钢的热处理方法

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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。

钢铁材料一般热处理方法

将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却
回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理的最后一道工序
①获得所需的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需的力学性能
(4)表面感应淬
火
将钢件放在感应器中，感应器在一定频率的交流电的作用下产生磁场，钢件在磁场作用下产生感应电流，使钢件表面迅速加热(2一l0min)到淬火温度，这时立即将水喷射到钢件表面。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持着较好的强度和韧性。
表面感应淬火适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件
4.回火
(3)去应力退火
将钢件加热到500～650ºC，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)
消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和用过程中发生变形
去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等
2.正火
将钢件加热到临界温度以上40～60ºC，保温一定时间，然后在空气中冷却
细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在0.8％以下的锻件或铸钢件
(2)球化退火
将钢件加热到临界温度以上20～30ºC，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷
降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于0.8％的碳素钢和合金工具钢
(2)钢渗的氮
将氮原子渗入钢件表层
常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件
提高钢件表层的硬度、耐磨性、
耐蚀性

合金钢热处理

合金钢热处理
合金钢热处理是指将合金钢加热到一定温度，保持一段时间后再进行冷却的工艺过程。

通过热处理可以改变合金钢的组织和性能，提高其硬度、强度、耐腐蚀性等。

常见的合金钢热处理方法包括退火、正火、淬火、调质等。

1. 退火：将合金钢加热至一定温度，保温一段时间后慢慢冷却。

退火可以消除合金钢内部的应力，改善其可加工性和韧性。

2. 正火：将合金钢加热至适当温度，经过一定时间保温后以空气冷却。

正火可以使合金钢的组织均匀化，提高其硬度和强度。

3. 淬火：将合金钢加热至适当温度，迅速冷却。

淬火可以使合金钢的组织变为马氏体，从而提高硬度和强度。

4. 调质：先进行淬火处理，然后将合金钢重新加热至一定温度保温一段时间，最后进行适当冷却。

调质可以减轻淬火带来的内部应力，提高合金钢的韧性和耐蚀性。

不同的合金钢成分和要求会选择不同的热处理方法，以达到预期目标。

合理的热处理可以提高合金钢的整体性能，延长其使用寿命。

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。

钢的热处理

2．显著提高了钢的疲劳强度，经常可提高25%~32%
3．处理温度低，变形极小，比渗碳及表面淬火的变形小得多，一般渗氮是加工路线中最后一道工序，氮化后最多需要精磨或研磨抛光
4．具有很高的抗腐蚀性
缺点：1.渗碳时间太长，2强化渗氮必须采用特殊的合金钢
另外，由于氮的渗入，工件会略有“长大”现象。在设计尺寸要求极为严格的工件时应考虑补救
这种方法易行，设备简单，但火焰加热温度不易控制，淬火质量不够稳定
适用于单件或小批量生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮、凹槽小孔等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中谈合金钢，如40Cr、65Mn等，还可用于灰铸铁件、合金铸铁件。碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金过高，则易脆裂，因此，以含碳量在0.35%~0.5%之间的碳素钢最适宜
低温碳氮共渗主要是为了提高合金工具钢、高速钢制工具、刀具的热硬性和耐磨性，这种碳氮共渗的结果和渗氮相似，共渗层深度可达0.02~0.06mm
中温碳氮共渗主要适用于承受压力不是很大而只受磨损的中碳结构钢零件。共渗层深度一般为0.3~0.8mm
高温碳氮共渗主要用于承受压力很大的中碳钢及合金钢的小型结构零件，也可用于低碳钢件代替渗碳，层获得1~2mm的共渗层；中温或高温碳氮共渗用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能
3．稳定工件尺寸
钢的表面热处理
是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性及表面硬度比化学热处理更高的处理方法
名称
操作
特点
目的和应用
感应加热表面淬火
是利用感应电流通过工件表面所产生的热效应，使表面加热并经行快速冷却的淬火工艺。
3.适用于汽车、机车、柴油机、纺织机械、农业机械、机床、齿轮、枪炮、工具、模具等各种要求耐磨、耐蚀、耐疲劳的零件

