低碳合金钢表面热处理技术
渗碳工艺介绍
渗碳定义渗碳是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
简介渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。
①分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。
碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。
渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。
渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。
工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。
钢的表面热处理
第八章钢的表面热处理知识要点：表面热处理的目的、分类；常用的表面热处理工艺（感应加热表面淬火和渗碳）；了解表面热处理的典型零件。
一、表面热处理的目的1．提高零件的表面性能，具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。
→保证高精度2．使零件心部具有足够高的塑性和韧性。
→防止脆性断裂。
“表硬心韧”二、表面热处理的分类及工艺特点主要有两大类：表面淬火和化学热处理。
（一）表面淬火1．工艺：将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未达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。
工艺特点：（1）不改变工件表面化学成分，只改变表面组织和性能；（2）表面与心部的成分一致，组织不同。
2．所用材料一般多用中碳钢、中碳合金钢，也有用工具钢、球墨铸铁等。
典型零件:如用40、45钢制作的机床齿轮齿面的强化、主轴轴颈处的硬化等。
3．常用表面淬火方法主要有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激光加热表面淬火。
（1）感应加热表面淬火原理：通以一定频率交变电流的感应线圈，产生的交变磁场在工件内产生一定频率的感应电流（涡流），利用工件的电阻而将工件加热；由于感应电流的集肤效应，使工件表层被快速加热至奥氏体化，随后立即快速冷却，在工件表面获得一定深度的淬硬层。
感应线圈→交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→表层加热，快冷→淬硬层。
工件淬硬层的深度与频率有关：A. 0.2～2mm，高频感应加热（100—500KHz），适用于中小型齿轮、轴等零件；B．2～10mm，中频感应加热（0.5—10KHz），大中型齿轮、轴；C．〉10—15mm，工频感应加热（50Hz），用于大型轴、轧辊等零件。
特点：淬火质量好，表层组织细密、硬度高、脆性小、疲劳强度高；生产频率高、便于自动化，但设备较贵，不适于单件和小批量生产。
应用：主要零件类型是轴类、齿轮类、工模具，最常见的有：齿轮，如机床和精密机械上的中、小模数传动齿轮，蒸汽机车、内燃机车、冶金、矿山机械等上的大模数齿轮。
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
合金钢及其热处理工艺
合金钢及热处理工艺第一篇结构钢各类结构钢的含碳量及热处理方法第一节调质钢调质钢分低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢一、低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。
如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等（一）40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。
因此它是应用最广的调质钢之一。
40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。
淬火温度水淬830~850℃；油淬850~870℃。
40Cr也可以制造经表面硬化处理的零件，如气体碳氮共渗，感应加热。
（二）45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。
淬火温度810~840℃，油淬。
（三）硅锰钢硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。
硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。
但与锰或铬共存，回火脆性敏感。
此外，含硅的钢易产生脱碳现象。
常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。
（四）含硼调质钢硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn 的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无影响.在淬火冷却时，硼有促进未淬透部分出现针状铁素体的作用，使钢的韧性降低，40MnB锻造后，为改善组织，提高切削性，进行预先热处理，通常采用正火，而不是退火，以防止硼相析出造成硼脆。
