钢的加热工艺
钢的热处理(原理及四把火)
钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。
第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。
在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。
2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。
（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。
（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。
分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1~10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
钢的加热工艺简述
钢的加热工艺一、钢的加热工艺制度加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。
1、加热温度钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。
确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。
实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。
①加热温度的上限和下限碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图。
当钢处于奥氏体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE（1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。
所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。
碳钢的最高加热温度和图3-1 Fe-C合金状态图（其中指出了加热温度界限）1—锻造的加热温度极限；2—常化的加热温度极限；3—淬火时的温度极限；4—退火的温度极限理论过烧温度见表1-1。
加热温度的下限应高于A c3线30~50℃。
根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。
终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。
所以终轧温度也不能太高，最好在850℃左右，不要超过900℃，也不要低于700℃。
表1-1②加热温度与轧制工艺的关系实际生产中，钢的加热温度还需结合压力加工工艺的要求。
如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。
这些都是压力加工工艺特点决定的。
高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。
目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。
钢的热处理工艺
钢的热处理第一章钢的热处理热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。
然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。
1□□钢的加热1.1□制定钢的加热制度加热温度、加热速度、保温时间。
1.1.1加热温度的选择加热温度取决于热处理的目的。
热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。
淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。
在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。
对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；正火A C3或A CM以上30～50℃；1.1.2加热速度的选择必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。
如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。
对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。
钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小；b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小；c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。
1.1.3钢在加热时的缺陷a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。
粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。
已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。
b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。
钢的热轧工艺
钢的热轧工艺
钢的热轧工艺可以分为以下几个步骤：
1. 加热：将钢坯加热至适当的温度，以便使其变得可塑，易于轧制，通常钢的热轧温度在1000以上。
