淬火方法分类
淬火 工艺
淬火工艺一、淬火工艺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经过淬火处理。
为满足各种零件千差万别的技术要求，发展了各种淬火工艺。
如，按接受处理的部位，有整体、局部淬火和表面淬火；按加热时相变是否完全，有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢，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个阶段。
生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。
主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
● 单液淬火是将奥氏体化工件浸入某一种淬火介质中，一直冷却到室温的淬火操作方法。
单液淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门配制的淬火剂等。
一般情况下碳素钢淬火，合金钢淬油。
单液淬火操作简单，有利于实现机械化和自动化。
其缺点是冷速受介质冷却特性的限制而影响淬火质量。
单液淬火对碳素钢而言只适用于形状较简单的工件。
● 双液淬火是将奥氏体化工件先浸入一种冷却能力强的介质，在钢件还未达到该淬火介质温度之间即取出，马上浸入另一种冷却能力弱的介质中冷却，如先水后油、先水后空气等。
双液淬火减少变形和开裂倾向，操作不好掌握，在应用方面有一定的局限性。
● 马氏体分级淬火（分级淬火）是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当的时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。
分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷，所以能有效地减少相变应力和热应力，减少淬火变形和开裂倾向。
分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件，也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。
这种冷却方法的特点是先将工件浸入温度略高于Ms的浴槽，在浴槽中保温至工件表面与中心均冷至浴槽的温度，然后取出空冷。
浴槽温度一般为Ms+（10~20）℃。
浴槽中介质的成分采用硝盐浴、碱浴、中性盐浴● 贝氏体等温淬火是将钢件奥氏体化，使之快冷到贝氏体转变温度区间（260～400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺，有时也叫等温淬火。
退火 回火 正火 淬火概念
退火回火正火淬火概念退火回火正火淬火概念一、概述金属材料在制造过程中需要进行热处理，以改善其性能。
其中，退火、回火、正火和淬火是常用的热处理方法。
这些方法通过控制材料的温度和冷却速率来改变其组织结构和性能。
二、退火1. 定义：将金属材料加热到一定温度，保持一定时间后缓慢冷却至室温的过程。
2. 目的：消除应力、改善塑性、提高韧性和降低硬度。
3. 分类：（1）全退火：将材料加热到足够高的温度，使其完全均匀地达到晶粒长大的状态。
（2）等温退火：将材料加热到足够高的温度，使其晶粒长大并保持在同一尺寸范围内。
（3）过共析退火：将材料加热到共析线上，使其冷却时形成所需组织结构。
三、回火1. 定义：在淬火后，将金属材料加热到一定温度并保持一定时间后缓慢冷却至室温的过程。
2. 目的：降低脆性、提高韧性和强度。
3. 分类：（1）低温回火：在350℃以下进行，可提高材料硬度和强度。
（2）中温回火：在350-500℃进行，可平衡材料硬度和韧性。
（3）高温回火：在500-650℃进行，可提高材料韧性和塑性。
四、正火1. 定义：将金属材料加热到一定温度并保持一定时间后，以适当速率冷却至室温的过程。
2. 目的：提高强度和硬度，改善切削加工性能。
3. 分类：（1）普通正火：加热到临界点以上，缓慢冷却至室温。
适用于一般钢材。
（2）快速正火：加热到临界点以上，并在水或油中淬火。
适用于碳素钢、合金钢等高强度材料。
五、淬火1. 定义：将金属材料加热到一定温度并保持一定时间后迅速冷却至室温的过程。
2. 目的：提高强度和硬度，改善耐磨性和耐蚀性。
3. 分类：（1）水淬：适用于碳素钢、低合金钢等材料。
（2）油淬：适用于中碳钢、高碳钢等材料。
（3）气淬：适用于不锈钢、合金钢等材料。
六、总结退火、回火、正火和淬火是常见的金属材料热处理方法。
