钢材的热处理工艺
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
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。
钢材热处理的四种方法
钢材热处理的四种方法
钢材热处理是钢铁制造业中的一项重要工艺，它能够改变钢材的组织结构和性能，增强钢材的强度、韧性和耐磨性。
现在，我们将介绍热处理钢材的四种方法。
1. 火焰淬火
火焰淬火是一种常见的钢材热处理方法，它通过在钢材表面加热的同时，使用水、油或空气急冷的方式来迅速冷却钢材。
这种方法可以提高钢材的硬度和韧性，适用于生产高强度、高韧性的组件。
2. 淬火加回火
淬火加回火是一种将淬火和加回火结合起来的热处理方法。
首先，在高温下进行淬火，然后在适当的温度下进行回火，可以使钢材获得较高的强度和韧性。
这种方法适用于制造高强度和高耐磨性的零件。
3. 退火
退火是一种将钢材加热至一定温度，然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材改善韧性和可塑性，较好地适用于制造需要弯曲、拉伸和冲压的钢材产品。
4. 软化处理
软化处理是一种将钢材加热至高温，然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材获得较高的可塑性和韧性，具有优良的加工和成形
性能。
总的来说，这四种方法是钢材热处理中较为基础和常见的方法。
每种方法都有其特定的优缺点和适用范围，因此在选择热处理方法时，需要结合不同的钢材类型和使用条件来进行选择。
常用钢材热处理方法及目的
常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢制零件加热到临界温度以上40~60℃，保持一定时间并快速冷却的热处理方法称为淬火。
常用的快速冷却介质为油、水和盐水溶液。
淬火加热温度及冷却介质热处理规范见表淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达hrc60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：1.单液淬火：将钢件加热至淬火温度，并在一种冷却剂中冷却一段时间。
这种热处理方法称为单液淬火。
适用于形状简单、技术要求低的碳钢或合金钢，以及工件直径或厚度大于5~8mm的碳钢，用盐水或水冷却；油冷却用于合金钢。
在单液淬火中，水冷容易变形和开裂；油冷却容易产生硬度不足或不均匀。
2．双液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。
形状复杂的钢件，常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大，不易掌握。
3.火焰表面淬火：将乙炔和氧气的混合燃烧火焰喷在工件表面，加热至淬火温度，然后立即向工件表面喷水。
这种处理方法称为火焰表面淬火。
适用于单件生产，要求高表面或局部表面硬度和耐磨钢件。
缺点是操作困难。
4．表面感应淬火：将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法，称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
根据电流频率的不同，表面感应淬火可分为高频淬火、中频淬火和工频淬火。
高频淬火电流频率为100~150kHz，硬化层深度为1~3mm。
适用于齿轮、花键轴、活塞等小零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，硬化层深度为3~10mm。
钢的热处理工艺
12
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
16
（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
8
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
9
（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。
第3章钢的热处理
化学热处理
渗碳 碳氮共渗 渗氮 氮碳共渗 渗其它非金属 渗金属 多元共渗 溶渗
三、热处理的原理
铁碳合金相图是确定热处理工艺的重 要依据。它是表示平衡状态下不同化学成 分的铁碳合金在不同温度时所具有的组织 和状态的图形。
热处理的过程
金属材料零件
加热至某一温度区间 保温
奥氏体组织
屈氏体组织
马氏体组织 索氏体组织 贝氏体组织
3、球化退火的应用范围为( A. 亚共析钢和合金钢件 C. 不能用于过共析钢
4. 比较正火与退火的异同点，生产中如何选用退火与正火？
一、淬火
