碳钢热处理工艺.
碳钢的热处理工艺对组织和性能的影响
韧性
韧性随含碳量的增加而降 低，低碳钢具有较好的韧 性。
影响因素及变化规律
01
含碳量
含碳量是决定碳钢组织和性能的主要因素，随着含碳量的增加，钢的强
度和硬度提高，但塑性和韧性降低。
02 03
热处理工艺
通过不同的热处理工艺可以改变碳钢的组织结构，从而获得不同的力学 性能。例如，淬火可以提高钢的硬度和强度，但会降低韧性；回火可以 消除淬火应力，提高韧性和塑性。
正火
将金属加热到临界温度以上，保温一定时间后空 冷，以获得细化的珠光体组织，提高强度和硬度 。
回火
将淬火后的金属加热到Ac1以下某一温度，保温 一定时间后冷却，以消除内应力和脆性，提高韧 性和塑性。
热处理在碳钢加工中的应用
改善切削加工性能
通过退火或正火处理，消除碳钢 内应力，细化晶粒，提高切削加 工性能。
06
热处理工艺优化与改进方向
Chapter
新型热处理技术发展趋势预测
真空热处理技术
真空环境下进行热处理，可减少氧化、脱碳等表 面缺陷，提高材料性能。
等离子热处理技术
利用高温等离子体对材料进行快速加热和冷却， 实现高效、环保的热处理过程。
激光热处理技术
通过高能激光束对材料进行局部加热和快速冷却 ，实现高精度、高质量的热处理。
组合。
回火温度和时间
回火可以降低淬火钢的硬度，随着 回火温度的升高和时间的延长，硬 度逐渐降低。
合金元素
合金元素可以改变钢的淬透性和回 火稳定性，从而影响硬度。
韧性改善方法与效果评估
细化晶粒
通过细化晶粒可以提高钢的韧性，如采用正火、退火等工艺。
降低内应力
实验三 碳钢的热处理
实验三碳钢的热处理一、实验目的1.了解碳素钢的基本热处理(退火、正火、淬火及回火)的工艺方法。
2.研究冷却条件与钢性能的关系。
..3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。
4.学会洛氏硬度计的使用。
二、实验设备和材料设备: 箱式电炉和控温仪表, 洛氏硬度计, 皮手套, 夹钳, 淬火矿物油, 水, 砂纸等。
材料: 45号钢、T12 钢样若干。
三、热处理工艺及其设计碳素钢普通热处理工艺主要有退火、正火、淬火及回火。
加热温度、保温时间和冷却速度, 是达到热处理良好效果的最重要工艺参数。
（一）设计、制定热处理工艺规范钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织, 而获得所需性能的一种热加工工艺, 它的基本过程包括: 将钢加热到选定温度, 在该温度下保持一段时间, 然后用选定的速度冷却。
由于工件的成份、形状、大小不同, 所以应该选择不同的加热温度、保温时间和冷却速度。
热处理的工艺参数主要包括: 加热温度、保温时间、冷却速度。
1. 加热温度的选择（1）退火：亚共析钢加热至Ac3+(20(C～30(C)(完全退火)；共析钢, 过共析钢加热至Acl+(20(C～30(C)(球化退火), 得到粒状渗碳体, 硬度降低, 以利切削加工。
由于退化时间较长, 本次不做退火实验。
（2）正火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；过共析钢加热至Accm+ (30(C～50(C)。
即加热到奥氏体单相区。
（3）淬火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30(C～50(C)。
（4）回火: 碳素钢淬火后需尽快回火, 按加热温度的不同, 可分为三种:低温回火: 加热温度150(C～250(C, 目的是得到回火马氏体, 降低淬火应力, 减少脆性并保持淬火碳素钢的高硬度。
用于切削工具、冷作模具、滚动轴承等。
中温回火：加热温度350(C～500(C, 目的是得到回火托氏体, 较多地降低淬火应力, 有高的韧性和弹性极限。
实验 碳钢的热处理
实验碳钢的热处理一、实验目的1. 了解碳钢的基本热处理（正火、淬火及回火）工艺方法；2. 掌握冷却条件与钢性能的关系；3. 分析正火、淬火及回火温度对钢性能的影响。
二、实验仪器、设备和材料1. 实验材料：20钢，45钢，T12钢；2. 实验设备：箱式实验电阻炉（型号：SX2-8-12、SX2-4-10、SX2-8-16等）、控温仪表、hrss-150洛氏硬度机、水银温度计；3. 淬火介质：水，油（使用温度约20℃）。
三、实验原理1. 钢的退火和正火钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。
此时奥氏体在低于Ar1温度以下的高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的组织。
一般中碳钢（如40、45钢）经退火后组织稳定，硬度较低（HB180～22）有利于下一步进行切削加工。
正火是将钢加热到Ac3或Acm以上30～50℃保温后进行空冷。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密；对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性；对高碳钢则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火做准备。
2. 钢的淬火淬火是将钢加热到临界温度以上30～50℃，保温后淬入各种不同的冷却介质中快速冷却以获得淬火马氏体或下贝氏体组织。
碳钢经淬火后得到淬火马氏体、下贝氏体和少量的残余奥氏体组织。
为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。