通过控制温度和冷却速率，可以改变材料的组织结构和性能。
每种方法都有其特定的目的和应用范围。
在实际生产中，需要根据具体情况选择合适的热处理方法。
第3章 钢的淬火与回火
第3章 钢的淬火与回火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、也是用途最广的工序。
淬火可以大幅度提高钢的强度与硬度。
淬火后，为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度与韧性的配合，需要配以不同温度的回火。
所以，淬火与回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。
淬火与回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理，是赋予钢件最终性能的关键性工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。
3.1 钢的淬火与分类淬火是将钢加热至临界点（A c1或A c3）以上，保温一定时间后快速冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。
图3-1是共析碳钢淬火冷却工艺曲线示意图。
v c 、v c '分别为上临界冷却速度（即淬火临界冷却速度）和下临界冷却速度。
以v >v c 的速度快速冷却（曲线1），可得到马氏体组织；以v c >v >v c '的速度冷却（曲线2），可得到马氏体＋珠光体混合组织；以曲线3冷却则得到下贝氏体组织。
钢淬火后的强度、硬度和耐磨性大大提高。
w c ≈0.5％的淬火马氏体钢经中温回火后，可以具有很高的弹性极限。
中碳钢经淬火和高温回火（调质处理）后，可以有良好的强度、塑性、韧性的配合。
奥氏体高锰钢的水韧处理，奥氏体不锈钢、马氏体 时效钢及铝合金的高温固溶处理，都是通过加热、保温 和急冷而获得亚稳态的过饱和固溶体，虽然习惯上也称 为淬火，但这是广义的淬火概念，它们的直接目的并不 是强化合金，而是抑制第二相析出。
高锰钢的水韧处理 是为了达到韧化的目的。
奥氏体不锈钢固溶处理是为了 提高抗晶间腐蚀能力，铝合金和马氏体时效钢的固溶处 理，则是时效硬化前的预处理过程。
本章讨论钢的一般淬火强化问题，其淬火工艺分类见表3-1。
表3-1 钢的淬火工艺分类图3-1 共析钢的淬火冷却工艺热处理工艺及设备3.2 钢的淬透性一、淬透性的基本概念1．淬硬层与淬透性由于淬火冷却速度很快，所以工件表面与心部的冷却速度不同，表层最快，中心最慢（见图3-2a ）。
常用热处理分类
常用热处理的分类1 表面淬火表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。
表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。
表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。
表面淬火采用的快速加热方法有多种，如电感应，火焰，电接触，激光等，目前应用最广的是电感应加热法。
2 表面淬火和回火将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
3 物理气相沉积物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。
发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
4 化学气相沉积化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。
它本质上属于原子范畴的气态传质过程。
与之相对的是物理气相沉积（PVD）。
整体热处理1 退火退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。
目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
常用热处理分类
常用热处理的分类1表面淬火表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。
表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。
表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。
表面淬火采用的快速加热方法有多种，如电感应，火焰，电接触，激光等，目前应用最广的是电感应加热法。