1、淬火的概念和目的 淬火是将工件加热到奥氏体化后，保持一 定的时间，以适当方式冷却（水冷或油冷）， 获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺 马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱 和固溶体，硬度较高，用M表示，马氏体中 含碳量越高，其硬度也越高。
工艺 特点
应用 范围
一、淬火
2、淬火方法和应用
一、淬火
2、淬火方法和应用 淬火开裂现象
一、淬火
3、钢的淬透性 淬透性是以在规定条件下钢试样淬硬深度 和硬度分布表征的材料特性。 淬硬深度是从淬硬的工件表面量至规定硬 度值(一般为550HV)处的垂直距离。 淬硬深度愈深，淬透性愈好。 影响钢淬透性的决定因素是马氏体临界冷 却速度。大多数合金元素(除钴外)降低钢的马 氏体临界冷却速度，因而能显著提高钢的淬透 性。
用于淬火返修件，消除淬火应力，细化 组织，防止重新淬火后变形或开裂。
练习
1、用锻、铸、方法制造的零件毛坯，为消除毛坯内应力，均匀 组织，改善切削加工性能，为后序工作做准备，常采用（ A、调质 B、淬火 C、回火 D退火或正火 ）
2、为了细化晶粒提高力学性能改善切削加工性，常对低碳钢件 进行的热处理是( A. 完全退火 ) B. 球化退火 ) B. 过共析钢和合金工具钢等 D. 以上都对 C. 正火 D. 淬火
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。
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
q235热处理工艺
q235热处理工艺
Q235是一种常见的碳素结构钢材料，通常用于轻型钢结构、建筑和桥梁等领域。
热处理是钢材中常见的一种加工方法，通常包括退火、正火、淬火和回火等步骤。
对于Q235钢材的热处理工艺，以下是一个常见的步骤：
1. 预热：将钢材加热到500-600°C的温度下，保持一段时间，使其温度均匀分布。
2. 退火：将钢材加热到800-900°C的温度下，保持一段时间（通常为几小时），然后缓慢冷却。
这个过程可以减轻钢材的内部应力，提高其可塑性和韧性。
3. 正火：将退火后的钢材加热到800-900°C的温度下，然后迅速冷却（通常是水冷或油冷）。
这个过程可以提高钢材的硬度和强度。
4. 淬火：将正火后的钢材加热到800-900°C的温度下，然后迅速冷却。
这个过程可以使钢材表面形成一层硬度很高的物质，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
5. 回火：将淬火后的钢材加热到400-600°C的温度下，保持一段时间，然后缓慢冷却。
这个过程可以降低钢材的硬度和强度，提高其韧性和可塑性。
总体来说，热处理可以改善钢材的性能和耐久性，使其更适合特定的应用场景。
具体的热处理工艺取决于钢材的成分和用途等因素，需要根据实际情况进行调整。
热处理的4种方法
钢铁热处理的四种基本工艺什么是退火钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将金属或合金加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火的目的：退火所能达到的目的主在是：消除锻件及焊接结构的应力，消除冷加工后的加工应力，避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂；消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒，消除合金钢硬而脆的特性，改善其切削加工的性能，胀管时的管头，胀接前也要进行退火。
(1) 降低硬度，改善切削加工性；(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
在生产中，退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
正火与退火的区别，处理温度正火的冷却速度比退火快，得到的组织较细，工件的强度和硬度比退火高。
对于高碳钢的工件，正火后硬度偏高，切削加工性能变差，故宜采用退火工艺。
从经济方面考虑，正火比退火的生产周期短，设备利用率高，生产效率高，节约能源、降低成本以及操作简便，所以在满足工作性能及加工要求的条件下，应尽量以正火代替退火。
退火和正火可在电阻炉或煤、油、煤气炉中进行，最常用的是电阻炉。
电阻炉是利用电流通过电阻丝产生的热量来加热工件，同时用热电偶等电热仪表控制温度，操作简单、温度准确。
在加热过程中，由于工件与外界介质在高温下发生化学反应，当加热温度和加热速度控制不当或装炉不合适时，会造成工件氧化、脱碳、过热、过烧及变形等缺陷。
因此要严格控制加热温度和加热速度等。
图2-2为退火和正火的加热温度范围。
什么样叫金属冷加工硬化现象？在工程中，有时需用对钢件进行冷加工，如锻打、压延、弯曲、冲压等。
当冷加工产生塑性变形时，不但其外形发生了变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿受力方向被拉长。
冷加工塑性变形较大时，还会产生较大内应力。
这种现象称为冷加工硬化。