2. 轧制：将加热后的钢坯通过轧机轧制成所需的形状，如板材、型材、管材等。
3. 冷却：轧制后的钢材通过冷却设备进行快速冷却，以使其具有所需的力学性能和组织结构。
4. 镀锌：对于需要防腐的钢材，可以通过镀锌等表面处理工艺来提高其耐腐蚀性能。
5. 剪切、打包：将成品钢材进行剪切、打包等加工处理，以方便运输和存储。
1-钢的加热工艺
一.钢的加热工艺1.为什么钢在轧制或锻造前必须进行加热？钢经过加热，性质会变得比较柔软，具有较大的塑性和较低的强度，容易延伸和变形。
钢对外力的抵抗能力随着温度的提高而减弱。
如以常温为标准，那么800︒C时它将减为常温的30％，1000︒C时减为20％，1100︒C时减为14％，而1200︒C时减为4%左右。
所以为了易于进行轧制或锻造，对钢进行加热是十分必须的，加热温度一般以1100~1200︒C为宜。
轧制经过加热的钢锭和钢坯可以提高轧机产量、减少电耗、减少轧辊的磨损。
2. 对钢的加热有哪些要求？钢的加热是整个热加工生产过程中极为重要的环节，加热操作的好坏对产品质量、数量、节约能源及设备的安全均有重要影响。
因此，钢的加热应当满足下列要求：a）加热温度应该达到规定的温度，且不产生过热和过烧；b）坯料的加热温度应沿长度、宽度和整个断面均匀一致；c）钢在加热过程中所产生的氧化烧损应最少。
3. 什么叫加热温度差，钢加热的允许温差应该是多少，温度差过大有什么不好？加热温度差是指加热终了时在钢锭或钢坯断面上存在的温度不均匀性。
要求钢锭或钢坯在加热终了时沿整个断面温度完全均匀一致是比较困难的。
在保证产品质量和轧制顺利的前提下，允许存在一定的温度差。
允许温差以坯料断面每米厚度（或直径）所具有的温度差来表示。
对于一般轧机，温度差不大于150～300℃／m；对于无缝钢管穿孔，温度差应不大于80～100℃／m 。
对加热温度低和变形抗力较大的坯料，允许的加热温差应取下限。
钢锭或钢坯的加热温度差一般情况下无法捡检，通常只能通过坯料钻孔试验制订合理的加热制度来保证。
但利用先进技术，可以通过建立加热炉数学模型计算出在炉钢坯的截面温度差并在计算机里实时显示出来。
产生加热温度差太大的主要原因是加热速度太快和均热时间太短，应该延长加热时间和均热时间。
4. 什么叫钢的加热制度?在钢的加热过程中，炉子操作必须遵守的各种规定总称为加热制度。
铸钢件常见热处理工艺
按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。
1．退火：退火是将铸钢件加热到Ac3以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。
退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。
碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。
适用于所有牌号的铸钢件。
2．正火：正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30～50℃保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也是作为以后热处理的预备处理。
正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。
经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。
一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
3．淬火：淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。
或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。
铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数：(1)淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。
原则上，亚共析铸钢淬火温度为Ac。
以上20～30℃，常称之为完全淬火。
共析及过共析铸钢在Ac。
以上30～50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。
这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。
(2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。
为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。
钢的热处理工艺
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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
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（１）热应力及其变化规律
工件在加热和冷却时，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不 一致而产生的内应力称为热应力。 以圆柱 工件为例分 析热应力的 变化规律 到了冷却后期，表层温度的 降低和体积的收缩已经终止，而 心部体积继续收缩，由于心部受 到表层的牵制，应力逐渐转变为 拉应力，而表层则受到压应力。 当整个试样冷至室温时，内外温 差消失，冷却后期的应力状态被 保留下来成为残余应力。 因此，工件淬火冷至室温时， 由于热应力引起的残余应力 表层
炉冷至略低于 Ar1的温度等温处理。如此多次反复加热和冷却，最后冷 至室温，以获得球化效果最好的粒状珠光体组织。
一次球化退火 等温球化退火
往复球化退火