钢热处理的工艺方法特点

钢热处理的工艺方法特点
钢热处理是指通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能。

其工艺方法特点如下：
1. 高温处理：钢热处理通常需要进行高温处理，以达到材料的相变温度，使其组织发生改变。

高温处理可使钢材微观组织中的碳溶解度增加，提高钢的硬度和强度。

2. 速冷处理：热处理过程中的速冷处理是钢热处理的一种重要方法，通过将钢材快速冷却至室温或低温，使钢材的组织发生相变，产生马氏体或贝氏体等具有更高硬度和强度的组织结构。

3. 淬火处理：淬火是钢热处理中最常用的方法之一，其通过将加热至临界温度以上的钢材快速冷却到室温，使其形成马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。

淬火还可通过选择不同的冷却介质和工艺参数，来控制钢材的组织和性能。

4. 回火处理：回火是将已经淬火处理的钢材再次加热至较低温度，并保持一定时间后再冷却至室温。

通过回火处理，可以减轻淬火过程中产生的内应力，降低钢材的脆性，并提高其韧性和塑性。

回火还可以调节钢的硬度和强度。

5. 正火处理：正火是利用加热和冷却的方法，通过控制钢材的加热温度和冷却速度，使钢材的组织发生变化，达到一定的性能要求。

正火处理可以提高钢材的
强度和硬度，同时保持一定的韧性。

总体而言，钢热处理的工艺方法特点是通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能，从而实现对钢材硬度、强度、韧性等性能指标的控制和调节。

