轴承中碳合金钢组织的常用热处理工艺
常见的热处理方法
常见的热处理方法常见的热处理方法、目的和工序位置的安排由于热处理工序安排对车削类工艺影响较大，更重要的是往往由于热处理工序安排颠倒，使工件无法继续加工，而且所产生的废品往往是无法挽回的。
为此对热处理工序的安排要加以了解，并引起重视。
下面将常见的热处理方法、目的和工序位置的安排分别介绍如下：一、预备热处理预备热处理包括退火、正火、调质和时效等。
这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。
退火、正火、调质工序多数在粗加工前后，时效处理一般安排在粗加工、半精加工以后，精加工之前。
1.退火和正火目的是改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织；为以后热处理作准备。
例如：含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理；含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。
一般用于锻件、铸件和焊接件。
退火一般安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。
2.调质目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能，并为以后热处理作准备。
用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。
调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前。
调质是最常用的热处理工艺。
大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能，即提高拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击功。
调质处理能大大提高材料的拉伸和屈服强度，提高屈强比和冲击功，使材料具有强度和塑韧性的良好配合。
由于屈服强度、疲劳强度、冲击强度的提高，在零件设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少机械设备的整体重量，节省零件占用空问和能量消耗。
因此在某些场合为了减少机械空间和机械重量在设计过程中要有意识地利用调质工艺。
需要强调的是，一般来讲调质钢应该为中碳钢( C = 0．3％～0．6％)；碳钢中像30、35、40、45、50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用；而对高碳钢和低碳钢则不宜采用调质工艺调质过程是淬火加高温回火。
钢的热处理基本工艺
应用：用于铸、锻、焊毛坯或半成品件，为预备热处理。
退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退 火等。 火和扩散退
钢的热处理基本工将钢件完全奥氏体化（加热至 Ac3+（30～50）℃）后，保温一段时 间，在炉 内缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的工艺。生产中为提高生 产率，实际操作时，工件随炉缓慢冷却至500～600℃时出炉空冷。
钢的普通热处理和表面热处理。
钢的热处理基本工艺
一、钢的普通热处理 钢的最基本的热处理工艺有退火、正火、淬火和回火等。 1.钢的退火
工艺：指将钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热
处理工艺。 目的：消除偏析，均匀化学成分；降低硬度，便于切削加工；消除或
减小内应力，消除加工硬化，以便后续冷加工；细化晶粒，改善组织
钢的热处理基本工艺
热处理工艺在机械制造与维修过程中有着广泛的运用。钢 经过热处理后能充分发挥材料潜能，改善使用性能，提高
产品质量，延长使用寿命，节约金属材料，能显著提高经
济效益。
热处理工艺是指通过加热、保温和冷却来改变材料组织以 获得所需性能的方法。根据钢在实际操作中加热温度、冷 却条件以及对钢结构和性能的要求，可将热处理工艺分为
应用：等温退火用于高碳钢、中碳合金钢、合金渗碳钢、合金工具钢 和某些高合金钢的大型铸锻件及冲压件等
钢的热处理基本工艺
（3）球化退火
工艺：将共析钢或过共析钢加热至 Ac1+（10～20）℃，保温一定时间 后，随炉缓冷至室温（或冷却至略低于 Ar1再保温一定时间后出炉空
冷），使钢中碳化物球状化的工艺。
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式中碳钢或中碳合金钢的最佳热处理方式主要取决于所需的机械性能和用途。
以下是几种常用的热处理方式：