2表面淬火和回火将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提咼其延性或韧性。
3物理气相沉积物理气相沉积(Physical Vapor Deposition , PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源一一固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。
发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
4化学气相沉积化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。
它本质上属于原子范畴的气态传质过程。
与之相对的是物理气相沉积(PVD )。
整体热处理1退火退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。
目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
淬火、回火、正火、退火的区别你都分清楚了吗？
淬⽕、回⽕、正⽕、退⽕的区别你都分清楚了吗？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）以上温度，保温⼀段时间，使之全部或部分奥⽒体化，然后以⼤于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）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：1）提⾼⾦属成材或零件的机械性能。
例如：提⾼⼯具、轴承等的硬度和耐磨性，提⾼弹簧的弹性极限，提⾼轴类零件的综合机械性能等。
2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。
如提⾼不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。
淬⽕冷却时，除需合理选⽤淬⽕介质外，还要有正确的淬⽕⽅法，常⽤的淬⽕⽅法，主要有单液淬⽕，双液淬⽕，分级淬⽕、等温淬⽕，局部淬⽕等。
钢铁⼯件在淬⽕后具有以下特点：①得到了马⽒体、贝⽒体、残余奥⽒体等不平衡（即不稳定）组织。
②存在较⼤内应⼒。
③⼒学性能不能满⾜要求。
因此，钢铁⼯件淬⽕后⼀般都要经过回⽕什么叫回⽕？回⽕是将淬⽕后的⾦属成材或零件加热到某⼀温度，保温⼀定时间后，以⼀定⽅式冷却的热处理⼯艺，回⽕是淬⽕后紧接着进⾏的⼀种操作，通常也是⼯件进⾏热处理的最后⼀道⼯序，因⽽把淬⽕和回⽕的联合⼯艺称为最终处理。
淬⽕与回⽕的主要⽬的是：1）减少内应⼒和降低脆性，淬⽕件存在着很⼤的应⼒和脆性，如没有及时回⽕往往会产⽣变形甚⾄开裂。
2）调整⼯件的机械性能，⼯件淬⽕后，硬度⾼，脆性⼤，为了满⾜各种⼯件不同的性能要求，可以通过回⽕来调整，硬度，强度，塑性和韧性。
3）稳定⼯件尺⼨。
通过回⽕可使⾦相组织趋于稳定，以保证在以后的使⽤过程中不再发⽣变形。
4）改善某些合⾦钢的切削性能。
回⽕的作⽤在于：①提⾼组织稳定性，使⼯件在使⽤过程中不再发⽣组织转变，从⽽使⼯件⼏何尺⼨和性能保持稳定。
②消除内应⼒，以便改善⼯件的使⽤性能并稳定⼯件⼏何尺⼨。
③调整钢铁的⼒学性能以满⾜使⽤要求。
钢淬火与回火知识要点
例题： 已知T12钢，Ac1=730℃,ACcm=820℃, 试确定其淬火加热温度，并分析原因。
在工件尺寸大，加热速度快的情况下，淬火温度 可取Ac3+50~80℃；
另外，加热速度快，起始晶粒细，也允许采用较 高的加热温度，细晶粒钢Ac3+100℃。
适用条件：
只适用于尺寸较小的工件。
5．等温淬火法 概念：工件淬火加热后，若长期保持在下贝氏体转 变区的温度使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝 氏体组织，这种淬火方法称等温淬火法。如曲线d所 示。
等温淬火与分级淬火的区别在于前者是获得下贝氏 体组织。
等温淬火目的：获得变形小，硬度高并兼有良好韧 性的工件。
第六节 钢的回火
概述 1、回火概念： 将淬火零件重新加热到低于临界点某一温度，保温 后空冷到室温的热处理工艺称为回火。 回火时的转变称为回火转变。 2、回火原因
一、淬火介质的冷却作用