20CrMnTi热处理工艺
20CrMnTi 齿轮钢的热处理工艺1. 前言1.1 20CrMnTi 钢概述20CrMnTi 是低碳合金钢，该钢具有较高的机械性能，零件表面渗碳 0.7-1.1mm 。
在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC ，心部硬度为30-45HRC 。
20CrMnTi 的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。
此外，20CrMnTi 还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直 接降温淬火。
且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。
适合于制造 承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi 钢是比较合适的。
经过910-940℃渗碳，870℃淬火，180-200℃回火后机械性能 的抗拉强度³1100Mpa 、屈服强度³850Mpa 、延伸率³10％、断面收缩率³45％， 冲击韧性³680，硬度为58-62HRC 。
20CrMnTi 合金成分表1.1 C Si Mn Cr S P Ni Cu Ti0.17～0.230.17～0.370.80～1.101.00～1.30£0.035£0.035£0.030£0.0300.04～0.101.2 20CrMnTi 泵体齿轮的的工艺流程：1.3 20CrMnTi 钢常见的热处理工艺表1.2 20CrMnTi 钢常见的热处理工艺表热处理工艺 工艺参数硬度要求工艺特点完全退火加热860~880℃，保温，炉 冷£217HB S消除残余应力，降低硬度正火加热920~950℃，保温，空 冷156~2 07HBS 加热温度在Ac3825℃线之上，细化晶 粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少 量铁素体组织淬火 加热860~900℃，保温，油 冷 48~54 HRC 淬火温度高，淬透性中等，变形较大， 硬度不高，耐磨性差回火加热500~650℃，保温2h ， 油冷30~36HRC 回火索氏体组织下料 锻造 正火清洗淬火回火加工渗碳包装清洗检验气体渗碳加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h计保温时间加热温度不超过920℃，以避免晶粒长大渗碳后淬火与回火淬火：加热820~850℃，保温后油冷60~63HRC心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性回火：加热180~200℃，保温2h，空冷表：56~62HRC心：35~40HRC气体碳氮共渗共渗温度840~860℃，出炉油冷60~65HRC心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性回火温度160~180℃，出炉空冷表：58~62HRC心：35~40HRC固体渗硼渗硼温度900℃，保温4h，油冷(渗硼剂：85%SiC+10%B4C+5%KBF4) 。
低碳合金钢铸件热处理调质工艺
低碳合金钢铸件热处理调质工艺材料：34CrNiMo热处理进度---------时间记录曲线淬火（℃） 温度（℃）0 时间（t ） 0 时间（t ）工艺针对紫圣（TDS 4090-38513）标准 1、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～30mm 间隙。
2、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm 间隙。
3、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。
4、对大件有效尺寸≥300mm 时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h 停留均热。
5、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。
材料：42CrMo Ø80热处理进度---------时间记录曲线淬火（℃） 温度（℃）0 时间（t ） 0 时间（t ）工艺针对紫圣（TDS 4090-38508e ）标准 6、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～30mm 间隙。
7、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm 间隙。
8、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。
9、对大件有效尺寸≥300mm 时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h 停留均热。
10、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。