1.淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却，在水、油或其他淬火介质中冷却。
淬火可以使中碳钢的硬度大幅提高，但也会产生一些问题，如易于开裂、易于变形等。
因此，在淬火之后，需要进行进一步的热处理，如回火、正火等。
2.回火：回火是一种重要的热处理工艺，它是在淬火后进行的，通过加热到一定的温度并保持一段时间，以调整钢材的机械性能。
回火可以消除淬火引起的内应力，降低脆性，提高韧性。
3.调质处理：调质处理是淬火和回火的结合，通常在铸件或锻件完成后再进行。
调质处理可以使中碳钢的强度和韧性得到提高，并且改善其综合机械性能。
4.等温淬火：等温淬火是一种特殊的热处理方式，它通过将钢材加热到临界温度以上，然后在等温介质中缓慢冷却，以获得良好的机械性能。
等温淬火可以改善钢材的耐磨性、抗疲劳性能和抗腐蚀性能。
根据实际需求选择合适的热处理方式，以达到所需的机械性能和用途。
合金钢的球化和石墨化
合金钢的球化和石墨化合金钢是一种由铁和其他元素（如钼、铬、镍等）合金化而成的钢材。
球化和石墨化是两种常见的热处理方法，用于改善合金钢的力学性能和微观结构。
在下文中，我将详细介绍合金钢的球化和石墨化的原理和应用。
合金钢的球化是通过将钢材加热到一定温度，然后快速冷却，使其微观结构中的碳元素形成球状的碳化物。
球化处理能够提高合金钢的韧性和延展性，减少脆性。
这是因为球状的碳化物会改变钢材的晶界结构，减少晶界的应力集中，从而提高钢材的抗拉强度和塑性。
球化处理常用于高碳合金钢和合金元素含量较高的钢材。
石墨化是通过将合金钢加热到一定温度，然后冷却到室温，在适当的条件下，使钢材中的碳元素析出为石墨形态。
石墨化处理能够提高合金钢的切削性能和耐磨性。
石墨是一种具有良好自润滑性的材料，能够减少切削过程中的摩擦和磨损，提高切削效率和切削质量。
石墨化处理常用于切削工具和轴承等需要高耐磨性的应用领域。
球化和石墨化处理的具体方法和条件会根据不同的合金钢材料和应用要求而有所差异。
一般来说，球化处理的温度通常在900℃到950℃之间，冷却方式可以选择空冷、水淬或油淬。
而石墨化处理的温度通常在700℃到800℃之间，冷却方式可以选择空冷或水淬。
此外，球化和石墨化处理一般需要多次进行，以确保处理效果的稳定和一致性。
合金钢的球化和石墨化处理在工业制造中具有广泛的应用。
在航空航天、汽车制造和机械加工等领域，球化和石墨化处理能够显著提高合金钢的性能，延长材料的使用寿命。
例如，在航空航天领域，合金钢的球化处理可以提高材料的韧性和抗疲劳性能，增强零件的承载能力和抗冲击性能。
在汽车制造领域，合金钢的石墨化处理可以提高材料的耐磨性和降低切削力，从而提高发动机的工作效率和使用寿命。
在机械加工领域，合金钢的球化处理和石墨化处理可以提高切削刀具的切削性能和耐磨性，提高加工效率和质量。
总结起来，合金钢的球化和石墨化处理是一种重要的热处理方法，能够显著改善钢材的力学性能和微观结构。
轴承钢的热处理工艺及参数和发展
轴承钢的热处理工艺及参数和发展(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轴承钢热处理工艺参数时间：2010-06-14 08:59:46 来源：机械社区作者：三、轴承钢淬火回火工艺参数时间：2010-04-19 16:29:25 来源：中国金属加工在线作者：轴承钢是质量要求很严格的钢类。
目前对轴承钢提出的要求有：用户免加工和检查、提高质量、规格细化和提高尺寸精度等，而且，对这些要求的重要程度越来越高。
为满足这些要求，JFE制钢使用了各种保证产品质量和进行精加工的设备生产轴承钢。
这些设备与新开发的提高质量的技术相结合，可以生产尺寸范围宽、质量高、附加值高的热处理和热轧轴承钢。
JFE轴承钢制造技术的特点是：1）表面质量精细加工和质量检查体系用对钢坯进行火焰清理和将连铸坯轧制成小型圆坯的方法，均匀去除表面瑕疵、皮下夹杂物和脱碳层。
对质量要求特别高的材料，实施钢坯扒皮作业高度清除缺陷。
为保证小型圆坯的表面质量，用自动涡流探伤仪和磁粉探伤仪进行检查；对内部缺陷，用圆坯全断面超声波探伤仪检测内部孔隙和夹杂物。
2）轴承钢的精细制造技术和质量保证在线材-棒材厂，在棒材轧制线上增设线材轧制线，进行联合轧制。
对棒材和线材都采用4辊精轧机进行精轧，棒钢的尺寸精度在以下，用户可以省略扒皮和拉拔加工。
对线材可进行自由尺寸轧制，并可以生产Φ的小尺寸线材。
由于把线材已经轧制到锻造的尺寸，所以用户可以省略拔丝、热处理和表面处理工序。
3）提高钢的洁净度近年来，JFE制钢为了提高钢的洁净度，采用了PERM（加减压精炼）、LF（炉外精炼炉）对钢的生产工艺进行了改进。
PERM法是在转炉冶炼时，使氮、氢等气体溶解在钢中，然后，用RH炉（真空脱气）迅速减压，使钢中产生气体，利用这种气体捕捉并排除钢液中的夹杂物。
JFE制钢还在2008年新建LF炉，大大提高了夹杂物的去除能力。
采用上述工艺和设备的效果是：与原有工艺相比，夹杂物个数预测指数减少34%、夹杂物最大直径指数减少29%、夹杂物最大直径指数分布的标准偏差减少了73%。