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T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
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（4）扩散退火
扩散退火 又称 均匀化退火 ，是将铸锭、铸件加热至 Ac3 或 Accm 以上 150 ～ 300℃，保温 10 － 15h ，然后随炉缓慢 冷却的热处理工艺。
温度）所需要的时间，而且取决于组织转变所需要的时间。完全退火 保温时间与钢材的化学成分、工件的形状和尺寸、加热设备类型、装 炉量以及装炉方式等因素有关。 退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的 过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高。碳钢＜ 200℃/h ，低合 金钢＜100℃/h，高合金钢＜50℃/h。出炉温度在600℃以下。 将奥氏体化后的钢很快降至稍低于 Ar1 温度等温，使奥氏体转变 为珠光体，在空冷至室温，称为等温退火。 等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢等，可以显著缩 短退火时间；但不适合大截面工件和大批量炉料。
钢铁热处理四种工艺
钢铁热处理四种工艺
一、正火：是将钢材放置在一定的温度的炉膛中经过固定的时间进行加热，使钢质进行结构变化，以改变所需的特性。
二、淬火：是将钢件加热到一定温度（相对较高），在此坚持一定时间后迅速冷却，以达到硬化钢件的效果。
三、回火：是将钢件加热到一定温度，再放回冷却室里进行冷却，使钢件达到柔韧度的要求。
四、正反复淬脆火热处理：是将钢件加热到一定温度，机械加工后反复经过淬火和回火处理，来达到钢件更大的韧性和强度。
钢的热处理工艺知识大全
钢的热处理工艺知识大全热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。
热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能﹑提高加工质量﹑减小刀具磨损。
钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。
热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。
退火与正火一、退火将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。
退火的主要目的是：（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，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备。
（3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。
常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
（1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3以上30～50℃），随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。
在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。
完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AC CM以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。
（2）球化退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，以不大于50℃/H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。
球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。
这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。
c60e钢热处理调质工艺
C60E钢是一种高强度低合金结构钢，通常适用于制造承受高应力及要求良好焊接性能的工程结构件，如机械零件、车辆零件等。
C60E钢的热处理调质工艺是一种重要的热处理方法，通过该工艺可以提高钢的力学性能，满足不同的工程应用需求。
C60E钢的热处理调质工艺大致步骤如下：
1. 加热：将C60E钢工件加热到适当的温度，通常在850°C到950°C之间，温度视具体要求及工件尺寸而定。
加热时要保证整个工件温度均匀，避免过热和脱碳。
2. 保温：在设定温度下保持一段时间，以确保整个工件内部温度均匀，并使奥氏体相充分形成。
保温时间依据工件厚度而定，通常为几分钟到几小时。
3. 冷却：在热处理炉中缓慢冷却（通常是水冷或油冷），也可在空气中自然冷却。
缓慢冷却可以避免产生大的热应力和避免变形。
调质处理的关键参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。
这些参数将影响工件的硬度、强度、韧性等力学性能。
完成调质处理后，C60E钢的力学性能将得到显著提升，硬度一般可以达到340HB至420HB，抗拉强度在600MPa以上，具有良好的综合机械性能。
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
加热工艺
加热工艺金属的加热工艺包括加热温度、加热时间、加热速度、炉温制度、炉内气氛等。
1、钢的加热目的①钢的加热目的是提高金属塑性，降低变形抗力，便于轧制。