材料：42CrMo Ø180热处理进度---------时间记录曲线淬火（℃） 温度（℃）0 时间（t ） 0 时间（t ）工艺针对紫圣（TDS 4090-38508e ）标准 11、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～30mm 间隙。
12、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm 间隙。
13、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。
14、对大件有效尺寸≥300mm 时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h 停留均热。
表面渗碳处理工艺
表面渗碳处理工艺渗碳与渗氮一般是指钢的表面化学热处理渗碳必须用低碳钢或低碳合金钢。
可分为固体、液体、气体渗碳三种。
应用较广泛的气体渗碳，加热温度900-950℃。
渗碳深度主要取决于保温时间，一般按每小时0.2-0.25mm估算。
表面含碳量可达百分之0.85-1.05。
渗碳后必须热处理，常用淬火后低温回火。
得到表面高硬度心部高韧性的耐磨抗冲击零件。
渗氮应用最广泛的气体渗氮，加热温度500-600℃。
氮原子与钢的表面中的铝、铬、钼形成氮化物，一般深度为0.1-0.6mm，氮化层不用淬火即可得到很高的硬度，这种性能可维持到600-650℃。
工件变形小，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。
但生产周期长，成本高，氮化层薄而脆，不宜承受集中的重载荷。
主要用来处理重要和复杂的精密零件。
涂层、镀膜是物理的方法。
“渗”是化学变化，本质不同。
钢的渗碳---就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900--950℃)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力，而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内，对于重载的渗碳体，可以提高到0.25--0.30％，以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。
但含碳量不能太低，否则就不能保证一定的强度。
2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性，细化晶粒，强化固溶体，影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。
在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类1)碳素渗碳钢中，用得最多的是15和20钢，它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。
但由于淬透性较低，只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件，如轴套、链条等。
2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
20CrMnTi热处理工艺
20CrMnTi热处理⼯艺20CrMnTi 齿轮钢的热处理⼯艺1. 前⾔1.1 20CrMnTi 钢概述20CrMnTi 是低碳合⾦钢，该钢具有较⾼的机械性能，零件表⾯渗碳 0.7-1.1mm 。
在渗碳淬⽕低温回⽕后，表⾯硬度为58-62HRC ，⼼部硬度为30-45HRC 。
20CrMnTi 的⼯艺性能较好，锻造后以正⽕来改善其切削加⼯性。
此外，20CrMnTi 还具有较好的淬透性，由于合⾦元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬⽕。
且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬⽕后变形⼩。
适合于制造承受⾼速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的⼯作条件选⽤20CrMnTi 钢是⽐较合适的。
经过910-940℃渗碳，870℃淬⽕，180-200℃回⽕后机械性能的抗拉强度31100Mpa 、屈服强度3850Mpa 、延伸率310％、断⾯收缩率345％，冲击韧性3680，硬度为58-62HRC 。
1.2 20CrMnTi 泵体齿轮的的⼯艺流程：1.3 20CrMnTi 钢常见的热处理⼯艺下料锻造正⽕清洗淬⽕回⽕加⼯渗碳包装清洗检验1.4 20CrMnTi 钢的相变点/℃1.5 热处理的总⼯艺曲线热处理总⼯艺曲线2. 20CrMnTi 齿轮正⽕处理⼯艺2.1 正⽕⽬的细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+铁素体组织。
并使加⼯硬度适中，有利于切削。
2.2 正⽕设备选⽤RX3箱式电炉参数见表 2.12.3 正⽕温度20CrMnTi 钢AC3约为825℃，为促使奥⽒体均匀化，增⼤过冷奥⽒体稳定性，选择的加热温度在930~950 ℃。
2.4 加热⽅法采⽤到温加热的⽅法，是指当炉温加热到指定温度时，再将⼯件装进热处理炉进⾏加热。