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
轴承钢热处理工艺流程
轴承钢热处理工艺流程
轴承钢热处理工艺流程主要包括预先热处理和最终热处理两个步骤。
预先热处理包括正火和球化退火。
正火是通过将工件加热至适宜的温度后在空气中冷却，以细化材料晶粒，均匀化组织，消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。
球化退火则是通过将工件加热至略低于Ac1点温度，保温一段时间后缓慢冷却，使钢的碳化物球化，降低硬度，改善切削性能。
最终热处理则是根据不同的使用要求，选择不同的热处理方式。
常用的热处理方式有淬火、回火、表面淬火等。
淬火是将工件加热至Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间后快速冷却，使钢的奥氏体转变为马氏体，提高硬度和耐磨性。
回火则是将淬火后的工件加热至某一温度，保温一段时间后缓慢冷却，以消除内应力，稳定组织，提高韧性。
表面淬火则是通过将工件表面快速加热至淬火温度，然后迅速冷却，使工件表面硬化，而内部保持韧性。
在轴承钢的热处理过程中，应注意控制加热温度、保温时间、冷却速度等工艺参数，以保证工件的性能和精度。
同时，为避免氧化和脱碳等表面缺陷，通常在加热过程中进行保护处理。
钢的热处理工艺
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
Ar1以下20℃左右进行较长时间的等温处理。
球化退火的关键在于使奥氏体中保留大量未溶的碳化物质点，
并造成奥氏体中碳浓度分布的不均匀性。如果加热温度过高或保温
时间过长，则使大部分碳化物溶解，并形成均匀的奥氏体，在随后冷却时球 化核心减少，使球化不完全。
渗碳体颗粒大小取决于冷却速度或等温温度，冷却速度快或等温温 度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物聚集作用小，容易形成片状碳化物， 从而使硬度偏高。
表面脱碳会降低工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度。脱碳进行的速 度取决于化学反应速度和碳原子的扩散速度。加热温度越高，加热时间 越长，脱碳层越深。
为了防止工件氧化与脱碳，可采用盐浴加热、保护气氛加热、真空 加热或装箱加热等方法，还可以采用在工件表面热涂硼酸等方法，有效 防止或减少工件表面的氧化或脱碳。
３．淬火冷却
过共析钢淬火加热温度为Ac1以上30－50℃ 。（不完全淬火）
淬火前要球化退火，组织为粒状珠光体。加热后组织为细小奥氏体及未溶 粒状碳化物，淬火后得隐晶马氏体加细小粒状渗碳体，这种组织具有高硬 度、高强度、高耐磨性，且有较好的韧性。如淬火温度高于Accm，则渗 碳体全部溶入A中，含碳量增高，MS点降低，淬火后残余A量增多，降低 硬度和耐磨性，同时A晶粒粗大，冷却后得粗片状M，使钢的韧性降低。 低合金钢由于合金元素的加入，A化温度通常高于碳钢，一般为Ac1 或Ac3以上50－100℃ ；高合金工具钢含有较多的强碳化物形成元素，则 可采用更高的加热温度。
轴承的热处理工艺步骤
轴承的热处理工艺步骤轴承热处理技能首要靠自己实习，热处理技能要联系炉型、装炉、冷却介质、工件大小、工件形状和工件技能需求等多要素有关。
不明白时，先查有关材料（比方热处理手册等），或讨教老师傅、做试验，然后再正式出产。
下面给你介绍一下热处理技能的一些基本概念，期望对你有所协助。
1、退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。
2、正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。
关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。
运用关键：1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。
4、回火操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。
轴承零件热处理
快冷 炉冷至650℃后出炉
2~5
2~4 时间/h
4.4.4 快速退火
温度/℃
900~910 780±10
30~50 min 正火
2~2.5 退火
冷却 60~90℃/h 至650℃
时间/h
五、套圈的淬火
5.1
淬火的含义 将钢加热到临界点A”c1~AcM之间某一温度， 保温一段时间，然后快速(大于临界速度)冷却 下来的热处理过程叫淬火。
总之，通过热处理改变珠光体中碳化物的形状、粗细和分布，
可以控制钢的强度和硬度，在相同的抗拉强度下，球状的珠 光体比片状的疲劳强度有所提高。
2.5 马氏体——C在α －Fe中的过饱和固溶体，