3. 钢的回火回火是将淬火后的钢加热到临界点(Ac1)以下的某一温度，保温一定时间后以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺。
钢经淬火后得到的淬火马氏体组织是亚稳相，有转变为其它组织的趋势，同时淬火使工件内部产生很大的内应力，导致工件变形甚至开裂。
特别是一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度，因此淬火钢必须进行回火处理。
不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同性能。
对碳钢来说，回火工艺的选择主要是考虑回火温度和保温时间这两个因素。
低碳钢渗碳热处理工艺
低碳钢渗碳热处理工艺低碳钢渗碳热处理工艺是一种常用的金属加工方法，用于提高低碳钢的硬度和耐磨性。
本文将介绍低碳钢渗碳热处理工艺的原理、步骤和优势。
低碳钢是一种含碳量较低的钢材，具有良好的可焊性和可加工性，但其硬度和耐磨性较低。
为了提高低碳钢的性能，常常采用渗碳热处理工艺。
该工艺通过在低碳钢表面渗入碳元素，使其表面形成一层具有高碳含量的硬质组织，从而提高钢材的硬度和耐磨性。
低碳钢渗碳热处理的步骤如下：将低碳钢制件进行预处理，包括清洗和除去表面污物。
这是为了确保渗碳剂能够充分渗入钢材表面。
然后，将低碳钢制件放入渗碳炉中，加入渗碳剂。
渗碳剂通常是一种含有碳元素的固体物质，如氰化钠。
在高温下，渗碳剂会释放出碳元素，渗入低碳钢的表面。
接下来，将渗碳炉加热至适当的温度，通常在800°C到950°C之间。
在这个温度下，碳元素会在低碳钢表面扩散，并与钢材中的铁元素发生化学反应，形成一种硬质的碳化物。
将低碳钢制件从渗碳炉中取出，进行冷却和清洁。
这样，低碳钢的表面就形成了一层具有高硬度和耐磨性的碳化物层。
低碳钢渗碳热处理工艺具有以下优势：它能够显著提高低碳钢的硬度和耐磨性，使其适用于更加苛刻的工作环境。
该工艺可以在低碳钢表面形成一层均匀的碳化物层，提高钢材的使用寿命。
低碳钢渗碳热处理工艺具有成本低、工艺简单等优点，适用于大规模生产。
低碳钢渗碳热处理工艺是一种有效的金属加工方法，通过在低碳钢表面形成硬质的碳化物层，提高钢材的硬度和耐磨性。
该工艺具有诸多优势，适用于各种工业领域。
通过合理的工艺参数和操作，可以获得理想的渗碳效果，提高低碳钢的性能。
(完整版)碳钢的热处理
前言
一、热处理的概念
通过对材料进行加热、保温、冷却的操作 方法使钢的组织结构发生变化，以获得所需性 能的一种工艺。
二、ห้องสมุดไป่ตู้处理的分类
普通热处理：退火、正火、淬火、回火
热处理
表面热处理
表面淬火：火焰加热、
感应加热、电接触加热、 激光加热、等离子体加热
对于亚共析钢（过共析钢），当缓慢 加热到A1以上时，除珠光体全部转化为奥 氏体外，还有少量先共析铁素体转变为奥 氏体 （ 过共析钢二次渗碳体溶解 ）,随着 温度升高，先共析铁素体不断向奥氏体转 变，当温度高于A3时，组织为单相奥氏体。
二、奥氏体形成的热力学条件
钢加热时组织转变的动力是奥氏体与旧相之 间的体积自由能之差ΔFv，而相变进行的条件是 系统总的自由能降低。根据相变理论，奥氏体形 成晶核时，系统总自由能变化ΔF为：
铁碳合金缓慢加热时奥氏体的形成可以 从Fe-Fe3C相图中反映出来，珠光体向奥氏体 的转变属于扩散型相变。以共析钢为例，珠 光体组织在A1（727℃）以下，组织保持不变 （α相中碳的溶解度及Fe3C的形状稍有变化）； 当加热到A1点以上时，珠光体全部转 变为奥 氏体。
奥氏体的形成过程可以分为四个步骤： ①奥氏体晶核的形成 ②奥氏体晶粒长大 ③残余渗碳体溶解 ④奥氏体成分均匀化
称为过冷奥氏体。
不同的过冷度，奥氏体发生转变的过程不同：
①转变开始与转变终了的时间不同 ②转变后产物的组织与性能不同
一、珠光体型转变——高温转变（A1~550℃）
1、转变过程及特点
过冷奥氏体在A1~550℃温度范围内，将 分解为珠光体类组织。
当奥氏体被过冷至A1以下温度时，在奥氏体晶界 处（含碳量高）优先产生渗碳体的核心，然后依靠奥 氏体不断供应碳原子（随着冷却，奥氏体溶解碳的能 力下降，碳从奥氏体内向晶界扩散），渗碳体沿一定 方向逐渐长大，而随着渗碳体的长大，又使其周围的 奥氏体碳浓度下降，这就促使贫碳的奥氏体局部区域 转变成铁素体（即渗碳体两侧出现铁素体晶核），在 渗碳体长大的同时，铁素体也不断长大，而随着铁素 体的长大，必然将多余的碳排挤出去，这就有利于形 成新的渗碳体晶核。最终形成了相互交替的层片状渗 碳体和铁素体——珠光体。
常用材料热处理工艺参数
常用材料热处理工艺参数
常用材料的热处理工艺参数取决于材料的组织性能要求、工艺性能要
求和使用条件等因素。
下面以几种常见的材料为例，介绍一些主要的热处
理工艺参数。
碳钢是一种普遍使用的金属材料，其热处理工艺参数包括淬火温度、
回火温度、保温时间等。
一般来说，碳钢的淬火温度在800℃至900℃之间，回火温度在150℃至500℃之间。
保温时间通常为1小时到3小时。
不锈钢是一类具有良好耐腐蚀性能的材料，其热处理工艺参数包括退
火温度、固溶温度和时效温度。
退火温度一般在800℃至900℃之间，固
溶温度在1000℃至1200℃之间，时效温度在500℃至700℃之间。
保温时
间通常为1小时到5小时。
铝合金是一种轻质高强度的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、