1、分类 （1）按聚集状态分类： 淬火介质有固态、液态、气态。 最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会 产生物态变化，因此过程较为复杂。 （2）按液态淬火介质是否具有物态变化： 分为有物态变化的和无物态变化的。 2、有物态变化的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： （1）蒸气膜阶段： 工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜； 冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。
3、无物态变化的淬火介质： 淬火冷却主要靠对流散热。 温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。 二、淬火介质冷却特性的测定 淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。 1、概念： 规定静止水的淬火烈度H＝1，其它淬火介质的淬火烈度由与静 止水的冷却能力比较而得。 2、实质： 反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系， 即淬火介质的冷却能力。 注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化 的。几种常见淬火介质的淬火烈度H，如下表所示。
淬火工艺
淬火工艺Hardening or Quenchingcui huǒ(行业内，淬读"zàn"音，即读“zàn huǒ”）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，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体[1]化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）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、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
淬火能使钢强化的根本原因是相变，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，但文献中又看不到它的存在。
也就是说，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”则为假借词。
淬火将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入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。
真空淬火热处理技术分类标准
真空油淬技术。
真空油淬是真空热处理的主要过程。
真空油淬技术发展中遇到的技术困难是真空油淬增碳问题。
20世纪70年代的实验研究表明，真空油淬可能会增加碳，降低疲劳性能。
近30年来，解决了真空淬火油和真空淬火表面增碳等技术的关键问题。
除了应用于工模热处理外，还成功应用于飞机起落架等重要结构件的精密热处理。
总结真空热处理的研究成果和生产经验，1991年编制了HB/Z191-91 《航空结构钢不锈钢真空热处理书》，指导航空工业真空热处理的生产。
航空超高强度钢起落架等重要受力件多为长杆件，一般需要垂直加热淬火，给真空热处理带来诸多困难，成为航空真空热处理的关键。
为了防止油时油烟上升污染加热室，真空立式油淬炉一般有三个室: 加热室、中间室、淬火槽。
淬火时，现将加热工件放入中间室，关闭炉门后淬火入油，淬火转移时间长，难以满足结构钢淬火转移时间W25s 的要求。
通过良好的紧凑结构设计和精确协调的控制，更好地解决了防止加热室污染、缩短淬火转移时间的技术关键，成功应用于起落架等长杆的真空油淬。
真空立式油淬炉也有一个没有中间室的方案。
真空加热室直接连接淬火油槽。
淬火时，油烟通过向炉内输入大量氮气压制淬火时对加热室的污染。
□□□c真空热处理炉真空加压气淬。
真空加压气淬火具有工件表面光滑、无需清洗、避免环境污染等诸多优点，是近年来真空热处理的一个重要而快速的发展领域。
主要问题是淬火性能和淬火性能，以及与传统气淬、油淬、分级淬火或等温淬火的比较和连接，应从冷速测定和临界直径测定中进行研究。
目前，真空加压气淬火已成功应用于不锈钢、高温合金、钛合金、精密合金和部分结构钢的热处理。
1 .真空加压气淬的冷速测定。
真空加压空气冷却提高了冷却速度，可以取代传统的空气冷却。
部分油冷或分级淬火可以控制冷却，达到合理冷却的目的。