②使金属锭或坯内外温度均匀由于金属内外的温度差，使其内部产生应力，应力会造成轧材时的废品或缺陷；③改变金属的结晶组织金属经过冷加工以后，组织结构改变，处于加工硬化状态，需要加热进行热处理，达到所要求的物理性能和力学性能。
2、制订加热工艺的依据板坯的加热工艺包括板坯的加热温度和加热时间，对特殊材质的板坯还应考虑它的升温速度，制定加热工艺的主要依据是：①钢的化学成分、奥氏体区温度范围和它的导热、导温性能；②板坯尺寸和轧制过程中的温降，使整个轧制过程能在要求的温度区间内进行；③对含有碳氮化合物的钢，加热阶段应充分将这类化合物溶解到它的高温金相组织中；④考虑加热能耗和轧制能耗，力求取得综合的节能效果；⑤炉型结构对加热炉温度的限制条件；3、对板坯加热的要求①获得理想的加热温度，保证轧制在控轧工艺规定的温度内进行；②加热板坯的纵向和横向断面的温差小；③炉底水管“黑印”，一般应小于30℃；④氧化烧损低；⑤烧损低，表面氧化铁皮容易清除。
4、加热温度加热温度指金属加热完毕出炉时的表面温度。
加热是为了改善金属内部结晶组织，加热温度主要根据热处理工艺要求来决定。
加热温度主要根据加热工艺要求，由金属的塑性和变形抗力等性质来确定。
最合理的加热温度，应使金属获得最好的塑性和最小的变形抗力，这样有利于热加工，提高产量，减少设备磨损和动力消耗1）低碳钢：根据钢在加热过程中的组织变化，低碳钢最合适的加热温度范围是在单相奥氏体区内，即AC以上30～50℃,固相线以下100～150℃,为防止过热过烧,并能保证必要的终轧温度, 3一般采用1150～1250℃。
2）低合金钢钢的加热范围受加入的合金元素的影响。
合金元素加入钢中，有的形成了合金碳化物（NbC、Vc、TiC等）提高了钢的熔点，有的扩大了奥氏体区，提高了固相线，有的缩小了奥氏体区，使固溶体的熔点改变，有的形成了低熔点的化合物，有的明显提高了钢的高温变形抗力。
1-钢的加热工艺
一.钢的加热工艺1。
为什么钢在轧制或锻造前必须进行加热？钢经过加热,性质会变得比较柔软,具有较大的塑性和较低的强度，容易延伸和变形。
钢对外力的抵抗能力随着温度的提高而减弱。
如以常温为标准，那么800C时它将减为常温的30％,1000C时减为20％，1100C 时减为14％，而1200C时减为4%左右.所以为了易于进行轧制或锻造,对钢进行加热是十分必须的，加热温度一般以1100～1200C为宜。
轧制经过加热的钢锭和钢坯可以提高轧机产量、减少电耗、减少轧辊的磨损。
2. 对钢的加热有哪些要求？钢的加热是整个热加工生产过程中极为重要的环节，加热操作的好坏对产品质量、数量、节约能源及设备的安全均有重要影响。
因此,钢的加热应当满足下列要求:a）加热温度应该达到规定的温度，且不产生过热和过烧;b）坯料的加热温度应沿长度、宽度和整个断面均匀一致；c)钢在加热过程中所产生的氧化烧损应最少.3. 什么叫加热温度差，钢加热的允许温差应该是多少，温度差过大有什么不好?加热温度差是指加热终了时在钢锭或钢坯断面上存在的温度不均匀性.要求钢锭或钢坯在加热终了时沿整个断面温度完全均匀一致是比较困难的。
在保证产品质量和轧制顺利的前提下，允许存在一定的温度差。
允许温差以坯料断面每米厚度（或直径）所具有的温度差来表示.对于一般轧机，温度差不大于150～300℃／m；对于无缝钢管穿孔，温度差应不大于80～100℃／m 。
对加热温度低和变形抗力较大的坯料，允许的加热温差应取下限。
钢锭或钢坯的加热温度差一般情况下无法捡检，通常只能通过坯料钻孔试验制订合理的加热制度来保证。
但利用先进技术，可以通过建立加热炉数学模型计算出在炉钢坯的截面温度差并在计算机里实时显示出来。
产生加热温度差太大的主要原因是加热速度太快和均热时间太短，应该延长加热时间和均热时间。
4。
什么叫钢的加热制度？在钢的加热过程中，炉子操作必须遵守的各种规定总称为加热制度.钢的加热制度的内容包括坯料加热温度、断面允许的温度差、各阶段允许的加热速度、温度制度和加热时间等。
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
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
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺一、钢材常用的热处理方法1、正火钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。
正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。
2、淬火钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。
钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。
钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。
钢加热温度的选择见表1。
钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。
3、回火钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。
回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。
钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。
碳素工具钢的回火温度见表2。
表2碳素工具钢的回火温度4、退火钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。
退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。
碳钢的退火规范见表3。
表3碳钢的退火规范注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。