利用冷加工硬化对钢材使用强度的提高是有限的，而冷加工硬化引起的塑性降低及残存的内应力则是有害的。
金属学及热处理 第八章 钢的热处理工艺
8.1 钢的退火和正火
8.1.7 正火
正火是将钢加热到Ac3（Acm）以上适当温度，保温一定 时间，完全奥氏体化，空冷，得到珠光体组织。
加热温度：高于退火加热温度， Ac3(Acm)以上30-50℃。
保温时间：与完全退火相同，工件心部达到加热温度。
冷却方式：空冷，大件可用风冷或喷雾冷。
正火适用于碳素钢和低、中合金钢，不适用于高合金钢， 高合金钢空冷易发生马氏体转变。
8.1 钢的退火和正火
8.1.1 完全退火
将奥氏体化后的钢快冷至稍低于Ac1温度，等温一定 时间，使奥氏体发生等温转变，得到珠光体后，再空 冷至室温，可以缩短退火时间，使退火组织更加均匀。 这种退火方法称为等温退火。
等温退火适用于高碳钢、合金工具钢、高合金钢等。 对于大截面工件和大批量炉料，工件内部不易达到等 温程度，不适合进行等温退火。
8.1.5 去应力退火
去应力退火的目的：消除铸件、锻件、焊接件、机加 件的残余内应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形 和开裂，在精加工或淬火之前，将工件加热至AC1以 下某一温度，保温一定时间，缓慢冷却。 加热温度：碳钢500-650℃，弹簧钢250-300℃。 保温时间：钢件：3min/mm，铸铁件：6min/mm。 冷却方式：缓冷至250-300℃出炉空冷。
8.1.7 正火
正火工艺较简单，有以下几方面应用： （1）改善低碳钢的切削加工性能。 （2）消除中碳钢热加工缺陷。 （3）消除过共析钢的网状渗碳体。 （4）提高普通结构件的机械性能。 20#钢，正火温度为：920~950℃； 45#钢，正火温度为，850℃，抗拉强度≥600MPa
小结
处理工艺：
完全退火，不完全退火，球化退火，扩散退火，去应力 退火，再结晶退火，正火。
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
钢的热处理
目录:
什么是热处理？ 热处理的四把火 常用热处理方法 其他金属材料
什么是热处理？
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此
温度中保温一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电 子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。
使钢件得到高韧性和足够强度。调质一般是在粗加工后进行的，它适用于各
种重要结构零件，特别是交变载荷下工作的传动轴、齿轮、丝杠等精密零件的预 先热处理，经过调质后，再进行加工的工艺过程。而调质处理则是精加工前的预
备工序，是对半成品而作的热处理操作。
说明：一般钢铁不会进行单一的热处理工艺，常用钢铁都采用调质处理。
3.4发黑处理
发黑处理是属氧化处理的方法。它的作用是使钢件表面生成一层保护膜，以 增强钢件表面防锈和耐蚀能力，同时可使钢件表面光泽美观，对淬火零件还有消 除淬火应力的作用。 发黑又叫煮黑，是将钢件放在很浓的碱和氧化剂的溶液(苛性钠和过氧化钠) 中加热煮沸，使钢件表面生成一层黑色的Fe3O4薄膜的工艺处理过程。发黑主要 用于碳素结构钢和低合金工具钢，发黑层厚度约为0.6~0.8mm。
磨滑块冷镦模具。 SKD11使用方法（仅供参考) 1.“淬火+回火”状态下使用（适于高精度与尺寸稳定要求） 2.“淬火+回火+氮化处理”状态下使用（适于表面高硬度要求） 3. 深冷处理 ：形状复杂和尺寸变化较大的零件，深冷处理有产生开裂的危险。 4. 氮化处理：耐磨工件、表面硬度高。
3.7 45#钢材
8
2.3 淬火
2.3.1淬火（cui）的定义
淬火工艺是将钢加热到临界温度以上某一温度，保持一定时间，然后以适当 速度冷却热处ห้องสมุดไป่ตู้工艺。
钢材的热处理有以下几个方法
钢材的热处理有以下几个方法※均质退火处理简称均质化处理（Homogenization），系利用在高温进行长时间加热，使内部的化学成分充分扩散，因此又称为『扩散退火』。
加热温度会因钢材种类有所差异，大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均质化处理，高碳钢在1100℃至1200℃之间，而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至1200℃间进行此项热处理。
※完全退火处理完全退火处理系将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围，在该温度保持足够时间，使成为沃斯田体单相组织（亚共析钢）或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后，在进行炉冷使钢材软化，以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。