时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在480℃至520℃之间，时效温度
在150℃至250℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
铜合金是一种导电性能良好的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在800℃至950℃之间，时效温度
在300℃至550℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
上述只是对于不同材料几种常见的热处理工艺参数进行了简单的介绍，实际工艺参数还需要根据具体材料的特性和要求进行调整。
同时，热处理
工艺参数的选择也应考虑到工艺设备和生产成本等因素。
在实际应用中，
可以通过试验和实践来确定最佳的热处理工艺参数。
碳钢与不锈钢热处理工艺
碳钢-不锈钢热处理工艺1、热处理概述①热处理是现代工业生产中不可缺少也不可替代的热加工工艺，是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。
②早在公元前770年~222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
③公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，经过鉴定，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
④随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人工匠蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却结果是不同的，同时也注意了油和水的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206年～公元24年)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
⑤随着现代工业的不断发展，热处理工艺逐渐形成了一个固定的专业学科，于是冶金界出现了铁碳合金相图。
⑥人类历史上的第一幅铁碳合金相图，应归功于英国的冶金学家Roberts-Austen，1899年被授予爵士爵位。
为纪念他，把γ-铁及其固溶体的金相组织命名为奥氏体。
⑦随着铁碳相图的逐步优化，金属材料热处理工艺逐渐明朗，图中线与线之间代表的含义不同。
PSK线叫A1线，温度是727℃。
GS线叫A3线，温度从727~912℃，是形成奥氏体的温度线。
可见，A1、A3线代表的是温度，作为铁碳合金，含C量不同，A1、A3代表的温度也会不同。
⑧加热需过热度，用c表示，因此，对应的就有Ac1、Ac3线等表示方法。
冷却需要过冷度，习惯用r来表示，因此，对应的就有Ar1、Ar3等表示方法。
碳钢的热处理
第五章
钢 的 热 处 理
按目的、加热条件和特点不同，热处理分为： 整体热处理 表面热处理 化学热处理 其它热处理
热处理的工艺参数有： 加热温度 保温时间 冷却方式
§5.1 钢在加热时的组织转变
目的：通过加热使原始组织转变为奥氏体； 将钢加热至Ac3或Ac1以上，获得完全或部分奥 氏体组织的操作称为奥氏体化。 钢热处理加热的临界温度为727 ℃。
第五章
钢 的 热 处 理
将固态金属或合金，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 艺方法称热处理。
第五章
钢 的 热 处 理
实质：在加热、保温和冷却过程中，钢的组织结
构发生了变化，从而改变了其性能； 目的：改善钢（工件）的力学性能或工艺性能； 作用：充分发挥材料的性能潜力，提高零件质量， 延长零件寿命； 应用：十分广泛。
共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变组织
(2) 马氏体转变特点 过冷A转变为马氏体是低温转变过程, 转变 温度在Ms～Mf之间, 该温区称马氏体转变区。 ① 过冷A转变为马氏体是一种非扩散型转 变 铁和碳原子都不能进行扩散。铁原子沿奥氏 体一定晶面, 集体地(不改变相互位置关系)作一 定距离的移动(不超过一个原子间距)， 使面心立 方晶格改组为体心正方晶格，碳原子原地不动， 过饱和地留在新组成的晶胞中；增大了其正方度 c/a 。 马氏体就是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 过饱和碳使α-Fe 的晶格发生很大畸变，产生很 强的固溶强化。
碳质量分数对马氏体硬度的影响
b.马氏体的塑性和韧性与其碳含量（或形态） 密切相关。高碳马氏体由于过饱和度大、内应 力高和存在孪晶结构，所以硬而脆，塑性、韧 性极差，但晶粒细化得到的隐晶马氏体却有一 定的韧性。而低碳马氏体，由于过饱和度小， 内应力低和存在位错亚结构，则不仅强度高， 塑性、韧性也较好。 c.马氏体的比容比奥氏体大。当奥氏体转变为 马氏体时，体积会膨胀。马氏体是铁磁相，而 奥氏体为顺磁相。马氏体晶格畸变严重，因此 电阻率高。
碳钢热处理实验报告
碳钢热处理实验报告一、引言碳钢是一种常用的材料，在许多领域都有着广泛的应用。
而碳钢热处理是一种常见的工艺，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变碳钢的组织结构和性能，从而达到满足不同工作条件的要求。
本文将重点讨论碳钢的热处理实验结果及其对物理性能的影响。