二、几种常见零件的热处理1、齿轮机床齿轮的热处理见表3。
2、蜗轮蜗轮的热处理见表43、丝杠丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。
丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。
为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。
丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。
经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。
为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。
丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。
但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。
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钢的加热工艺一、钢的加热缺陷钢在加热过程中，炉子的温度和气氛必须调整得当，如果操作不当，会出现各种加热缺陷，如氧化、脱碳、过热、过烧等。
这此缺陷影响钢的加热质量，重则造成废品，所以加热过程中必须严格执行工艺，避免上述缺陷产生。
(一)钢的氧化及其影响因素钢在高温炉内加热时，由于炉气中含有大量的O2、CO2、H2O（六轧厂使用的燃气为高炉煤气，主要由可燃成分CO、H2、CH4和不可燃成分CO2、N2组成，其中CO占30%左右，H2和CH4的数量很少，高炉煤气含有大量的CO2和N2，约占60%～70%）。
钢的表面层要发生氧化。
氧化不仅造成钢的直接损失——成材率下降，而且在除鳞不净的情况下轧制会将氧化铁屑压入钢的表面而造成成品钢材表面麻点缺陷。
如果氧化层过深，会使钢锭的皮下气泡暴露，轧后造成废品。
氧化铁皮的导热系数比钢低，所以钢表面上覆盖了氧化铁皮，双恶化了传热条件，降低了炉子生产率，增加了能源的消耗。
钢的氧化影响因素有：加热温度、加热时间、炉气成分、钢的成分，这此因素中加热温度、炉气成分、钢的成分对氧化速度有较大的影响，而加热时间主要影响钢的烧损量。
1、加热温度的影响：因为氧化是一种扩散的过程，所以温度的影响非常显著，温度愈高，扩散愈快，氧化速度愈大，常温下钢的氧化速度非常缓慢，600℃以上时开始有显著变化，钢温达到900℃以上时，氧化速度急剧增长，氧化铁皮生成量与温度之间有如下关系：钢温/℃900 1000 1100 1200烧损量比值 1 2 3.5 72、钢的成分：对于碳素钢随其C含量的增加，钢的烧损量有所下降，这是由于钢中的C 氧化后，部分生成CO而阻止了氧化性气体向钢内扩散的结果，因此在同样的加热条件下，高碳钢相对低碳钢的烧损要轻。
合金元素如Cr、Ni等极易被氧化成为相应的氧化物，但是由于它们生成的氧化物薄层组织结构十分致密又很稳定，这一薄层氧化膜起到了防止钢的内部基体免遭再氧化的作用，因此铬钢、铬镍钢、铬硅钢等都具有很好的搞高温氧化的性能。
3、加热时间的影响：在同样的条件下，加热时间越长，钢的氧化烧损量就越多，所以加热时应尽可能缩短加热时间。
(二)脱碳钢在加热时，在生成氧化铁皮的基础上，由于高温炉气的存在和扩散作用，未氧化的钢表面层中的碳原子向外扩散，炉气中的氧原子也透过氧化铁皮向里扩散，当二种扩散会合时，碳原子被烧掉，导致未氧化的钢表面层中化学成分贫碳，这种现象叫做脱碳。
碳是决定钢性质的主要元素之一，脱碳使钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、冲击韧性、使用寿命等力学性能显著降低。
对工具钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、高碳钢等质量有很大的危害，甚至因脱碳超出规定而成为废品，所以脱碳问题是钢材生产中的关键问题之一。
影响脱碳的因素和氧化一样，影响脱碳的主要因素是加热温度、加热时间、炉内气氛，此外钢的化学成分对脱碳也有一定的影响。
1、加热温度对脱碳的影响：加热温度对钢坯可见脱碳层厚度的影响因钢种不同也有所不同，一般随加热温度升高，可见脱碳层厚度显著增加，但有一些钢种随着温度的升高，开始脱碳层厚度增加，但加热温度到一定值后，随着温度的升高，脱碳层厚度却不仅不增加，反而减少了，如弹簧钢（60Si2Mn）在1100℃以前脱碳层厚度随温度的增加而很快增大，但超过1100℃后脱碳层厚度随着温度增高而显著降低，这说明在1100℃附近有一脱碳速度的“峰值”。
还有不少钢种也有类似的规律，对这些钢种，在选择加热温度时，应当尽量避开这一脱碳速度的“峰值”温度范围。
2、加热时间对脱碳的影响，加热时间愈长，可见脱碳层厚度愈大，所以，缩短加热时间，特别是缩短钢坯表面已达到较高温度后在炉内的停留时间，以达到快速加热，是减少钢坯脱碳的有效措施，3、炉内气氛对脱碳的影响：炉内气氛对脱碳的影响是根本性的，炉内气氛中H2O、H2、O2、和CO2均能引起脱碳，而CO和CH4却能使钢增碳。
实践证明，为了减少可见脱碳层厚度，在强氧化气氛中加热是有利的，这是因为铁的氧化将超过碳的氧化，因而可减少可见脱碳层厚度。
4、钢的化学成分对脱碳的影响：钢中的含碳量越高，加热时越容易脱碳，若钢中含有铝、钨、钴等元素时，则脱碳增加；若钢中含有铬、锰、硼等元素时，则脱碳减少。
镍、硅、钒对脱碳没有什么影响。
易脱碳的钢种主要有碳素工具钢、模具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、高速钢等。
减少脱碳的措施：减少钢的氧化的措施基本适用于减少脱碳。
例如进行快速加热，缩短钢在高温区域停留时间，正确选择加热温度，避开易脱碳钢的脱碳峰值范围；适当调节和控制炉内气氛，对易脱碳钢使炉内保持氧化气氛，使氧化速度大于脱碳速度等。