这样做的原因是避免⾦属组织的出现不需要的相转变，加热速度快，节约时间。
便于⼩批量⽣产。
2.5 加热介质加热介质为空⽓。
2.6 保温时间选定的依据：加热时间可按下列公式进⾏计算：t =a ×K ×D , 式中t 为加热时间（min ），K 为反映装炉时的修正系数，可根据表 2.2取K 为1.4。
常用表面处理工艺及热处理工艺
正火：又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
运用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。
退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
目的：降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，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。
退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
注: 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
淬火：将钢件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1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。
cr8热处理60度 -回复
cr8热处理60度-回复热处理是一种通过控制金属材料的加热和冷却过程来改变其性质和性能的过程。
其中，cr8热处理60度是指对cr8（一种常见的低碳合金钢）进行热处理，并将温度控制在60度的过程。
本文将分步骤详细介绍这一过程。
第一步：准备工作在进行热处理之前，我们需要做一些准备工作。
首先，准备好合适的试样，可以是方形或圆形的。
然后，清洁试样，确保表面没有灰尘、污垢或油污。
最后，准备热处理设备和工具，例如炉子、钳子和温度计等。
第二步：加热过程将准备好的试样放入炉子中，然后逐渐加热到预定温度，即60度。
这个过程需要耐心和细心，避免过快或过慢的加热，以免对试样造成损坏。
同时，使用温度计监测炉子内的温度，确保温度精确控制在60度。
第三步：保温时间一旦试样达到60度的温度，我们需要将其保持在该温度下一段时间，以确保热处理的效果。
这个保温时间的长短取决于cr8材料的具体要求和所需的性能改变。
通常，保温时间的范围从几分钟到几小时不等。
第四步：冷却过程在完成保温时间后，我们需要对试样进行冷却。
冷却过程可以采用多种方法，例如快速冷却、慢速冷却或空气冷却等。
具体选择哪种冷却方法取决于金属材料的性质和所需的性能。
在本例中，我们可以选择通过放置试样在室温下进行自然冷却。
第五步：回火处理在完成冷却后，cr8试样通常会变得过于硬化，这时需要进行回火处理以改善其韧性和可加工性。
回火处理是将试样重新加热到较低的温度，然后保持一段时间进行淬火。
回火温度和时间也取决于所需的性能改变。
一般来说，回火温度比加热温度低，时间也会相对较短。
第六步：测试和分析完成整个热处理过程后，我们需要对处理后的cr8试样进行测试和分析，以评估其性能改变。
常用的测试方法包括拉伸试验、冲击试验和硬度试验等。
这些测试可以帮助我们了解热处理的效果以及试样的强度、硬度和韧性等性能。
总结：通过以上六个步骤，我们可以对cr8材料进行热处理，并将温度控制在60度。
这个过程中的每一步都非常重要，需要仔细操作和控制。
碳钢及部分低合金钢热处理规范
—
C/h
650c
〜700c
/d
C/h
见表1
空冷时为正火
、^炉冷时为退火
0300c
铸件壁厚(mm)
入炉温度(C)
保温(h)
升温速度
保温
(h)
升温速度
保温时间(h)
<200
&650
无
100
2
120
4
200~500
400~500
2
70
3
100
4-10
500~800
60
14-26
>800
3
50
26以上
注：1.对机械性能要求高的铸件回火温度500-55OC
2.本工艺也适用于焊后铸钢件的回火。
300~350
3
50
4
80
10-20
>800
<200
4
30
6
50
20以上
注：1.适应的钢号见表1。
2.保温时间，件厚小于200mm源自保温4小时;件厚200〜500,在4小时基础上，保温时间每50mm,保温1小时；
件厚500〜800,在10小时基础上，保温时间每40mm,保温1小时;
件厚＞800,在20小时基础上，保温时间每30mm,保温1小时。
3.工艺要求正火+回火时，炉冷改空冷后，再回火。
铸钢件热处理规范(回火)
300~400c
^c/h^-^
600c1
<300c
铸件壁厚(mm)
入炉温度(℃)
保温(h)
升温速度(c/h)
保温时间(h)
碳钢的分类热处理简介
钢和铁的区别铁是一种化学元素，是地球上最常见到的一种物质。
但是在现实生活中，纯粹意义的的“铁”我们几乎是看不到的。
我们平时说的铁一般包括生铁和熟铁，严格说，它们都不是纯粹意义上的“铁”，都是以铁元素为主的合金。
钢也是以铁元素为主合金，钢与铁的主要区别是含碳量不同。
人们由铁矿中提取铁，将矿石、焦炭和石灰石（助熔剂）在高炉中冶炼，使氧化铁还原成生铁（或铸铁）。