二、实验目的本次实验的目的是通过热处理工艺，对碳钢进行淬火、回火和正火处理，观察不同处理方式对材料硬度、韧性和耐磨性等性能的影响。
三、实验过程1. 样品制备：选择相同尺寸的碳钢样品，确保实验条件的统一，并进行必要的打磨和清洁工作。
2. 淬火处理：将样品加热到适当的温度，保持一定时间后，迅速进行冷却。
采用水冷淬火和油冷淬火两种方式，分别标记为样品A和样品B。
3. 回火处理：将样品A和样品B分别加热至适当温度，保持一定时间后，进行缓慢冷却。
回火处理的温度和时间根据材料的要求进行选择。
4. 正火处理：将样品A和样品B分别加热至适当温度，保持一定时间后，迅速进行冷却。
正火处理温度较低，时间较短，用于提高材料的韧性。
四、实验结果与分析1. 硬度测试：在实验结束后，对样品进行硬度测试。
通过布氏硬度计测量不同处理后的样品硬度，并进行对比分析。
结果显示，样品A（水冷淬火）具有较高的硬度，而样品B（油冷淬火）较之较低。
这是因为水冷淬火速度更快，导致了碳钢中的碳元素无法充分沉淀，从而提高了材料的硬度。
2. 韧性测试：通过冲击试验，对不同热处理后的样品进行韧性测试。
结果表明，经过回火处理的样品A在韧性方面表现较好，而样品B则因油冷淬火导致较高的硬度，韧性稍差。
这是因为回火处理可改善材料的韧性，通过减少残留应力的方式使其更加柔韧。
3. 耐磨性测试：通过摩擦磨损实验，对不同热处理后的样品进行表面耐磨性测试。
结果显示，样品A（河注淬火）的表面硬度较高，因此具有较好的耐磨性能；而样品B（油冷淬火）的耐磨性相对较差。
这是因为样品A经过淬火处理后，碳元素沉淀在晶界和析出物中，使得材料表面更加坚硬，具有较好的耐磨性。
碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定
淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓 淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上，保温后放 入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得 马氏体组织的热处理操作。 钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体 组织时，材质硬而脆，并且工件内部存在很大的 内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂； 一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化 而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立 即进行回火处理。
表6—1 碳钢的临界点
类 别 钢 号 临 界 点（℃）
Ac1
Ac3或Accm
Ar1
Ar3
碳 素 结 构 钢
20 30 40 45 50 60
735 732 724 724 725 727 730 730 730 730 730
855 813 790 780 760 766 770 － 800 820 830
（5） 残余奥氏体（Ar） 当奥氏体中含碳量>0.5％时， 淬火时总有一定量的奥氏体不能转变成为马氏体，而保留 到室温，这部分奥氏体就是残余奥氏体，它不易受硝酸酒 精腐蚀剂的浸蚀，在显微镜下呈白亮色，分部在马氏体之 间，无固定形态，淬火后来经回火， Ar与马氏体很难区 分，都呈白亮色，只有马氏体回火后才能分辨出马氏体间 的残余奥氏体。 （6） 回火马氏体(Mr) 高碳马氏体经低温回火(150～ 250oC)后，马氏体分解，析出与母相共格的极细小的弥 散一碳化物。这种组织称为回火马氏体。由于有极细小的 碳化物析出使回火马氏体易受浸蚀，所以在光学显微镜观 察，回火马氏体仍保持针状马氏体形态，只是颜色比淬火 马氏体深，但极细小的碳化物分辨不清，如照片所示。在 电子显微镜下则可观察到细小的碳化物。 低碳板条状马氏体低温回火以后，马氏体中只发生碳 原子的偏聚，尚未析出碳化物。在光学和电子量微镜下观 察，低碳回火马氏体仍保持条状马氏体形态。中碳钢淬火 以后得到板条状马氏体和片状马氏体的混合组织，回火后 其中片状马氏体易受浸蚀，颜色变深。
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)
碳钢的热处理及性能分析【最新资料】
碳钢的热处理及性能分析时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定（如图所示）。
对亚共析钢，其加热温度为℃，若加热温度不足（低于），则＋淬火后可得到细小的它直接影响到钢淬火后的组织以保证以减使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定鼻不同的冷却介质在不同的温度范围内的实验二金相试样的制备与观察一、实验目的1.学习金相试样的制备方法。
二、实验设备、仪器及材料用品抛光机、各型号砂纸、抛光磨料、试样、浸蚀剂、吹风等。
三、实验步骤金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、浸蚀四个步骤。
制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、水迹。
1.取样取样的部位和磨面应根据检验目的选取具有代表性的部位。
例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。