体心正方晶体。 马氏体最主要的特征就是高硬度、高强度， 其硬度随着马氏体中碳含量的增加而升高， 当碳含量达到0.6%时，淬火钢的硬度接近最 大值，但塑性和韧性却明显下降。
825~ 830
830~ 835
835~ 840
840~ 845
保温时间 min
5~7
6~8
7~10
9~12
11~1 5
14~1 6
16~1 8
18~2 0
20~2 4
24~26
5.6淬火加热时间的计算
在淬火温度范围内，还要根据具体工艺条件来确定
具体的温度和时间，淬火加热时间的计算见下式：
t= a√ s
900~920 880~910
890~900 870~890
3.4 正火工艺的其它工艺要求
1) 正火的保温时间为30~50min；
2) 薄壁锻件，散开空冷或吹风冷却即可； 3) 壁厚较厚的锻件，需采用喷雾、浸油或浸
乳化液等手段快速冷却； 4) 不论何种冷却方法，冷速必须≥50℃/min。
轴承钢的热处理工艺
轴承钢的热处理工艺轴承钢是一种高碳、高铬的合金钢，因其具有高硬度、高耐磨性和良好的耐疲劳性能，广泛应用于制造各种轴承、齿轮等机械零件。
热处理是轴承钢加工过程中的重要环节，通过合理的热处理工艺，可以显著提高轴承钢的性能，延长使用寿命。
本文将介绍轴承钢的热处理工艺。
一、预热处理预热处理是轴承钢热处理的第一步，其目的是消除材料内部的应力，提高材料的稳定性。
预热处理主要包括以下步骤：1.退火：将轴承钢加热到750℃左右，保温一段时间后缓慢冷却至室温。
退火可以消除材料内部的应力，改善材料的塑性和韧性。
2.球化退火：将轴承钢加热到780℃左右，保温一段时间后缓慢冷却至室温。
球化退火可以使钢中的碳化物呈球状分布，提高材料的耐磨性和韧性。
二、淬火处理淬火处理是轴承钢热处理的关键步骤，其目的是提高材料的硬度和耐磨性。
淬火处理主要包括以下步骤：1.加热：将轴承钢加热到奥氏体化温度（通常为850℃左右），保温一段时间，使钢完全奥氏体化。
2.冷却：将钢快速冷却至室温，通常采用油淬或水淬的方式。
油淬是将钢在淬火油中快速冷却，水淬是将钢在水中快速冷却。
淬火可以使钢中的奥氏体转变为马氏体，提高材料的硬度和耐磨性。
三、回火处理回火处理是轴承钢热处理的最后一步，其目的是调整材料的性能，提高其稳定性和韧性。
回火处理主要包括以下步骤：1.加热：将淬火后的轴承钢加热到回火温度（通常为150℃-650℃之间），保温一段时间。
回火温度的选择取决于所需的材料性能。
2.冷却：将加热后的轴承钢缓慢冷却至室温。
回火可以使钢中的马氏体转变为回火组织，降低材料的内应力，提高其稳定性和韧性。
根据不同的使用要求，可以选择不同的回火温度和时间，以获得所需的材料性能。
例如，低温回火可以提高材料的韧性和抗腐蚀性；高温回火可以提高材料的硬度和耐磨性。
总之，轴承钢的热处理工艺是提高其性能的关键环节。
通过合理的预热处理、淬火处理和回火处理，可以显著提高轴承钢的硬度和耐磨性，延长使用寿命。
钢的热处理工艺
二、回火的分类和应用
根据回火温度和对淬火钢力学性能的要求，一般 将回火分为三类 ：
定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间 保温（10~20 h），以消除成分偏析的热处理工 艺。
加热温度；略低于固相线温度。 亚共析钢：T＝Ac3 + (150℃～300℃) 过共析钢：T＝Accm+(150℃～300℃) 目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化 实质：使合金元素的原子充分扩散。 适用于：合金钢铸件和铸锭。 后续处理：保温10～20小时退火后晶粒较粗大，一
热处理分类
普通热处理：退火、正火、 淬火与回火
表面热处理：表面淬火 化学热处理
形变热处理：控制轧制
§10-1 钢的退火与正火
一、钢的退火
钢的退火：将（组织偏离平衡状态的）钢加热到Ac1 以上或以下温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却 （一般为炉冷至550℃后空冷），以获得接近平衡状态 组织的热处理工艺。
4、 淬火冷却介质
理想冷却速度： 1）在Ac1～650℃之
间慢冷，以↓热应力 2）在650℃～400 ℃
之间快冷，以避开“鼻 尖；防发生非M相变 3）在400 ℃以下慢冷 ，以↓组织应力。
图5 理想冷却速度
常用淬火介质介绍
1．自来水（30℃以下）
冷却特性：在650-400 ℃冷却能力较小、在Ms附近点 冷速极快，淬硬能力较强。
淬透性与淬透层 深度关系：
热处理工艺——钢的热处理举例处理
20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线
7
2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火） 适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料 齿轮。