所得生铁一般含铁90％～95％，碳3％～4.5％和少量的硅、锰、硫、磷等。
生铁是炼钢或熟铁（锻铁）的原料,含碳量在0.2％～2.1％之间的铁合金称为钢。
生铁在平炉、转炉或电炉中进一步冶炼除去碳、硅、磷等杂质，可得各种组成的钢。
钢加上其他金属元素，还可以构成不同的合金钢，如日常的不锈钢就是含有铬，镍等其他元素的合金钢。
钢材就是含碳量大于0.05%,小于0.2%的铁碳合金。
铁是大自然赏赐给人内的恩物，将开采的铁矿石放入高炉中冶炼后即得到生铁，生铁按不同冶炼工艺和用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。
炼钢生铁是一种含碳量>2%的铁碳合金，同时也含有少量的硅，锰，硫，磷等元素，其中硅和锰是有利元素，按一定比例存在于钢铁中可以显著提高材料的强度.硬度和耐腐耐磨性，而硫和磷则有害，会分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料性能。
把炼钢用生铁放入炼钢炉中按一定比例熔炼，将得到的钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或铸坯，供轧制成各种型材，为了获得不同性能的钢材，还会在熔炼过程中加入铬.镍.钼.钨.钒等微量元素，而这些化学成分决定了钢材的不同特性。
其中“铬”可以增加钢材的耐腐蚀性，通常国际上把含铬量大于13%的钢材称为不锈钢。
镍可以增加钢材的强度和韧性,钼可以防止钢材变脆，钨可增加钢材的耐磨损性,别看钨的硬度较低，只有大约40s，但它们的抗磨损能力非常高，钒可增加钢材的抗磨损性和延展性。
生铁――含C为2.0～4.5％钢――含C为0.05～2.0％熟铁――含C小于0.05％低碳钢－含碳量小于0.25%碳素结构钢－含碳量大多在0.7%以下中碳钢－含碳量在0.25～0.6%碳素工具钢－含碳量一般在0.65～1.35%高碳钢－含碳量大于0.60%高速钢－又称锋钢，含碳量一般在0.7～1.65%,含钨 5.5～19%,600摄氏度下工作时，硬度能保持在HRC60以上。
很全面,渗碳+渗氮+碳氮共渗表面处理工艺
很全面，渗碳+渗氮+碳氮共渗表面处理工艺渗碳与渗氮一般是指钢的表面化学热处理渗碳必须用低碳钢或低碳合金钢。
可分为固体、液体、气体渗碳三种。
应用较广泛的气体渗碳，加热温度900-950摄氏度。
渗碳深度主要取决于保温时间，一般按每小时0.2-0.25毫米估算。
表面含碳量可达0.85%-1.05%。
渗碳后必须热处理，常用淬火后低温回火。
得到表面高硬度心部高韧性的耐磨抗冲击零件。
渗氮应用最广泛的气体渗氮，加热温度500-600摄氏度。
氮原子与钢的表面中的铝、铬、钼形成氮化物，一般深度为0.1-0.6毫米，氮化层不用淬火即可得到很高的硬度，这种性能可维持到600-650摄氏度。
工件变形小，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。
但生产周期长，成本高，氮化层薄而脆，不宜承受集中的重载荷。
主要用来处理重要和复杂的精密零件。
涂层、镀膜、是物理的方法。
“渗”是化学变化，本质不同。
钢的渗碳——就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900-950C)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力，而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点（1）渗碳钢的含碳量一般都在0.15%-0.25％范围内，对于重载的渗碳体，可以提高到0.25%-0.30％，以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。
但含碳量不能太低,，否则就不能保证一定的强度。
（2）合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性，细化晶粒，强化固溶体，影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。
在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类（1）碳素渗碳钢中，用得最多的是15和20钢，它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56-62HRC。
但由于淬透性较低，只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件，如轴套、链条等。
（2）低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等，其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高，可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件，如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
20CrMnTi热处理工艺
3.7 渗碳介质
渗碳介质：煤油。
渗碳介质煤油在不同温度下的分解产物及含量见表 3.2。
名称 煤油
温度/℃ 950
表 3.2 煤油在不同温度下的分解产物及含量