试样的截取方法很多，例如用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。
为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。
金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。
根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。
我们所用试样为车削好的Φ10×20的45钢试样。
2.磨制这是最关键的步骤，磨制质量的好坏直接决定了试样的好坏。
①粗磨将试样在砂轮上或用粗砂纸之成平面。
磨制时使试样受力均匀，压力不要太大。
②精磨粗磨好的试样用清水冲干后，依次用01、02、03、04号金相砂纸把磨面磨光。
磨制时应把砂纸放在玻璃板或平整的桌面上，左手按住砂纸，右手握住试样，用力均匀、平稳，沿一个方向反复进行，直到旧的磨痕被去掉，不要来回磨制。
注意：在调换更细一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90º角，使新、旧磨痕垂直。
3.抛光抛光的目的是去除磨面上细的磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。
新版热处理工艺(热处理工艺对碳钢组织和硬度的影响实验报告)
——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。
然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。
1、淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。
亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。
共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。
2、淬火冷却淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。
因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。
常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。
实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。
水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。
油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
常用淬火方法：主要有单介质淬火、双介质淬火、马氏体等温淬火、贝氏体等温淬火。
选择适当的淬火方法可以保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
工程材料及成形工艺基础淬火冷却方法（1）单介质淬火是采用一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。
这种淬火方法的优点是操作简便，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
形状简单、尺寸较大的碳钢工件多采用水淬，小尺寸碳钢件和合金钢件一般用油淬。
缺点对大尺寸和或形状复杂的工件，采用水淬变形开裂倾向大，而油淬冷却速度小，淬不硬。
（2）双介质淬火是将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质，在组织即将发生马氏体转变时，立即转入冷却能力弱的介质中冷却。
碳钢的热处理工艺分析
碳钢的热处理工艺分析
碳钢的热处理工艺是指通过控制加热、保温和冷却过程，改变碳钢的结构和性能。
碳钢的热处理工艺分析包括以下几个方面：
1. 预热：预热是为了提高碳钢的均匀性和减少应力，通常将碳钢加热到适当的温度（通常为700-900C），然后进行保温一段时间。
预热过程中的温度和时间会根据碳钢的成分和要求进行调整。
2. 热处理温度：碳钢的热处理温度是根据碳钢的成分和应用要求来确定的。
一般来说，高碳钢的热处理温度较高，低碳钢的热处理温度较低。
3. 碳钢的退火：退火是通过加热碳钢到适当的温度，然后进行缓慢冷却，以减少内部应力和提高碳钢的韧性和可加工性。
碳钢的退火温度通常在740-840C 之间。
4. 碳钢的淬火：淬火是通过迅速冷却碳钢来获得高硬度和高强度。
淬火温度通常在800-1000C之间，具体的温度会根据碳钢的成分和要求来确定。
常用的淬火介质有水、油和气体。
5. 碳钢的回火：回火是为了降低碳钢的硬度和脆性，提高其韧性和可加工性。
回火通常在低温下进行，温度通常在150-600C之间，时间根据要求来确定。
通过对碳钢进行合适的热处理工艺，可以使碳钢获得理想的力学性能，提高其使用价值。
但是需要根据具体的碳钢成分和应用要求，选择合适的热处理工艺参数。
碳钢热处理的操作方法
碳钢热处理的操作方法碳钢热处理是通过一系列的加热、保温和冷却等工艺步骤，以改变碳钢的组织结构和性能的方法。
热处理可以分为退火、正火、淬火和回火等几个主要过程。
碳钢的热处理工艺操作方法如下：一、退火退火是指将碳钢加热到一定温度，然后放慢冷却速度，使其达到一定的组织状态。