※球化退火处理球化退火主要的目的，是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成为球状，使改善钢材之切削性能及加工塑性，特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。
常见的球化退火处理包括：（1）在钢材A1温度的上方、下方反复加热、冷却数次，使A1变态所析出的雪明碳铁，继续附着成长在上述球化的碳化物上；（2）加热至钢材A3或Acm温度上方，始碳化物完全固溶于沃斯田体后急冷，再依上述方法进行球化处理。
使碳化物球化，尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂，亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。
※软化退火处理软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内（A1温度下方），维持一段时间之后空冷，其主要目的在于使以加工硬化的工件再度软化、回复原先之韧性，以便能再进一步加工。
此种热处理方法常在冷加工过程反复实施，故又称之为制程退火。
大部分金属在冷加工后，材料强度、硬度会随着加工量渐增而变大，也因此导致材料延性降低、材质变脆，若需要再进一步加工时，须先经软化退火热处理才能继续加工。
※弛力退火处理弛力退火热处理主要的目的，在于清除因锻造、铸造、机械加工或焊接所产生的残留应力，这种残存应力常导致工件强度降低、经久变形，并对材料韧性、延展性有不良影响，因此弛力退火热处理对于尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件事非常重要的。
y40mn热处理工艺
y40mn热处理工艺
Y40MN是一种热处理钢材，常用于生产汽车制动系统的零件，如刹车盘、刹车片等。
其热处理工艺通常包括退火、正火和淬火。
1. 退火工艺：将Y40MN钢材加热至800-850℃，保温一段时
间（一般为1小时/25mm），然后缓慢冷却至室温。
退火过程
旨在消除材料内部应力，并提高其塑性和可加工性。
2. 正火工艺：将退火后的Y40MN钢材加热至860-900℃，保
温一段时间（一般为30分钟/25mm），然后迅速冷却至油中。
正火过程可提高钢材的硬度和强度。
3. 淬火工艺：将正火后的Y40MN钢材加热至860-900℃，保
温一段时间（一般为30分钟/25mm），然后迅速冷却至水中。
淬火过程可使钢材表面形成硬质马氏体，提高其硬度和耐磨性。
以上是一般的Y40MN热处理工艺，具体的工艺参数和过程可
能因应用场景和产品要求而有所不同。
热处理过程需要严格控制温度、时间和冷却速度，以确保钢材的性能和质量。
- 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)。
淬火HardeningorQuenchingcuihuǒ(行业内，淬读"zàn"音，即读“zànhuǒ〞〕钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3〔亚共析钢〕或Ac1〔过共析钢〕以上某一温度，保温一段时刻，使之全部或局部奥氏体[1]化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下〔或Ms四面等温〕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。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲乏强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也能够通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特别的物理、化学性能。
淬火能使钢强化的全然缘故是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织〔或贝氏体组织〕。
钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。
淬火工艺最早的史料记载见于?汉书.王褒传?中的“清水焠其峰〞。
“淬火〞在专业文献上，人们写的是“淬火〞，而读起来又称“蘸火〞。
“蘸火〞已成为专业口头交流的习用词，但文献中又瞧不到它的存在。
也确实是根基讲，淬火是标准词，人们不读它，“蘸火〞是常用词，人们却不写它，这是我国文字中不多见的现象。
淬火是“蘸火〞的正词，淬火的古词为蔯火，本义是灭火，引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺〞。
“蘸火〞是冷僻词，属于现代词，是文字改革后出现的产物，“蘸〞字本义与淬火无关。
“蘸火〞本词为“湛火〞，“湛〞字读音同“蘸〞，而其字形又与水、火有关，符合“水与火合为蔯〞之意，字义与“淬火〞相通。
“湛火〞为本词，“蘸火〞那么为假借词。