因此，研究真空加压空气冷却的冷却特性，并与传统的炉冷、气冷、油冷、硝酸盐浴等冷却方法进行比较，是制定真空加压空气冷却过程的重要依据。
热处理表面淬火的分类以及应用
表面淬火是指被处理工件在表面有限深度范围内加热至相变点以上，然后迅速冷却，在工件表面一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺。
因此，从加热角度考虑，表面淬火仅是在工件表面有限深度范围内加热到相变点以上。
1、表面淬火的分类要在工件表面有限深度内达到相变点以上的温度，必须给工件表面以极高的能量密度来加热，使工件表面的热量来不及向心部传导，以造成极大温差。
因此，表面淬火常以供给表面能量的形式不同而命名及分类，目前可以分为以下几类。
（1）感应加热表面淬火。
即以电磁感应原理在工件表面产生电流密度很高的涡流来加热工件表面的淬火方法。
根据所产生的交流电流的频率不同，可分为高频淬火、中频淬火及高频脉冲淬火三类。
（2）火焰淬火。
即用温度极高的可燃气体火焰直接加热工件表面的表面淬火方法。
（3）电接触加热表面淬火。
即为当低电压大电流的电极引入工件并与之接触，以电极与工件表面的接触电阻发热来加热工件表面的淬火方法。
（4）电解液加热表面淬火。
即工件作为一个电极插入电解液中，利用阴极效应来加热工件表面的淬火方法。
除此之外还有激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、等离子束加热表面淬火等一些表面淬火方法。
2、表面淬火的应用由于这些方法各有其特点及局限性，故均在一定条件下获得应用，其中应用最普遍的是感应加热表面淬火及火焰淬火。
激光束加热、电子束加热的等离子体束加热和等离子体束加热时目前迅速发展着的高能密度加热淬火方法（相关阅读：淬火新工艺的发展及其生产中应用），由于其具有一些其他加热方法所没有的特点，因而正为人们所瞩目。
表面淬火广泛应用于中碳调质钢或球墨铸铁制的机器零件。
因为中碳调质钢经过预先处理以后，再进行表面淬火，既可保持心部有较高的综合机械性能，又可使表面具有较高的硬度和耐磨性。
高碳钢表面淬火后，尽管表面硬度和耐磨性提高了，但是心部的塑性及韧性较低，因此高碳钢的表面淬火主要用于承受较小冲击和交变载荷下工作的工具、量具及高冷硬轧辊。
热处理的分类及特点
热处理的分类及特点热处理工艺按其工序位置可分为预备热处理和最终热处理。
预备热处理可以改善材料的加工工艺性能，为后续工序作好组织和性能的准备。
最终热处理可以提高金属材料的使用性能，充分发挥其性能潜力。
热处理的分类如下图：1.单液淬火工件加热到淬火温度后，浸入一种淬火介质中，直到工件冷至室温为止此法优点是操作简便，缺点是易使工件产生较大内应力，发生变形，甚至开裂适用于形状简单的工件，对于碳钢工件，直径大于5mm的在水中冷却，直径小于5mm的可以在油中冷却，合金钢工件大都在油中冷却双液淬火加热后的工件先放在水中淬火，冷却至接近Ms点(300一200℃)时，从水中取出立即转到油中(或甚至放在空气中)冷却利用冷却速度不同的两种介质，先快冷躲过奥氏体最不稳定的温度区间(650一550℃)，至接近发生马氏体转变(钢在发生体积变化)时再缓冷，以减小内应力和变形开裂倾向主要适用于碳钢制成的中型零件和由合金钢制成的大型零件分级淬火工件加热到淬火温度，保温后，取出置于温度略高(也可稍低)于Ms点的淬火冷却剂(盐浴或碱浴)中停留一定时问，待表里温度基本一致时，再取出置于空气中冷却1．减小了表里温差，降低了热应力2．马氏体转变主要是在空气中进行，降低了组织应力，所以工件的变形与开裂倾向小3．便于热校直4．比双液淬火容易操作此法多用于形状复杂、小尺寸的碳钢和合金钢工件，如各种刀具。
对于淬透性较低的碳素钢工件，其直径或厚度应小于lomm等温淬火工件加热到淬火温度后，浸入一种温度稍高于Ms点的盐浴或碱浴中，保温足够的时间，使其发生下贝氏体转变后在空气中冷却与其他淬火比1．淬火后得到下贝氏体组织，在相同硬度情况下强度和冲击韧度高2．一般工件淬火后可以不经回火直接使用，所以也无回火脆性问题，对于要求性能较高的工件，仍需回火3．下贝氏体质量体积比马氏体小，减小了内应力与变形、开裂1．由于变形很小，因而很适合于处理—‘些精密的结构零件，如冷冲模、轴承、精密齿轮等2．由于组织结构均匀，内应力很小，显微和超显微裂纹产生的可能性小，因而用于处理各种弹簧，可以大大提高其疲劳抗力3．特别对于有显著的第一类回火脆性的钢，等温淬火优越性更大4．受等温槽冷却速度限制，工件尺寸不能过大5．球墨铸铁件也常用等温淬火以获得高的综合力学性能，一般合金球铁零件等温淬火有效厚度可达100mm或更高喷雾淬火工件加热到淬火温度后，将压缩空气通过喷嘴使冷却水雾化后喷到工件上进行冷却可通过调节水及空气的流量来任意调节冷却速度，在高温区实现快冷，在低温区实现缓冷。