不同的工艺方法可以根据需要选择，以满足不同的使用要求。

钢的热处理原理与方法论文

钢的热处理原理与方法论文摘要：热处理是指通过加热和冷却来改变金属材料的组织和性能。

钢的热处理是钢加工过程中重要的一步，可以显著改善钢材的强度、韧性和耐磨性等性能，提高其使用寿命和使用范围。

本文将介绍钢的热处理原理与方法，包括淬火、回火、正火等常用的热处理方法，以及热处理的影响因素和应用范围。

一、热处理原理钢的热处理是基于钢材的相变规律和组织变化规律来进行的。

钢材在加热过程中，会出现固溶、析出和相变等现象，从而改变钢材的组织和性能。

通过合理的加热和冷却过程，可以使钢材达到理想的组织状态，进而实现理想的力学性能。

钢材的相变规律是钢材热处理的基础。

一般来说，钢材的相变包括固溶相变和析出相变。

固溶相变是指固溶体中的一种化学成分在加热过程中溶解或析出的现象，如奥氏体相变和铁素体相变等。

析出相变是指固溶体中的化学成分在冷却过程中析出或析出的现象，如马氏体相变等。

钢材的组织变化规律是钢材热处理的另一个重要方面。

钢材的组织包括组织类型和组织形态两个方面。

组织类型是指钢材中各种物相的分布和比例，如奥氏体、铁素体、珠光体等；组织形态是指物相在钢材中的形状和大小，如粗大晶粒、细小晶粒等。

通过控制钢材的加热和冷却过程，可以控制钢材的组织类型和组织形态，从而实现理想的力学性能。

二、热处理方法1.淬火淬火是指将高温钢材迅速冷却到室温以下，使其产生马氏体相变。

马氏体具有高硬度和脆性的特点，可以显著提高钢材的硬度和强度，但降低了韧性。

因此，淬火一般需要进行回火处理来改善钢材的韧性。

2.回火回火是指将淬火后的钢材加热到较低温度并保温一段时间，然后冷却到室温。

回火可以消除淬火时产生的内应力和组织不均匀性，通过分解马氏体改善钢材的韧性，同时适当降低硬度和强度。

3.正火正火是指将低碳钢材加热到临界温度以上，保温一段时间，然后冷却至室温。

正火可以使铁素体相变为奥氏体，改善钢材的塑性和韧性，适用于需要保持一定塑性和耐久性的工件。

三、热处理的影响因素钢材的热处理效果和性能会受到多种因素的影响。

钢的热处理方法5种

钢的热处理方法5种
钢的热处理方法有五种，分别是正火处理、回火处理、正变处理、淬火处理和渗碳处理。

正火处理是指将钢在高温下维持一段时间，使钢的组织结构恢复正常，以消除机械加工或热处理造成的残余应力。

回火处理是指将钢在低温下维持一段时间，以恢复钢的组织结构，使钢具有良好的机械性能。

正变处理是指将钢在高温下维持一段时间，使钢的组织结构发生变化，以改善钢的机械性能。

淬火处理是指将钢在高温下维持一段时间，使钢的组织结构发生变化，以增加钢的抗拉强度和耐磨性。

渗碳处理是指将钢在低温下维持一段时间，以使钢中的碳元素更好地渗入组织结构，以提高钢的抗拉强度和耐磨性。

钢的热处理方法有五种，分别是正火处理、回火处理、正变处理、淬火处理和渗碳处理，它们都可以改善钢的机械性能，提高钢的抗拉强度和耐磨性。

钢的热处理

• 贝氏体形成时，铁与合金元素原子不扩散，奥氏体以切变共格的方式转变为铁素体，故贝氏体形成时会产生表面浮凸现象。但是，贝氏体形成时，碳原子是可以扩散的。
• 无论是上贝氏体还是下贝氏体，其中的铁素体与母相奥氏体之间的晶体学位向关系均遵循K-S关系。上贝氏体中铁素体的惯习面为{111}γ；下贝氏体中铁素体的惯习面为{225}γ。
片状珠光体的片层间距和珠光体团的示意图
a) 珠光体的片层间距；b) 珠光体团
片状珠光体形核与长大过程示意图珠光体团直径和片层间距越小，强度、硬度越高，塑性也越好。
根据片层间距的大小，可将片状珠光体细分为以下三类： (1) 珠光体：在A1~650℃范围内形成，层片较粗，片层间距平均大于0.3μm，在放大400倍以上的光学显微镜下便可分辨出层片，硬度10～20HRC；
2. 不完全退火
将亚共析钢在 Ac1~Ac3 之间或过共析钢在 Ac1~Accm之间两相区加热，保温足够时间后缓慢冷却的热处理工艺，称为不完全退火。不完全退火的目的是：改善珠光体组织，消除内应力，降低硬度以便切削加工。亚共析钢不完全退火的温度一般为740~780℃，其优点是加热温度低，操作条件好，节省燃料和时间。 3. 球化退火
针片状马氏体的立体形态呈凸透镜状，显微组织常呈片状或针状。针片状马氏体之间交错成一定角度。最初形成的马氏体针片往往贯穿整个奥氏体晶粒，较为粗大；后形成的马氏体针片则逐渐变细、变短。由于针片状马氏体内的亚结构主要为孪晶，故又称它为孪晶马氏体。
高碳马氏体的形成过程
2、性能特征高硬度是马氏体的主要特点。马氏体的硬度主要受含碳量的影响，在含碳量较低时，马氏体硬度随着含碳量的增加而迅速上升；当含碳量超过0.6％之后，马氏体硬度的变化趋于平缓。含碳量对马氏体硬度的影响主要是由于过饱和碳原子与马氏体中的晶体缺陷交互作用引起的固溶强化所造成。板条马氏体中的位错和针片状马氏体中的孪晶也是强化的重要因素，尤其是孪晶对针片状马氏体的硬度和强度的贡献更为显著。一般认为马氏体的塑性和韧性都很差，实际只有针片状马氏体是硬而脆的，而板条马氏体则具有较好的强度和韧性。