淬火将金属工件加热到某一适当温度并维持一段时刻，随即浸进淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。
淬火能够提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求外表耐磨的零件〔如齿轮、轧辊、渗碳零件等〕。
通过淬火与不同温度的回火配合，能够大幅度提高金属的强度、韧性及疲乏强度，并可获得这些性能之间的配合〔综合机械性能〕以满足不同的使用要求。
另外淬火还可使一些特别性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。
淬火工艺要紧用于钢件。
常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。
随后将钢浸进水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。
与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。
钢淬火的目应该实是根基为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。
淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲曲折折曲曲折折折折变形甚至开裂。
为此必须选择适宜的冷却方法。
依据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：淬火工件的硬度碍事了淬火的效果。
淬火工件一般采纳洛氏硬度计，测试HRC硬度。
淬火的薄硬钢板和外表淬火工件可测试HRA的硬度。
厚度小于的淬火钢板、浅层外表淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒，可改用外表洛氏硬度计，测试HRN硬度。
在焊接中碳钢和某些合金钢时，热碍事区中可能发生淬火现象而变硬，易形成冷裂纹，这是在焊接过程中要设法防止的。
由于淬火后金属硬而脆，产生的外表剩余应力会造成冷裂纹，回火可作为在不碍事硬度的根底上，消除冷裂纹的手段之一。
淬火对厚度、直径较小的零件使用比立适宜，关于过大的零件，淬火深度不够，渗碳也存在同样咨询题，现在应考虑在钢材中参加铬等合金来增加强度。
淬火是钢铁材料强化的全然手段之一。
钢中马氏体是铁基固溶体组织中最硬的相(表1)，故钢件淬火能够获得高硬度、高强度。
然而，马氏体的脆性特别大，加之淬火后钢件内部有较大的淬火内应力，因而不宜直截了当应用，必须进行回火。
表1钢中铁基固溶体的显微硬度值淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。
机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都通过淬火处理。
为满足各种零件干差万不的技术要求，开展了各种淬火工艺。
如，按同意处理的部位，有整体、局部淬火和外表淬火；按加热时相变是否完全，有完全淬火和不完全淬火(关于亚共析钢，该法又称亚临界淬火)；按冷却时相变的内容，有分级淬火，等温淬火和欠速淬火等。
工艺过程包括加热、保温、冷却3个时期。
下面以钢的淬火为例，介绍上述三个时期工艺参数选择的原那么。
加热温度以钢的相变临界点为依据，加热时要形成细小、均匀奥氏体晶粒，淬火后获得细小马氏体组织。
碳素钢的淬火加热温度范围如图1所示。
由本图示出的淬火温度选择原那么也适用于大多数合金钢，尤其低合金钢。
亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30～50℃。
从图上瞧，高温下钢的状态处在单相奥氏体(A)区内，故称为完全淬火。
如亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，那么高温下局部先共析铁素体未完全转变成奥氏体，即为不完全(或亚临界)淬火。
过共析钢淬火温度为Ac1温度以上30～50℃，这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区。
因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。
这-组织状态具有高硬度和高耐磨性。
关于过共析钢，假设加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，那么奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加。
淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下落，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性落低。
常用钢种淬火的温度参见表2。
表2常用钢种淬火的加热温度实际生产中，加热温度的选择要依据具体情况加以调整。