淬火的方法
淬火的方法淬火是一种金属热处理工艺，通过快速冷却金属材料，使其获得一定的硬度和强度。
淬火方法的选择和操作对金属制品的质量和性能有着重要的影响。
下面将介绍几种常见的淬火方法及其操作步骤。
首先，我们来介绍水淬火的方法。
水淬火是将加热至一定温度的金属材料迅速浸入冷却水中，利用水的高导热性和比热大的特点，使金属材料迅速冷却。
水淬火的操作步骤如下，首先，将金属材料加热至临界温度；然后，将加热好的金属材料迅速浸入冷却水中，保持一定时间，直至冷却完成；最后，取出金属材料，进行清洗和处理。
水淬火的优点是冷却速度快，适用于大多数金属材料，但也存在着冷却不均匀易产生变形和裂纹的缺点。
其次，是油淬火的方法。
油淬火是将加热至一定温度的金属材料迅速浸入冷却油中，利用油的导热性和冷却性能，使金属材料迅速冷却。
油淬火的操作步骤如下，首先，将金属材料加热至临界温度；然后，将加热好的金属材料迅速浸入冷却油中，保持一定时间，直至冷却完成；最后，取出金属材料，进行清洗和处理。
油淬火的优点是冷却速度适中，冷却均匀，适用于一些特殊的金属材料，但也存在着油料易燃易爆的危险。
最后，是气体淬火的方法。
气体淬火是将加热至一定温度的金属材料迅速浸入冷却气体中，利用气体的导热性和冷却性能，使金属材料迅速冷却。
气体淬火的操作步骤如下，首先，将金属材料加热至临界温度；然后，将加热好的金属材料迅速浸入冷却气体中，保持一定时间，直至冷却完成；最后，取出金属材料，进行清洗和处理。
气体淬火的优点是冷却速度较慢，冷却均匀，适用于一些特殊的金属材料，但需要专门的设备和气体。
在进行淬火操作时，需要注意以下几点，首先，控制加热温度和时间，确保金属材料达到所需的临界温度；其次，选择合适的冷却介质和冷却速度，避免产生变形和裂纹；最后，进行后续的清洗和处理，保证金属材料的表面质量和性能。
综上所述，淬火是一种重要的金属热处理工艺，选择合适的淬火方法和操作步骤对金属制品的质量和性能有着重要的影响。
四、表面淬火
5、回火工艺
感应加热淬火后一般只进行低温回火。
其目的是为了降低残余应力和脆性，而又不致降低硬度。一般采 用酶回火方式有炉中回火、自回火和感应加热回火．
二、表面淬火的组织与性能 1.表面淬火的金相组织
钢件经表面淬火后的金相组织与 钢种、淬火前的原始组织及淬火加热 时沿截面温度的分布有关。最简单的 是原始组织为退火状态的共析钢。淬 火以后金相组织应分为三区，自表面 向心部分别为马氏体区 (M) (包括残 余奥氏ห้องสมุดไป่ตู้)， 马氏体加珠光体 (M十P) 及珠光体 (P)区。 2.表面淬火的性能
3．提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒．
快速加热时，过热度很大，奥氏体晶核不仅在铁素体一碳化物 相界面上形成，而且也可能在铁素体的亚晶界上形成，因此使奥 氏体的成核串增大。又由于加热时间极短，奥氏体晶粒来不及长 大．当用超快速加热时，可获得超细化晶粒。
4．快速加热对过冷奥氏体的转变及马氏体回火有明显影响．
感应加热方式：一种称同时加热法，即对工件需淬火表面同时 加热，一般在设备功率足够、生产批量比较大的情况下采用； 另一种称连续加热法，即对工件需淬火部位中的一部分同时加热， 通过感应器与工件之间的相对位移速度来实现。
4、冷却方式和冷却介质的选择
最常用的冷却方式是喷射冷却法和漫液冷却法。
喷射冷却法即当感应加热终了时把工件置于喷射器之中，向工件喷 射淬火介质进行淬火冷却。其冷却速度可以通过调节液体压力、温 度及喷射时间来控制。
漫液淬火法即当工件加热终了时，浸入淬火介质中进行冷却。对 细，薄工件或合金钢齿轮，为减少变形、开裂，可将感应器与工件 同时放入油槽中加热，断电后冷却，也称为埋油淬火法。
5、回火工艺
感应加热淬火后一般只进行低温回火。其目的是为了降低残余应 力和脆性，而又不致降低硬度。一般采用酶回火方式有炉中回火、 自回火和感应加热回火．
中高频淬火特点与分类
中高频淬火特点与分类
中高频淬火是一种金属热处理方法，主要是通过感应电流对金属进行加热，然后迅速淬火，以达到表面硬化的效果。
中高频淬火的特点包括：
1. 质量好：由于中高频淬火的加热速度快，淬火层的深度和硬度均匀，因此淬火后的工件表面质量好，硬度高且均匀。
2. 速度快：中高频淬火的加热速度非常快，可以在短时间内完成加热和淬火，提高了生产效率。
3. 氧化少：中高频淬火的加热时间短，减少了工件在高温下的氧化机会，从而提高了工件的使用寿命。
4. 成本低：中高频淬火使用的设备简单，操作方便，且不需要使用昂贵的淬火介质，因此成本相对较低。
