回火（500 ℃ ～ 650 ℃ ），组织为回火索氏体。 目的-获得较高的强度和良好的塑性与韧性。(即综合力学性能较好） 应用—常用于轴、齿轮、连杆等的处理。 通常将淬火+高温回火称为“调质处理”，获得良好的综合力学性能。 淬火钢的回火温度越高，硬度和强度越低，而塑性和韧性越高。
常规热处理
正火的概念及正火与退火的区别
正火——将钢加热到Ac3或Acm以上30~50℃，保温一定时间后， 在空气中冷却的热处理工艺。
正火与退火的主要区别——在于冷却速度快，转变温度低。对低 碳钢完全可以用正火代替退火，时间短、费用低。在生产中常常 用正火来消除过共析钢中的网状渗碳体。
常规热处理
热处理
热处理工艺—钢的热处理
改善钢的性能主要有两个途径 调整钢的化学成分 热处理
钢的热处理——钢在固态下加热到一定的温度后保温一定时间， 再以适当的冷却速度进行冷却，从而改变钢的组织，以获得所需 性能的加工工艺。
热处理工艺有许多种，但主要是由加热、保温和冷却三个阶段 。
热处理工艺
热处理工艺
钢在不同加热和冷却条件下的组织变化规律
铁碳合金平衡相图 Fe-Fe3c合金相图中的临界点(A1、 A3 、Acm)是正确选择热处理加热和冷却时组织变化 的主要依据。
钢在加热时的转变 获得较高力学性能的细晶粒组织的方法 （1）采用高温、短时的加热方法就可以获得较 高力学性能的细晶粒组织。如高频感应加热淬火。 （2）在钢中加入微量合金元素（如Al、Ti、V、 W、Mo、Ni等）可阻碍奥氏体晶粒度长大。
热处理工艺
钢在不同加热和冷却条件下的组织变化规律
钢在冷却时的转变 冷却的方式： 1、等温冷却转变——钢经奥氏体化后冷却到相变点以下的温 度区间内等温保持时过冷奥氏体所发生的相转变为等温转变。 2、连续冷却转变——钢经奥氏体化后在不同冷速的连续冷却 中过冷奥氏体所发生的相转变称为钢的连续冷却转变。
表面热处理
钢的表面淬火
钢的表面淬火——是将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量未 传到心部时立即迅速冷却，使表面得到一定深度的淬硬层，而心 部仍保持原始组织的一种局部淬火方法。
方法 火焰加热淬火 感应加热淬火 高频感应加热（100~1000KHZ) 中频感应加热（0.5~10KHZ) 工频感应加热（50HZ)
常规热处理
钢的淬透性与淬硬性
钢的淬透性——钢在淬火后获得马氏体或淬硬层深度的能力。钢 的淬透性大小取决于钢的临界冷却速度。合金元素（除Co外）都 能提高钢的淬透性。
钢的淬硬性——是指淬火成马氏体后得到的最高硬度，它与钢中 含碳量有关。
常规热处理
回火的概念、目的和分类
回火——钢件淬火后，在加热到Ac1点以下的某一温度，保温一段时间后冷却到室温的热处理 工艺。
热处理工艺的分类
常规热处理：退火、正火、淬火、回火 火焰加热表面淬火
表面淬火 感应加热表面淬火
表面热处理
渗碳 化学热处理 渗氮（氮化）
碳氮共渗
热处理工艺
热处理原理概念
热处理原理 工件经过不同热处理工艺之后，性能将会发生显著变化。零
件热处理质量的高低对成品的质量往往具有决定性的影响。因此 要制定正确的热处理工艺规范，改变金属内部组织，保证热处理 质量，必须了解钢在不同加热和冷却条件下的组织变化规律。钢 中组织变化规律，就是热处理的原理。
钢在回火时的转变 钢在淬火后的组织一般为马氏体+残余奥氏体，在不同温度下
回火时组织将发生变化。 200 ℃以下转变为回火马氏体； 200-300 ℃时残余奥氏体转变为回火马氏体； 300-400 ℃转变为回火托氏体； 400 ℃-A1转变为回火索氏体。
热处理工艺
常规热处理
常规热处理：即常说的“四火”，包括退火、 正火、淬火和回火。
常规热处理
退火的概念、目的和种类
概念——将钢（金属或合金）加热到适降低硬度以利于切削加工 细化晶粒，改善组织，提高力学性能 消除零件中的内应力，防止变形与开裂 为最终热处理（淬火、回火）做好组织准备
种类 完全退火——将金属或合金完全奥氏体化，然后缓慢冷却。适用于中碳钢和中碳合金钢 的铸、焊、轧制件等。 等温退火——将钢件随炉加热至Ac3（或Ac1）温度，保持适当时间后，较快冷却到珠光 体温度区间的某一温度并等温保持使奥氏体转变为珠光体，然后在空气中冷却。适用于 批量生产的碳钢及合金钢的中型工件，重型铸件和锻件。 球化退火——主要用于共析和过共析碳钢及合金钢。 均匀化退火（扩散退火）——为了减少金属铸锭、铸件的化学成分的偏析和朱组织的不 均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后缓慢冷却的工艺方法。
表面热处理
钢的表面淬火 火焰加热淬火
应用氧-乙炔等混合气体的火焰对零件表面进行加热， 随之淬火冷却的工艺。淬硬层深度为2-6毫米。 特点
简便、无需特殊设备，成本低。但生产率低，工件 表面易过热，淬火质量不稳定。
淬火的概念、目的和方法
淬火——将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间， 然后以适当速度冷却获得马氏体组织的热处理工艺。
目的——在于提高钢的强度、硬度和耐磨性，与回火配合后赋予 工件最终的使用性能。
冷却介质——在生产上最常用的是水和油。 方法
单液淬火 双液淬火 分级淬火 等温淬火 局部淬火