如亚共析钢中碳含量为下限，当装炉量较多，欲增加零件淬硬层深度等时可选用温度上限；假设工件外形复杂，变形要求严格等要采纳温度下限。
保温时刻由设备加热方式、零件尺寸、钢的成分、装炉量和设备功率等多种因素确定。
对整体淬火而言，保温的目的是使工件内部温度均匀趋于一致。
对各类淬火，其保温时刻最终取决于在要求淬火的区域获得良好的淬火加热组织。
加热与保温是碍事淬火质量的重要环节，奥氏体化获得的组织状态直截了当碍事淬火后的性能。
-般钢件奥氏体晶粒操纵在5～8级。
冷却方法要使钢中高温相——奥氏体在冷却过程中转变成低温亚稳相——马氏体，冷却速度必须大于钢的临界冷却速度。
工件在冷却过程中，外表与心部的冷却速度有-定差异，要是这种差异足够大，那么可能造成大于临界冷却速度局部转变成马氏体，而小于临界冷却速度的心部不能转变成马氏体的情况。
为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质，以保证工件心部有足够高的冷却速度。
然而冷却速度大，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。
因而要考虑上述两种矛盾因素，合理选择淬火介质和冷却方式。
冷却时期不仅零件获得合理的组织，到达所需要的性能，而且要维持零件的尺寸和外形精度，是淬火工艺过程的要害环节。
分类可按冷却方式分为单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
冷却方式的选择要依据钢种、零件外形和技术要求诸因素。
单液淬火将工件加热后使用单一介质冷却，最常使用的有水和油两种，其变、温曲曲折折曲曲折折折折线如图2中的曲曲折折曲曲折折折折线1。
为防止工件过大的变形和开裂，工件不宜在介质中冷至室温，可在200～300℃出水或油，在空气中冷却。
单液淬火操作简单易行，广泛用于外形简单的工件。
有时将工件加热后，先在空气中停留-段时刻，再淬进淬火介质中，以减少淬冷过程中工件内部的温差，落低工件变形与开裂的倾向，称为预冷淬火。
图2各种淬火冷却的变温曲曲折折曲曲折折折折线示意图曲曲折折曲曲折折折折线1-单液淬火；曲曲折折曲曲折折折折线2-双液淬火；曲曲折折曲曲折折折折线3-分级淬火；曲曲折折曲曲折折折折线4-等温淬火双液淬火工件加热后，先淬进水或其他冷却能力强的介质中冷却至400℃左右，迅速转进油或其他冷却能力较弱的介质中冷却。
变温曲曲折折曲曲折折折折线如图2中曲曲折折曲曲折折折折线2。
所谓“水淬油冷〞法使用得相当普遍。
先淬进冷却能力强的介质，工件快速冷却可防止钢中奥氏体分解。
低温段转进冷却能力较弱的介质可有效减少工件的内应力，落低工件变形和开裂倾向。
本工艺的要害是如何操纵在水中停留的时刻。
依据经验，按工件厚度计算在水中停留的时刻，系数为O.2～O.3s/ mm，碳素钢取上限，合金钢取下限。
这种工艺适用于碳素钢制造的中型零件(直径10～40mm)和低合金钢制造的较大型零件。
分级淬火工件加热后，淬进温度处于马氏体点(ms)四面的介质(可用熔融硝盐、碱或热油)中，停留一段时刻，然后取出空冷。
变温曲曲折折曲曲折折折折线如图2中曲曲折折曲曲折折折折线3。
分级温度应选择在该钢种过冷奥氏体的稳定区域，以保证分级停留过程中不发生相变。
关于具有中间稳定区(“两个鼻子〞)型TTT曲曲折折曲曲折折折折线的某些高合金钢，分级温度也可选在中温(400～600℃)区。
分级的目的是使工件内部温度趋于一致，减少在后续冷却过程中的内应力及变形和开裂倾向。
此工艺适用于外形复杂，变形要求严格的合金钢件。
高速钢制造的工具淬火多用此工艺。
等温淬火工件加热后，淬进温度处于该钢种下贝氏体(B下)转变范围的介质中，保温使之完成下贝氏体转变，然后取出空冷，变温曲曲折折曲曲折折折折线如图2中的曲曲折折曲曲折折折折线4。
等温温度对下贝氏体性能碍事较大，温度操纵要求严格。
常用钢种的等温温度和时刻列于表3。
等温淬火工艺特别适用于要求变形小、外形复杂，尤其同时还要求较高强韧性的零件。
表3中国常用钢种的等温温度和等温时刻回火[编辑本段]钢的回火回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时刻，然后冷却到室温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行，其目的是：(a)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，到达使用性能要求；(c)稳定组织与尺寸，保证精度；(d)改善和提高加工性能。
因此，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
(1)低温回火工件在250℃以下进行的回火。
目的是维持淬火工件高的硬度和耐磨性，落低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。
应用范围：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及外表淬火的零件等。
(2)中温回火工件在250～500℃之间进行的回火。