5. 易于实现机械化、自动化：中高频淬火设备可以与自动化生产线配合使用，实现工件的自动上下料和淬火，提高了生产效率。
中高频淬火的分类主要根据工件的大小和淬硬层的深浅来确定。
根据频率的不同，中高频淬火可以分为工频、中频和高频三种类型。
1. 工频淬火：工频淬火的频率较低，一般在50Hz左右。
由于频率较低，工频淬火的加热速度较慢，但适用于大型工件的透热和表面淬火。
2. 中频淬火：中频淬火的频率一般在1-10kHz之间。
中频淬火的加热速度较快，适用于中小型工件的表面淬火和中等深度的透热处理。
3. 高频淬火：高频淬火的频率较高，一般在10kHz以上。
高频淬火的加热速度最快，适用于小型工件的表面淬火和深度较浅的透热处理。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询材料学专家。
金属热处理工艺(退火、正火、淬火、回火)
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制 冷却速度。一般退火的冷却速度最慢， 正火的冷却速度较快 ，淬火的冷却速度更快。但还 因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、 局部热处理和化学热处理等 。 根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。 同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业 上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。 早在公元前 770～前 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。
公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。 中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过 淬火的。
三 钢的分类
钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于 2.11% 。钢是经济建设中极为 重要的金属材料。 钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢） 与合金钢两大类 。碳钢是由生铁 冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具 有一定的机械性能，又有良好的工艺性能， 且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。 但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了 各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上， 有目的地加入某些元素（称为合金元素） 而得到的 多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。
7 钢的淬火
合金钢淬火加热温度的选择
参照钢的C%，适当提高温度(50~100℃)。 对合金钢而言： 亚共析钢：Ac3+(50~100)℃
共析钢和过共析钢： Ac1+(50~100)℃
选取加热温度应考虑的其他因素
淬硬层要求深：提高温度 冷却介质弱：提高温度(油>水) 变形要求小：降低温度
薄而平的工件—侧放直立淬入
薄壁环状零件—沿轴向淬入
具有闭腔或盲孔—腔口或孔向上淬入
截面不对称—以一定角度斜着淬入
冷却设备
淬火槽 尺寸：保证工件浸没和运动空间 搅拌装置
位置：靠近淬火炉，转移时间尽量短， 钢件≤25s，有色金属更短 淬火压床：锯片、齿轮、板簧淬火
冷处理设备
(5) 预冷淬火法(降温或延迟淬火)
预冷(空气或水、油)至Ar3淬火(淬火介 质)→温差小→变形小。 特点：可减小工件在随后快冷时各处之间 的温度差，从而降低淬火变形和开裂的倾 向。 适用：厚薄差异大的工件。
7.1.2 淬火工艺参数的确定
(1) 淬火加热温度 对碳钢而言： 亚共析钢：Ac3+(30~50)℃(完全A化)
(3) 分级淬火法
Ms稍上(盐、碱、油)→均温→空淬或油淬 火。 介质：>Ms盐浴中均温+空(油)冷。
特点：工艺容易控制，变形小，AR多。
适用：合金钢；形状复杂工件。
(4) 等温淬火法
1) 贝氏体等温淬火法 在盐浴炉中保温足够时间，发生下B转变 后出炉空冷，获得下B组织。
介质：盐、碱浴。