退火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度，以避免温度过高或温度分布不均。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织达到均匀平衡。
3. 冷却：冷却速度对退火效果有着重要影响。
可以选择空气冷却、炉内冷却或用慢速固化剂等方法。
4. 清洁：退火后的碳钢需要进行清洗，以去除氧化皮和其他杂质。
二、正火正火是指将退火后的碳钢加热到一定温度，然后通过快速冷却，使其组织转变成马氏体组织或巴氏体组织。
正火工艺步骤如下：1. 加热：将退火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成马氏体或巴氏体。
3. 冷却：正火时的冷却速度相对较快，可以选择水淬、油淬或盐浴淬等方法。
4. 清洁：正火后的碳钢需要进行清洗，以去除涂层或其他杂质。
三、淬火淬火是指将加热后的碳钢迅速冷却到室温或低温，使其组织转变成马氏体组织。
淬火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成奥氏体。
3. 冷却：淬火是通过快速冷却来实现的，可以选择水淬、油淬、盐浴淬或气体辐射等方法。
4. 清洁：淬火后的碳钢需要进行清洁，以去除油污或其他杂质。
四、回火回火是指将淬火后的碳钢加热到较低的温度，然后通过冷却达到特定的组织状态。
回火工艺步骤如下：1. 加热：将淬火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成所需的组织状态。
3. 冷却：回火的冷却速度较慢，可以选择自然冷却或通过固化剂等方法。
碳钢热处理工艺
▪ 目的碳体。（因此叫做球化退火。）
▪ 适用钢种 主要适用于共析或过共析的工模具钢
碳钢热处理工艺
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
碳钢热处理工艺
4.去应力退火
▪ 概念 为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余
内应力而进行的退火称为去应力退火。 ▪ 退火温度 不超过Ac1，一般500～650℃。
织很细，因而强度和硬度也较高。 正火不但力学性能高，而且操作简便，生产周期短，能量耗费
少，故在可能的条件下，应优先考虑正火处理。 ▪ 应用 （1）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能 （2）作为最终热处理，提高工件的力学性能 （3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理 （4）消除热加工缺陷。
碳钢热处理工艺
▪ 3、退火与正火的加热速度与加热时间 ▪ 4、退火与正火零件的硬度误差范围
碳钢热处理工艺
三、钢的淬火
▪ 概念 将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热
到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却 速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处 理工艺。
▪ 目的 获得马氏体，提高钢的力学性能。
一次完全退火或正火来细化晶粒。
碳钢热处理工艺
二、正火
▪ 概念 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热
处理工艺。得到的组织为：索氏体 ➢ 亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ ➢ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。
碳钢热处理工艺
▪ 正火与退火的主要区别 冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组
后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状 态组织的一种热处理工艺。 ▪ 目的：
均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒， 调整硬度，消除内应力和加工硬化 ，改善钢 的成形和切削加工性能， 为淬火做好组织准备。
低碳钢的热处理工艺
低碳钢的热处理工艺热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程来改变其微观结构和性能的方法。
对于低碳钢来说，热处理可以进一步优化其力学性能，提高其耐久性和耐腐蚀性。
低碳钢是指碳含量在0.01%~0.30%之间的钢材，其含有一定量的碳和其他合金元素。
由于其含碳量较低，低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，并且易于加工形成各种产品。
然而，低碳钢的强度和硬度相对较低，因此需要通过热处理来提高其力学性能。
低碳钢的热处理过程通常包括加热、保温和冷却三个阶段。
具体的热处理工艺取决于所需的材料性能和应用要求。
首先，低碳钢通常需要进行加热处理。
加热温度取决于钢材的成分和要求的性能。
低碳钢的加热温度通常控制在800~900范围内。
这个温度足以使钢材中的碳和其他合金元素溶解在固溶体中。
接下来是保温阶段。
保温时间的长短取决于加热温度、钢材的尺寸和要求的性能。