加工工艺路线:
下料
锻造
正火
粗加工
调质
半精加工 及 低温回火
精车加工 精磨
表面淬火
8
(1)正火(或完全退火） 细化晶粒，调整硬度 加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体) (2)调质热处理 使心部具有良好强韧性 加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体 (3)表面感应淬火(表面火焰淬火) 提高表面硬度 表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体, 过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体 (4)低温回火 消除淬火应力，低温200℃，M→M回
*淬火后A残约20～25 %。 *第一次回火后A残约剩15～18 %。 *第二次回火后A残约剩3～5 %。 *第三次回火后A残约剩1～2 %。 回火组织： S回+碳化物+Ar ( 1～ 2 % ) 组织硬度为HRC65以上。
36
W18Cr4V钢的热处理过程示意图
进展:现在对这种热处理工艺还不满意,对高速钢淬火+回 火后,再进行TiN沉积
4.3 热作模具热处理 应用: 使热金属或液态金属成型的模具， 包括热锻模、热挤压模和压铸模等。 性能要求: 高的热硬性、高温耐磨性; 高的热强性和足够高的韧性; 高的热疲劳抗力和导热性; 热作模具用钢: 中碳 0.3～0.6 %; 热变形模具钢，5CrNiMo、5CrMnMo 压铸模具，3Cr2W8V
中碳钢渗碳处理
中碳钢渗碳处理
中碳钢渗碳处理是一种热处理工艺，其目的是通过在高温下将碳元素渗透到钢表面，提高钢材的表面硬度和耐磨性。
下面是中碳钢渗碳处理的一般步骤：
1. 预处理：首先需要对钢材进行预处理，包括去除表面的油污、锈蚀等杂质，并进行必要的机械加工。
2. 预热：将预处理后的钢材在高温下进行预热，以加速碳元素的渗透速度。
3. 渗碳：将预热后的钢材放入含有碳元素的气体中，在高温高压条件下进行渗碳处理。
通常使用的气体有氧气、氢气、氨气等，不同的气体会产生不同的处理效果。
4. 冷却：渗碳处理完成后，需要将钢材进行冷却，使碳元素在表面形成均匀的硬化层。
5. 淬火：为了获得更高的表面硬度，通常需要进行淬火处理。
淬火是将钢材迅速冷却至室温，使碳元素在表面形成硬化层，同时也能提高钢材的强度和韧性。
6. 回火：为了消除淬火过程中产生的应力和脆性，需要进行回火处理。
回火是将钢材再次加热至适当温度，然后缓慢冷却，使钢材的硬度和韧性得到平衡，同时也能提高钢材的抗疲劳性能。
以上是中碳钢渗碳处理的一般步骤，实际操作中还需要
根据具体情况进行调整和优化。
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。
女口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830~850C ；油淬850~870C。
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810~840C，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。
常用的热处理工艺分为两大类
（1） 完全退火：
1） 概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％～0.6％）加热到AC3+（30～50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
化退火，使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化，得到粒状珠光体。 冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果，冷却速度快或等温温度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物颗粒太细，聚集作用小，容易形成片状碳化物，从而使硬度偏高。如果冷却速度过慢或等温温度过高，形成碳化物颗粒较粗大，聚集作用也很强烈，易形成粗细不等的粒状碳化物，使硬度偏低。
2、 目的：细化晶粒，均匀组织，调整硬度等。
3、 组织：共析钢 S 、亚共析钢F+S、过共析钢
4、工艺：正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。
4）提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的最终热处理。
三、退火和正火的选择
退火与正火的主要区别：
1、正火的冷却速度比退火稍快，过冷度较大
2、正火后所得到的组织比较细，强度和硬度比退火高一些。