(三)钢的过热如果钢的加热温度超过了临界温度A C3，钢的晶粒开始长大，晶粒粗化是过热的主要特征，加热温度越高，加热时间越长，这种晶粒长大的现象越显著。
晶粒过分长大，钢的机械性能下降，加工时容易产生裂纹。
特别在钢锭的棱角部分或零件的边缘部分，轧制时会开裂，致使成品材产生裂纹。
加热温度与加热时间对晶粒长大有决定性的影响，在轧制作业中，应掌握好加热温度，以及钢在高温区域停留的时间。
合金元素大多数是可以减小晶粒长大趋势的，只有碳、磷、锰会促进晶粒的长大，故一般合金钢的热敏感性比碳素钢低，即合金元素起了细化晶粒的作用。
(四)钢的过烧当钢加热到比过热更高的温度时，不仅钢的晶粒长大，晶粒周围的薄膜开始熔化，氧进入了晶粒之间的间隙，使钢发生氧化，导致晶粒间彼此结合力大为降低，塑性变坏，这样钢在进行压力加工过程中会裂开，致使成品钢材产生裂纹，这种现象就是过烧。
二、钢的加热温度和加热速度钢的加热温度指钢加热完毕出炉时的表面温度，对轧制前的加热，是为了获得良好的塑性和较小的变形抗力，最合适的加热温度，应使钢获得最好的塑性和最小的变形抗力，这样有利于热加工，提高产量，减少设备磨损和动力消耗，但对于加热优特钢来说，根据不同的加热目的而具有不同的加热工艺。
钢的加热温度，一般来说需要参考钢的相图、塑性图及变形抗力图等资料综合确定。
碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图，一般加热温度在铁碳平衡相图的A C3以上30～50℃，固相线以下100～150℃的地方。
钢的加热速度是指在单位时间内，钢的表面温度升高的度数，从生产角度，希望加热速度愈快愈好，而且加热时间短，钢的氧化烧损也减少。
但是提高加热速度受到一些因素的限制，除了炉子供热条件的限制外，特别要考虑钢内允许温度差的问题。
钢在加热过程中，由于钢本身的热阻，不可避免地存在内外温度差，表面温度总比中心温度升高的快，这时表面的膨胀要大于中心的膨胀，这样表面受压力而中心爱张力，于是在钢的内部产生了热应力，热应力的大小取决于温度梯度的大小，加热速度越快，内外温差越大，温度梯度越大，热应力就越大，如果这种应力超过了钢的破裂强度极限，钢的内部就要产生裂纹，所以加热速度要限制在应力所允许的范围之内。
钢中的应力只是在一定温度范围内才是危险的，多数钢在550℃以下处于弹性状态，塑性比较低。
这时如果加热速度太快，温度应力超过了钢的强度极限，就会出现裂纹，温度超过了这个温度范围，钢就进入了塑性状态，对低碳钢可能更低的温度就进入产生范围，这时即使产生较大的温度差，将由于塑性变形而使应力消失，不致造成裂纹，因此，温度应力对加热速度的限制，主要是在低温（500℃以下）时。
一般来说低碳钢在低温段的加热速度不受限制，对于高碳钢和合金钢的低温塑性较差且导热系数较低，因此在低温段的加热速度要进行控制。
三、加热制度和加热时间六轧厂实行的是三段式连续加热制度，即把钢坯放在三个温度条件不同的区段内加热，依次是预热段、加热段、均热段，三段式加热制度是比较完善的加热制度，优点较多。
钢坯首先在低温区域进行预热，这时加热速度比较慢，温度应力小，不会造成危险，等到钢中心温度超过500℃以后，进入塑性范围，这时就可以快速加热，直到表面温度迅速升高到出炉所要求的温度，加热期结束时，钢断面上还有较大的温度差，需要进入均热期进行均热，缩小表面与中心的温度差。
应当注意的是：加热制度与加热炉的炉型并不完全一致，三段式的加热炉可以通过人为的调节烧嘴来变化炉内的温度分布，从而改变预热段、加热段、均热段在形式上的分布。
加热时间是指在规定的温度制度下，钢坯在炉内加热至达到轧制所要求的温度时所必需的时间。
加热时间是加热速度的一种表征，是预热、加热和均热三个阶段时间的总和。
一般连续式加热炉加热钢坯可采用如下经验公式：h=csh——加热时间，单位：小时s——钢料厚度，单位：厘米c——每厘米厚的钢料加热所需的时间，单位：小时/厘米对于双面受热的加热制度，c值如下低碳钢c=0.05～0.075中碳钢和低中合金钢c=0.075～0.1高碳钢和高合金钢c=0.1～0.15高级工具钢c=0.15～0.2加热时间还与炉内钢坯的分布有关，同样的钢坯，在不同加料步距的情况下，由于受热面积不同，导致加热时间的不同，这一点有时候显得非常重要，无论如何都不能忽略。
四、炉压制度炉压制度也是影响钢坯加热速度、加热质量以及燃料利用好坏的重要因素，加热炉内压力大小及其分布是组织火焰形状、调整温度场及控制炉内气氛的重要手段之一。
通常所说的加热炉炉压是炉内气体的绝对压力与炉外大气压力的差值，即相对压力。
加热炉炉压沿炉长方向上的分布，随炉型、燃料燃烧方式及操作制度而异，一般连续加热炉内的炉压由出料侧向进料侧递增，总压差20～40Pa。
此外，由于热气体的位差作用，使加热炉内也存在着垂直方向的压差，由下向上递增，通常的操作温度范围内每米炉高的压差约10Pa。
炉内压力的控制基准与要求，为了尽量减少炉内氧化和能量消耗，加热炉内压力一般要求控制为零或微正压。
由于加热炉内各点压力不同，因此在实际生产中对炉压制度的基本要求是保持炉子出料端坯料表面附近的压力为为零压或微正压（比大气压高0～20Pa左右），同时炉内气流通畅，并力求炉尾处不冒火。
炉压过高时，将有大量的高温气体逸出炉外，不仅恶化了劳动环境，使操作困难，而且缩短了炉子寿命，并造成燃料的大量浪费。
五、六轧加热操作存在的问题钢坯加热效果不一致：由于六轧的轧机能力远大于加热炉的能力，因此六轧的生产模式为：快速轧制1炉钢坯——等钢温——快速轧制1炉钢坯——循环往复，这种现象在生产220×260的坯料时显得十分严重，中间等钢温的时间高达近40分钟/循环，如此造成同一炉的钢坯在不同温度下停留的时间不同，即加热效果不同，在高温段停留时间长的钢坯有表面过热的倾向，低温段停留时间长的钢坯加热不透，间隙原子（C、N）不能有效的进行扩散，轧制后易形成带状组织。
炉尾加热温度偏高：六轧厂在正常加热时，炉尾的加热温度（加热Ⅰ段）高达1050℃，对将来开发的高合金钢的加热显然是十分不利的。