保温时间足够长可以保证钢材中的碳和其他合金元素充分溶解，从而使微观组织得到均匀化。
最后是冷却阶段。
低碳钢有几种不同的冷却方法可选，包括空冷、水淬和油淬。
不同的冷却方法会导致材料的硬度和强度不同。
空冷可以得到较低的硬度，水淬可以得到中等硬度，而油淬可以得到较高的硬度。
此外，对于低碳钢的热处理还可以通过淬火和回火来进一步优化其力学性能。
淬火是将已加热保温的钢材快速冷却至室温，以增加其硬度和强度。
回火是对已淬火的钢材进行加热处理，然后以适当的速度冷却，以减小其硬度和提高其韧性。
总的来说，低碳钢的热处理工艺可以通过加热、保温和冷却来改变其微观结构，从而优化其力学性能。
不同的热处理工艺可以产生不同的硬度和强度，以满足不同的应用要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的热处理工艺，以达到所需的性能和质量要求。
碳素结构钢热处理标准
碳素结构钢热处理标准
碳素结构钢的热处理标准主要包括淬火、正火、回火等步骤，具体标准可能因钢种和用途的不同而有所差异。
以下是一般情况下的碳素结构钢热处理标准：
1.淬火：将钢加热到临界点以上的某一温度，保温一段时间，然后以适当的速度
冷却，以获得马氏体或贝氏体组织，从而提高钢的硬度和强度。
淬火温度、保温时间和冷却速度等参数应根据钢种和用途进行选择。
2.正火：将钢加热到临界点以上的某一温度，保温一段时间，然后在空气中冷却，
以获得珠光体组织，提高钢的强度和韧性。
正火温度也应根据钢种和用途进行选择。
3.回火：将淬火或正火后的钢加热到某一温度，保温一段时间，然后以适当的速
度冷却，以消除内应力、稳定组织和提高钢的韧性。
回火温度和时间等参数应根据钢种和用途进行选择。
此外，对于某些特殊用途的碳素结构钢，可能还需要进行其他热处理操作，如表面淬火、化学热处理等。
需要注意的是，热处理过程中应严格控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以获得理想的组织和性能。
同时，热处理后的钢材应进行适当的检验和测试，以确保其质量和使用性能符合标准要求。
碳钢的热处理
奥氏体的形成过程
（三）奥氏体晶粒大小及其控制 1.奥氏体晶粒大小
一般根据标准晶粒度等级图确定钢的 奥氏体晶粒大小。标准晶粒度等级分为8 级，1～4级为粗晶粒度，5～8级为细晶粒 度。
五、影响奥氏体形成速度的因素
1、加热温度的影响
加热温度是影响奥氏体形成速度的主要因素。加
热温度越高，转变孕育期和完成转变的时间越
§5.2 钢在冷却时的组织转变
碳钢热处理时的冷却速度一般较大，大多 都偏离了平衡状态（除退火外），所以热 处理后的组织为非平衡组织。碳钢非平衡 组织和按铁碳相图结晶得到的平衡组织相 比差别很大。所以不能再用铁碳相图加以 分析，而应使用C曲线来确定。
共析钢过冷A的等温转变曲线图
2.过冷奥氏体的等温转变产物组织和性能
概 述
热处理：将钢在固态下加热到预定
的温度，保温一定的时间，然后以预
定的方式冷却，以获得需要的组织结 构与性能的一种热加工工艺。
概 述
热处理的过程：任何热处
理都要经过加热、保温和冷 却三个过程，它可以用热处 理工艺曲线表示。 因此，加热温度，保温时 间，冷却速度就成为热处理 工艺的三大要素。
短。
2、原始组织的影响
钢的原始组织越细，则奥氏体的形成速度越快。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分类
（1）按加热温度分为临界温度以上或以下 完全退火 临界温度以上 扩散退火 不完全退火 球化退火
再结晶退火
临界温度以下 去应力退火
（2）按冷却方式 等温退火 连续冷却退火
加热温度范围
1.完全退火
概念 将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥 氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处 理工艺。 目的 均匀组织，细化晶粒 降低硬度，消除内应力 改善钢的切削加工性能。 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等） 实际生产中，600℃出炉空冷。 得到的组织：铁素体和珠光体
概念
5.扩散退火（均匀化退火）
将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为 1050℃～1150℃），长时间（一般10～20h）保温，然后随 炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。 （也叫均匀化退火。） 目的 均匀钢内部的化学成分，消除偏析。 适用情况 主要于铸造后的高合金钢。 缺点:温度高，时间长、均匀化退火后晶粒剧烈长大，所以还要经过
概念
4.球化退火
将过共析钢加热到Ac1+(10~20) ，保温后缓慢冷却的热处理工艺。
目的 让其中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二次 渗碳体。（因此叫做球化退火。） 适用钢种 主要适用于共析或过共析的工模具钢
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
4.去应力退火
概念
为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残 余内应力而进行的退火称为去应力退火。 退火温度 不超过Ac1，一般500～650℃。