钢一般在 500～600℃
中碳钢调质过程
中碳钢调质过程
中碳钢调质过程是通过加热和淬火来改变钢的组织和性能。
具体步骤如下：
1. 加热：将中碳钢件放入加热炉中，加热到适当的温度区间。
温度通常在800-900摄氏度之间，具体根据钢的成分和要求来确定。
2. 保温：将加热好的钢件保温一段时间，使其达到均匀的温度分布。
保温时间根据钢的厚度和尺寸来确定，一般为15-30分钟。
3. 淬火：将保温好的钢件迅速浸入冷却介质中，如水、油或盐溶液。
淬火的目的是迅速冷却钢件，使其快速形成马氏体组织，以提高钢的硬度和强度。
4. 回火：淬火后的钢件通常会过硬和脆，需要进行回火处理来消除内部应力并提高韧性。
回火温度和时间根据要求来确定，一般在200-500摄氏度范围内进行。
5. 冷却：回火后的钢件需要冷却到室温，使其达到平衡状态。
通过以上步骤，中碳钢调质过程可以改善钢的硬度、强度、韧性和耐磨性，以满足不同的使用要求。
常用热处理工艺
钢的热处理就是通过加热、保温、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加工技术。 一、根据加热、冷却方式及获得的组织和性能的不同，钢的热处理 工艺可分为普通热处理、表面热处理及形变处理。 二、根据处理零件在整个生产工艺过程中位置和作用的不同，可分 为预备热处理和最终热处理。如退火和正火属于预备热处理， 但对性能要求不高的零件，也可作为最终热处理。
JEFFERY
淬火
名称
静止自来水20℃ 静止自来水40℃ 静止自来水60℃ 10%NaCl溶液20℃ 15%NaCl溶液20℃ 20%NaCl溶液20℃ 10#机油，20℃ 10#机油，80℃ 3#锭子油，20℃
常用淬火介质的冷却特性
最大冷却速度时
平均冷却速度
所在பைடு நூலகம்度/℃
340 285 220 580 560 430 430 430 500
JEFFERY
正火
❖ 1、定义： 正火是将钢加热到Ac3（或Acm）以上适当温度，保温后在空气中冷却得到珠光 体类组织的热处理工艺。
❖ 2、目的： ❖ 细化晶粒、消除应力、消除魏氏组织和带状组织，为最终热处理提供合适的组织
状态，消除过共析钢的网状炭化物，为球化退火作好组织准备，提高普通结构零 件的机械性能； ❖ 3、应用： ❖ 适用于含碳量小于0.25%的低碳钢，正火工艺周期短，操作简便，工艺成本低， 在工艺性能允许的情况下，尽可能用正火代替退火。
冷却速度/℃S-1
775 545 275 2000 2830 1640 230 230 120
650-550℃
135 110 80 1900 2750 1140 60 70 100
300-200℃
450 410 185 1000 775 820 65 55 50
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轴承中碳合金钢组织的常用热处理工艺轴承钢热处理工艺分为预先热处理和最终热处理两个主要环节。
GCr15钢是轴承钢应用最广泛的，一种合金含量较少且性能良好的高碳铬轴承钢。
GCr15轴承钢经过热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
1.退火
（1）完全退火和等温退火：完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。
一般常作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
（2）球化退火：球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。
其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火：去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。
如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
2.淬火
为了提高硬度采取的方法，主要形式是加热、保温、速冷。
最常用的冷却介质是盐水、水和油。
盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，
甚至发生开裂。
而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
3.回火
（1）降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
（2）获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性、塑性。
（3）稳定工件尺寸。
（4）对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。