钢的表面热处理

2）常用渗氮方法
① 气体渗氮：在有活性氮原子的气体中进行渗氮。 ② 离子渗氮：在低于1×105Pa的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺。
3）渗氮和渗碳相比有何特点？
氮原子的渗入使渗氮层内形成残留压应力，可提高疲劳强度（25％～35％）；渗氮层表面由致密的、连续的氮化物组成，使工件具有很高的耐蚀性；渗氮温度低，工件变形小；渗氮层很薄（＜0.6～0.70mm），渗氮后只能精磨、研磨或抛光。渗氮层较脆，不能承受冲击力，生产周期长（例如0.3～0.5mm的渗层，需要30～50h），成本高。
反应气（低温下可汽化的金属盐），使其在炉内发生分解或化学反应，并在工件上沉积成一层所要求的金属或金属化合物薄膜的方法。碳素工具钢、渗碳钢、轴承钢、高速工具钢、铸铁、硬质合金等材料均可进行气相沉积。
目的：提高钢件表层的含碳量，淬火与回火后表面硬、心部韧。
材料：低碳钢、低碳合金钢。渗碳后处理：淬火及低温回火。工艺路线：
锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火+低温回火。渗碳方法：固体渗碳法、液体渗碳法和气体渗碳法三种。
★ 渗碳后的组织及热处理
低碳钢件渗碳后表层含碳量0.85％～1.05％为最佳。表层为过共析组织（珠光体和网状二次渗碳体），与其相邻为共析组织（珠光体），再向里为亚共析组织的过渡层（珠光体和铁素体），心部为原低碳钢组织（铁素源自和少量珠光体）钢的表面热处理
常用表面热处理的方法有表面淬火和化学热处理两大类。
一、表面淬火
表面淬火：仅对工件表层进行淬火的热处理工艺。
原理：通过快速加热，使钢的表层奥氏体化，在热量尚未充分传到零件中心时就立即予以冷却淬火，得到马氏体组织。

钢的热处理工艺

冷拉、冷挤压成形工件。
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。

钢的热处理

这一章主要给大家介绍一下有关钢的热处理的一些知识。

通过加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而改变钢机械性能的工艺，称为热处理。

热处理是强化金属材料，充分发挥金属材料力学性能的工艺，是改善材料加工性能的重要手段。

利用不同的加热温度和冷却方式，可以改变钢的组织。

钢的组织不同，其力学性能就有差异。

按照加热温度和冷却方法的不同，热处理可分为：退火，正火，淬火及回火。

此外，还有通过改变钢表面的化学成分，从而改变其组织和性能的化学热处理。

●热处理的这三个阶段，可以用工艺过程曲线来表示。

第一节钢在加热时的转变一、加热温度的确定●热处理的第一道工序就是加热。

●铁碳合金相图是确定加热温度的理论基础。

●钢的加热程度就是奥氏体的形成过程，这种组织转变可以称为奥氏体化。

●在奥氏体化中，原来的铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体、渗碳体等转化为奥氏体组织。

●注意：加热时，钢的组织实际转变温度往往是高于相图中的理论相变温度；冷却时，也往往低于相图中的理论相变温度。

●在热处理工艺中，不加热时的临界点分别用AC1、AC3、ACCm表示；而冷却是的临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。

二、奥氏体化过程以共析钢为例珠光体转变为奥氏体是一个从新结晶的过程。

由于珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，铁素体与渗碳体的晶包类型不同，含碳量差别很大，转变为奥氏体必须进行晶包的改组和铁碳原子的扩散。