分解产物
CO2 0.4~2.2
CO 1.2~4.6mHn 1~2
800
0.4~1.2 12~18 19~26 38.4~47.3 20~29
O2+N2 0.4~0.8 0.4~7.3
介质参数见表 3.3。
名称
分子式
表 3.3 渗碳反应式
煤油
航空煤油、灯油主要成 分为：C9~C14 和 C11~C17
850℃以下分解不充分，含大量的烯烃， 容易残生碳黑和结焦，反应式： n1(C11H24~C17H36)→n2CH4+n2[C]+nH2
用途 强渗碳剂
920±10 40min 1.5h
2h 2.5h
3.9 渗碳工艺
表 3.5 渗碳强渗时间
渗碳温度/℃
强渗后渗碳
930±10 940±10 层深度/mm
30min
20min
0.20~0.25
1h
30min
0.35~0.40
1.5h
1h
0.45~0.55
2h
1.5h
0.60~0.70
扩散时 间/h 1 1.5 2 3
2.5 加热介质
加热介质为空气。
2.6 保温时间
选定的依据：加热时间可按下列公式进行计算：t = a × K × D, 式中 t 为加 热时间（min），K 为反映装炉时的修正系数，可根据表 2.2 取 K 为 1.4。a 为加热 系数 min/mm，加热系数 a 可根据钢种与加热介质、加热温度进行取值，参数见 表 2.3。D 为工件的有效厚度（mm），由公式可知，工件厚度=（工件最厚处直径 +工件最薄处直径）/2。
JB-T6046-1992碳钢、低合金钢焊接构件 焊后热处理方法(可编辑)精品
JB-T6046-1992碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法J 33JB/T 6046 －1992碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法1992-05-05 发布1993-07-01 实施中华人民共和国机械电子工业部发布中华人民共和国机械行业标准碳钢、低合金钢焊接构件JB/T 6046 －1992焊后热处理方法1 主题内容与适用范围本标准规定了碳钢、低合金钢焊接构件的焊后热处理方法。
本标准适用于锅炉、压力容器的碳钢、低合金钢产品，以改善接头性能，降低焊接残余应力为主要目的而实施的焊后热处理。
其他产品的焊后热处理亦可参照执行。
2 引用标准GB 150 钢制压力容器GB 3375 焊接名词术语GB 7232 金属热处理工艺术语GB 9452 热处理炉有效加热区测定方法GBJ 94 球形储罐施工及验收规范JB 1613 锅炉受压元件焊接技术条件3 术语“焊后热处理”、“局部热处理”术语定义分别按GB 3375 和GB 7232 规定。
炉内热处理将被加热体整体一次放入热处理炉内进行的热处理。
分段热处理炉内热处理时，因受条件限制，被加热件不能一次整体入炉，在有附加条件的基础上分段多次入炉进行的热处理。
整体炉外热处理以适当的加热方式，在炉外将被加热件整体加热所进行的热处理。
中间热处理在制造过程中，对于反复受热的焊接区及母材，为了保证焊接质量及接头性能，在施焊工序中在较低温度下进行的热处理。
4 焊后热处理的工艺要求4. 1 通则4. 1. 1 焊后热处理的管理焊后热处理的管理内容包括：a. 热处理方法及设备的选择；b. 被加热件温度或炉温的检测；c. 被加热件外观质量、形状、尺寸的保证及检验；d. 焊后热处理情况的记录；e. 其他可能影响热处理效果因素的考虑。
机械电子工业部1992-05-05 批准1993-07-01 实施1JB/T 6046 －19924. 1. 2 焊后热处理工艺规范的选择进行焊后热处理时，应在充分考虑焊接结构的母材、焊接材料、服役状态、焊接工艺规范及结构特征等诸多因素的基础上，根据产品有关的设计及制造法规、技术条件或工艺评定结果，对焊后热处理的工艺规范予以具体规定。
20cr热处理工艺及硬度
20cr热处理工艺及硬度
20Cr是一种低碳合金钢，热处理可以通过多种方法来进行。
以下是一种可能的热处理工艺及硬度范围：
1. 固溶处理（950-1000°C）：将20Cr钢加热到950-1000°C，并保持一段时间，然后迅速冷却。
这个过程主要是为了均匀溶解钢中的合金元素，提高其可塑性。
硬度范围：HB ≤ 197
2. 空冷处理：将固溶处理后的20Cr钢自然冷却到室温。
这个过程主要是为了稳定组织，降低内部应力。
硬度范围：HB ≤ 187
3. 度贝氏体转变处理：在固溶处理后，将20Cr钢加热到800-850°C进行奥氏体化保温时间不宜过长，然后迅速冷却。
这个过程可以显著提高钢的硬度。
硬度范围：HRC 20-25
需要注意的是，具体的热处理工艺以及硬度范围可能会根据具体的供应商和要求有所不同。
此外，热处理的工艺参数也会影响硬度的范围，所以最好在实际应用中根据具体需求来确定最合适的热处理工艺。
20mncr5渗碳淬火热处理工艺
20mncr5渗碳淬火热处理工艺20MnCr5是一种低碳合金钢，具有良好的淬火性能。
渗碳淬火热处理工艺是对20MnCr5钢进行处理的一种常用方法。
本文将介绍20MnCr5渗碳淬火热处理工艺的过程和效果。
一、20MnCr5钢的特性20MnCr5钢具有优异的机械性能和热处理性能，适用于制造高强度、耐磨损和耐冲击的零部件。
该钢具有较高的强度和韧性，能够承受较高的表面压力和磨损，并具有较好的耐腐蚀性能。