一次完全退火或正火来细化晶粒。
二、正火
概念 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热 处理工艺。得到的组织为：索氏体 亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。
正火与退火的主要区别
冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组 织很细，因而强度和硬度也较高。 正火不但力学性能高，而且操作简便，生产周期短，能量耗费 少，故在可能的条件下，应优先考虑正火处理。 应用 （1）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能 （2）作为最终热处理，提高工件的力学性能 （3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理 （4）消除热加工缺陷。
三、钢的淬火
概念 将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热 到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却 速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处 理工艺。
目的 获得马氏体，提高钢的力学性能。
（1）淬火温度的确定 选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体组织。 亚共析钢的淬火温度： 一般为Ac3以上30℃～ 50℃，淬火后获得均匀 细小的马氏体组织。 过共析钢淬火温度： 一般为Ac1以上30℃～50℃
（4）淬火方法 原则：保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减
小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
温 度
A1
Ms 时间
单液淬火 双液淬火 分级淬火 等温淬火
1）单液淬火 ★概念 将奥氏体状态的工件放入一 种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点 操作简单，容易实现机械化 ★适用范围 形状简单的碳钢和合金钢工 件。
2.不完全退火
概念 将钢加热到Ac1+（30~50）保温后缓慢冷却的热处理工艺。 目的：细化组织、降低硬度、改善可加工性，消除内应力 应用：晶粒并未粗化的中、高碳钢和低合奥氏体化后的钢较快地 冷却到稍低于Ar1温度等温，使 奥氏体转变为珠光体，再空冷 到室温的热处理工艺。 （2）目的 缩短退火时间 （3）适用钢种 适用于高碳钢、合金工 具钢和高合金钢。
2）双液淬火 概念 先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
3）分级淬火 概念 将奥氏体状态的工 件首先淬入略高于钢的 Ms点的盐浴或碱浴炉中 保温，当工件内外温度 均匀后，再从浴炉中取 出空冷至室温，完成马 氏体转变。
三、退火和正火的选用
含碳量<0.25%的钢，选用正火代替退火 含碳量0.25-0.5%钢，也可选用正火代替退 火 含碳量0.5-0.75%钢，也可选用完全退火 含碳量>0.75钢，选用球化退火 中碳钢、合金钢正火硬度高不易切削，选 用完全退火 在要求不高时，尽量选用正火。
3、退火与正火的加热速度与加热时间 4、退火与正火零件的硬度误差范围
金属材料及热处理
钢的热处理工艺
钢的热处理工艺 通过加热、保温和冷却的方法改变钢 的组织结构以获得工件所要求性能的一种 热加工技术。 分类 普通热处理（退火、正火、淬火、回火） 表面热处理（表面淬火、化学热处理） 形变热处理
一、退火
什么是退火？ 将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，保温以 后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状 态组织的一种热处理工艺。 目的： 均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒， 调整硬度，消除内应力和加工硬化 ，改善钢 的成形和切削加工性能， 为淬火做好组织准备。
图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定
加热时间由升温时间和保温时间组成。
由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并 以此作为保温时间的开始。 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。 加热时间通常根据经验公式估算或通过实验确定。生产中 往往要通过实验确定合理的加热及保温时间，以保证工件 质量。
（3）淬火冷却介质的确定 淬火要得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂 在“鼻尖”温度以上，在保证不 出现珠光体类型组织的前提下，可以 尽量缓冷； 在“鼻尖”温度附近则必须快冷， 以躲开“鼻尖”，保证不产生非马氏 体相变； 在Ms点附近又可以缓冷，以减 轻马氏体转变时的相变应力。
常用的淬火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各种矿物 油、植物油。