奥氏体化大致可分为四个过程，如图所示。

1．奥氏体形核奥氏体的晶核上首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成的。

2．奥氏体长大奥氏体一旦形成，便通过原子扩散不断长大。

3. 残余渗碳体溶解由于铁素体的晶格类型和含碳量的差别都不大，因而铁素体向奥氏体的转变总是先完成。

当珠光体中的铁素体全部转变为奥氏体后，仍有少量的渗碳体尚未溶解。

随着保温时间的延长，这部分渗碳体不断溶入奥氏体，直至完全消失。

4．奥氏体均匀化刚形成的奥氏体晶粒中，碳浓度是不均匀的。

原先渗碳体的位置，碳浓度较高；原先属于铁素体的位置，碳浓度较低。

常用的钢材热处理方法[精品]

常用的钢材热处理方法一.淬火将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法，称为淬火。

常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。

淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范，见表<常用钢的热处理规范>.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[wiki]机械[/wiki]制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：1．单液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法，称为单液淬火。

它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。

在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。

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：用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。

它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。

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。

表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。

高频淬火电流频率为100~150kHz，淬硬层深1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，淬硬层深3—10mm，它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为50Hz，淬硬层一般大于10mm，适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。

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。

钢的热处理

第五章钢的热处理热处理——固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。

•特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸•目的：改善材料的使用、工艺性能•基本过程：加热→保温→冷却•分类：1、普通热处理——退火、正火、淬火、回火2、表面热处理——表面淬火、化学热处理第一节钢在加热时的组织转变实际加热和冷却时的相变点：平衡时—— A1 A3 Acm加热时—— Ac1 Ac3 Accm冷却时—— Ar1 Ar3 Arcm一、奥氏体的形成加热工序的目的：得到奥氏体F + Fe3C → A结构体心复杂面心含碳量 0.0218 6.69 0.77共析钢奥氏体形成过程：1、形核（在 F / Fe3C相界面上形核）2、晶核长大（F→ A晶格重构，Fe3C溶解，C→ A中扩散）3、残余Fe3C溶解4、奥氏体均匀化保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散对亚共析钢： P + F → A + F → A对过共析钢： P + Fe3CⅡ→ A + Fe3CⅡ→ A二、奥氏体晶粒长大及其影响因素1、奥氏体晶粒度•晶粒度——晶粒大小的尺度。

•本质粗晶粒钢——长大倾向较大（Al脱氧）•本质粗晶粒钢——长大倾向较小(Mn,Si脱氧)2、影响奥氏体晶粒长大的因素（1）加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快（2）加热速度↑→ A晶粒细（3）加入合金元素→ A晶粒细（4）原始组织细→ A晶粒细第二节钢在冷却时的组织转变冷却方式：等温冷却和连续冷却。

45钢加热后，随冷却速度的增加，强度、硬度增加，但塑性、韧性降低。

冷却是热处理的关键，故必须研究奥氏体冷却过程的变化规律。

一、过冷奥氏体等温转变1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线或TTT线）的建立•过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。

•孕育期——表示过冷A 的稳定程度•四个区域——奥氏体稳定区、过冷奥氏体区、转变产物区、转变区•三种转变类型：高温转变（A1~550℃）：A → P中温转变（550~230℃）：A → B低温转变（230℃以下）：A → M2、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能(1)珠光体转变•珠光体组成：F 和 Fe3C 的机械混合物•形成特点：在固态下形核、长大是扩散型相变•形态：A1~650℃：珠光体 P 20HRc 片状650~600℃：索氏体 S（细P）…600~550℃：托氏体 T（极细P又称屈氏体）40HRc 球状—— Fe3C 呈球状•珠光体性能珠光体片越细→ HB↑，σb↑且δ↑，αk↑C%相同时，球状 P 比片状 P 相界面少→HB↓，σb↓，δ↑,αk↑(2)贝氏体转变•贝氏体组成：过饱和F 和碳化物的机械混合物•形成特点：在固态下形核、长大是半扩散型相变•形态：550~350℃：上贝氏体（B上）羽毛状组织塑性差40-45HRc 350℃~ Ms：下贝氏体（B下）针片状组织综合性能好45-50HRc过冷奥氏体在Ms点以下，A→M属连续冷却转变。