二、渗碳淬火工艺渗碳淬火是一种常用的表面处理方法，通过在20MnCr5钢表面渗碳形成一层高碳含量的硬化层，然后进行淬火处理，使钢材表面硬度提高，同时保持内部韧性。
该工艺可以改善钢材的耐磨性和抗疲劳性能。
1. 渗碳过程渗碳是将含有碳源的材料与20MnCr5钢一起加热到高温，使碳在钢材表面扩散并渗入钢中。
一般使用固体碳源如碳化钠或碳化钙进行渗碳。
渗碳的温度一般在850℃至950℃之间，保持一定时间，使碳均匀地渗入钢材表面。
2. 淬火过程渗碳后的钢材需要进行淬火处理，以使表面硬化层具有较高的硬度和强度。
淬火一般采用水冷、油冷或气冷等方式，使钢材迅速冷却，产生马氏体转变。
淬火温度和冷却速率的选择对硬化层的质量和性能具有重要影响。
三、20MnCr5渗碳淬火的效果通过渗碳淬火工艺处理后的20MnCr5钢材，表面硬度得到显著提高，通常可达到HRC 58-62。
同时，由于淬火过程中产生的残余应力，使得钢材具有较高的抗拉强度和耐疲劳性能。
此外，20MnCr5钢材的耐磨性和耐腐蚀性也得到了改善。
四、应用领域20MnCr5渗碳淬火处理后的钢材广泛应用于制造高负荷、高速运动的零部件，如齿轮、轴承、链条等。
该钢材具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，能够在重载和高摩擦环境下保持稳定的工作性能。
20MnCr5渗碳淬火热处理工艺是一种常用的表面处理方法，可以显著提高20MnCr5钢材的硬度、强度和耐磨性。
该工艺适用于制造高强度、耐磨损和耐冲击的零部件，广泛应用于机械制造和工程领域。
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低碳钢及低碳合金钢表面热处理技术
椐统计，机械产品中80%以上零件的报废是由于表面失效造成的，而真正因材料整体强度不足产生断裂或变形的零件失效所占的比例很小（事实上，许多零件发生破裂，其裂纹也首先是从表面产生的）。
因此，提高材料表面耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性能及强度，是延长
零部件使用寿命、合理配置性能、保证系统稳定性的关键。
因此，表面热处理技术，得到了人们的极大关注，发展很快，对各类构件的性能的提高发挥着越来越重要的作用。
渗层深度一般为0.1~1.5mm，属中等深度，主要用于表面硬化。
表层组织为（马氏体+碳化物+残留奥氏体），表层应力状态为高残余压应力。
经淬火后，表面硬度可达58~65HRC，心部硬度一般为30HRC 左右，具有良好的耐磨性，有好的接触疲劳强度、弯曲疲劳强度、抗粘着咬合能力及较高冲击韧性。
热处理变形倾向较大，但不易开裂。
本工艺适用钢材为低碳钢和低碳合金钢，如15、20、12CeNi3、20Cr2Ni4、20Cr、15CrMo、20CrMo、20CrMnTi等及铁基粉末冶金材料，主要用于表面要求耐磨、耐疲劳，而心部韧性好的重载荷零件。
本工艺所用钢材成本较低或中等，设备投资较高。
本工艺渗层较浅，一般为0.1~1.0mm，大多用于表面硬化。
表层组织为（碳氮化合物+含氮马氏体+残留奥氏体），表层为高残余压应力状态。
淬火后，表面硬度达60~65HRC，耐磨性较高，有良好的接触疲劳强度和良好的弯曲疲劳强度及好的抗咬合能力和好的冲击韧性。
热处理变形倾向及开裂倾向同渗碳淬火工艺。
本工艺适用钢材为低
碳钢、低碳合金钢、中碳合金钢及铁基粉末冶金材料，如中碳合金钢40Cr、35CrMo、42CrMo等，低碳钢、低碳合金钢及铁基粉末冶金材料同渗碳淬火。
主要用于表面要求耐磨、耐疲劳，而心部韧性好的中载荷零件。
本工艺渗层较薄，一般为0.1~0.4mm，主要用于表面硬化。
表层组织为（氮碳化合物+含氮固溶体），表层为高残余压应力状态。
渗氮后，表面硬度一般为800~1200HV（63~71HRC），耐磨性很高，同时具有良好的接触疲劳强度、良好的弯曲疲劳强度、良好的抗咬合能力及较好的冲击韧性。
氮化处理变形倾向及开裂倾向很小。
渗氮后的零件，一般不再进行加工。
特殊情况下，只能进行加工量很小的精磨。
本工艺适用材料为中碳合金渗氮钢及球墨铸铁，如38CrMoAl、3Cr13、35CrMo、42CrMo、20CrMnTiT、QT600-3等。
主要用于表面耐磨性要求很高的重要零件。
渗层的化合物层一般为0.005~0.020mm，主要用于表面硬化。
表面硬化层组织为（表面碳氮化合物层+内部氮扩散层），表面为高残余压应力状态。
氮碳共渗后，表面硬度一般为500~800HV（50~63HRC），耐磨性较高，接触疲劳强度和弯曲疲劳强度较好，抗咬合能力最好。
氮碳共渗处理变形倾向及开裂倾向很小。
氮碳共渗处理，一般都是最后工序，不允许再经加工。
根据选用频率不同，硬化层范围为0.8~50mm，主要用于表面硬化。
表面组织为马氏体，表层为高的残余压应力状态。
表面硬度可达55~65HRC，具有高的耐磨性，好的接触疲劳强度，好的弯曲疲劳强度和较好的抗咬合能力。
变形及开裂倾向较小。
感应淬火后，一般都要经过磨削加工。
火焰淬火的表面硬化
层一般在1~12mm，主要用于表面硬化。
表层组织为淬火马氏体，表层为高的压应力状态。
表面硬度可达55~63HRC，表面耐磨性高，具有好的接触疲劳强度，好的弯曲疲劳强度和较好的抗咬合能力。
淬火变形及开裂倾向较小。
火焰淬火后，一般都要经过磨削加工。
本工艺适用材料为中碳钢或中碳合金钢。
主要用于表面要求耐磨的零件。