常用材料热处理

常用材料热处理

材料热处理中的特性：

淬透性（可淬性）：指钢接受淬火的能力

零件尺寸越大，内部热容量也越大，淬火时冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。但淬透性大的钢，尺寸效应不明显。

由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸零件时用碳钢正火比调质更经济。

常用钢种的临界淬透直径De mm

常用材料的工作条件和热处理

渗碳钢：（含碳量0.1～0.25％）

10、15、20、

15Cr、20Cr、20Mn2、20CrMn、20CrMnVB

25MnTiB、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo

30CrMnTi、20Cr2Ni4A、12CrNi3A、18Cr2Ni4W A

渗碳钢在高温下长时间保温，晶粒易于长大，恶化钢的性能。

表面含碳量在0.85～1.05％，表层硬度≥56～65(HRC)

心部含碳量在0.18～0.25％，HRC30~45

含碳量在0.3％时，HRC30~47

常用渗碳钢渗碳后的硬度

调质钢（含碳量0.25～0.5％）

40、45、40Cr、50Mn2、35CrMo、30CrMnSi、

40CrMnMo、40MnB、40MnVB、40CrNiMoA

38CrMoAlA

碳素调质钢淬透性低。

常用调质钢的调质硬度

调质钢对表面耐磨性要求较高时还需高频淬火，要求耐磨性更高时则需渗氮。

弹簧钢含碳量：碳素弹簧钢0.6～0.9％

合金弹簧钢0.45-0.7％

弹簧钢的选用：

钢丝直径<12～15mm 65、75

弹簧≤25mm 65Mn、55Si2Mn

60Si2Mn、70Si3MnA

钢丝直径≤30mm 50CrVA、50CrMnVA

重要弹簧 60Si2CrVA、65Si2MnVA 弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火

热处理的硬度一般为 HRC41-48

对于一般小弹簧（钢丝截面D<10mm）不淬火，只作250～300去应力处理。

65Mn淬硬性好，硬度≥HRC59。

轴承钢含碳量0.95～1.10％

含铬量0.5～1.65％

GCr9 GCr15 GCr15SiMn GsiMnV GMnMoVRE

GSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV

轴承承受高压集中周期性交变载荷，由转动和滑动产生极大的摩擦。

轴承钢一般首先进行球化退火—淬火—低温回火，硬度为HRC61-65。

不锈钢含碳量：马氏体不锈钢0.1～0.4％

铁素体不锈钢≤0.12～0.15％

奥氏体不锈钢≤0.2％

马氏体不锈钢有良好的力学性能和适中的抗蚀能力。铁素体不锈

钢对耐酸腐蚀性能要求高，力学性能要求不高。奥氏体不锈钢有优良

的力学性能、工艺性能和抗蚀能力。

马氏体不锈钢：0Cr13 1Cr13 2Cr13 3Cr13 4Cr13 9Cr18

Cr14

铁素体不锈钢： Cr17 Cr17Ti Cr17Mo2Ti Cr25Ti Cr28

Cr25Mo3Ti

奥氏体不锈钢：0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 2Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti Cr18Ni11Nb Cr18Ni12Mo2Ti

常用不锈钢的机械力学性能

耐热钢：(含碳量0.1～0.2％)

珠光体耐热钢：15CrMo 4Cr9Si2 4Cr10Si2Mo

奥氏体耐热钢：1Cr18Ni9Ti 4Cr14Ni14W2Mo

珠光体耐热钢热处理：正火—高温回火

奥氏体耐热钢热处理：在1175℃水淬，750℃时效。

抗磨钢：（含碳量>1％，含锰量13％左右）

高锰钢件必须用在外来压力或冲击力作用的地方。

热处理：加热1000～1100℃，保温水淬。

硬度HB180~220,即水韧处理不需回火。

铸铁：

一、灰铸铁：

铁素体：HT100

铁素体珠光体：HT150

珠光体：HT200 HT250

变质铸铁：HT300 HT350

工作条件性能要求：

用于承受压力和要求消震性或经受摩擦的条件，灰铸铁的强度、塑性都比钢低，但具有优良的耐磨性、消

震性、抗压强度和低缺口敏感性。

灰铸铁中具有粗大的片状石墨，对金属基体的削弱

作用很大，热处理只能改变其基体组织，一般是消除应

力采用时效，消除白口采用软化退火。

用珠光体和变质铸铁目前多采用中频或电接触表面淬火，淬火层深度可达0.29～0.31mm，硬度可达

HRC59~61。

二、球墨铸铁：

铁素体球墨铸铁：QT45—5 QT40—10

珠光体球墨铸铁：QT45—0 QT50—1.5 QT60—2

球墨铸铁：有灰铸铁的优点又有类似钢的力学性

能，σs σb比钢约高40％，小能量多

次冲击下的疲劳强度接近于钢，耐磨性

比钢好。消震性能比灰铸铁低。

球墨铸铁热处理后的力学性能

注：球墨铸铁中的石墨呈聚合的球状存在，对基体的削弱和引起应力集中比片状或团絮状石墨（可锻铸铁）都小，钢的各种热处理大都能适用。

应用材料热处理

热处理对零件结构设计要求：

1、避免夹角、棱边。

2、避免厚薄悬殊的截面。

3、尽量采用封闭对称的结构。

4、采用组合结构。

5、合理的技术条件。

6、考虑淬火后尺寸变形。

7、考虑热处理裂纹。8、考虑热处理工艺性。

9、考虑材料的工艺性。10、结合工艺改进结构。

工作图上应注明的热处理要求：

一般零件热处理方法硬度标注波动范围为：

HRC 在5个单位左右

HB 在30～40个单位左右

渗碳：渗碳层深度、区域

渗氮：渗氮层深度、区域