提高耐蚀和耐热性：耐热钢和不锈钢
钢的淬火
意义 优化工艺，提高产品质量、延长寿命 发挥材料潜能，使结构轻量化
表面淬火的目的、分类及应用(精)
2.表面淬火目的
使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;
心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的 塑性和韧性。
适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
3.表面淬火分类
感应淬火 电子束 淬火
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金属材料与热处理课程
表面淬火目的、分类及应用
主讲教师：马安博 西安航空职业技术学院
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表面淬火目的、分类及应用
1.表面淬火基本概念
表面淬火是指将工件表面快速加热到淬火温度，迅速冷
却，使工件表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持未淬火 状态组织的热处理工艺。
表面 淬火 激光淬火 电解液加热 淬火
金属材料与热处理
火焰淬火
接触电阻加 热淬火
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4.表面淬火应用
选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。
金属材料与热处理
球墨铸铁表面淬火分类ppt实用资料
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球墨铸铁表面淬火分类
制作人：郭静静 榆林职业技术学院
球墨铸球铁墨铸铸铁件铸生件产生产技技术术课课程程
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球墨铸铁铸件往往不需要全部加硬，而只让那些受摩擦作 用的表面加硬。这就用到表面淬火法。表面淬火法有很多种， 常用的有以下两种：
火焰淬火工艺灵活，但对操作者要求较高。 淬火介质多为水、盐水、自然冷却或风冷。
热处理中均有应用。 表面淬火法有很多种，常用的有以下两种：
火焰淬火工艺灵活，但对操作者要求较高。 火焰淬火工艺灵活，但对操作者要求较高。 可用氧乙炔焰或燃烧强度较弱的丙烷、甲烷的氧焰。 如果用于中等载荷的耐磨件，淬硬层深度为，可选用10kHz~2MHz，功率密度为2。 国标中QT400-15经在845~870℃火焰加热后水淬，硬度可达35~45HRC。
根据淬硬层深度和工件尺寸选择感应电频率、功率密度和 加热时间。如果用于中等载荷的耐磨件，淬硬层深度为，可 选用10kHz~2MHz，功率密度为2。淬火介质为水、油或风冷。
表面淬火前，若能预先进行正火-回火或淬火-回火处理， 可获得更佳的效果。
球墨铸铁铸件生产技术课程
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表面淬火前，若能预先进行正火-回火或淬火-回火处理，可获得更佳的效果。 国标中QT400-15经在845~870℃火焰加热后水淬，硬度可达35~45HRC。
球 火墨焰铸淬铁 火铸 工件 艺火往 灵往 活焰不 ，需 但淬要对全 操火部 作加 者适硬 要， 求用而 较只 高于让 。那工些受件摩擦局作用部的表需面加要硬。淬火（如凸轮轴、大型工件）
淬火介质为水、油或风冷。 表面淬火前，若能预先进行正火-回火或淬火-回火处理，可获得更佳的效果。 表面淬火法有很多种，常用的有以下两种： 火焰淬火工艺灵活，但对操作者要求较高。 球墨铸铁铸件往往不需要全部加硬，而只让那些受摩擦作用的表面加硬。 根据淬硬层深度和工件尺寸选择感应电频率、功率密度和加热时间。
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（一）单液淬火法
把加热工件投入一种淬火冷却介质中，一直冷却至室温的淬火方法。
曲线a所示这是一种常用的方法，特点是操作简便，易实现机械化与自动化，缺点是在650～550℃和300～200℃都不理想。
将加热的工件从加热炉中取出后，先在空气中预冷一定的温度，然后再投入淬火冷却介质中冷却。
曲线b所示这种方法即可不降低淬火工件的硬度与淬硬层深度的条件下，使热应力大大减小，因此，它对防止变形和开裂有积极措施。
把加热的工件先投入冷却能力较强的介质到稍高于Ms点温度，然后立即转入另一冷却能力较弱的介质中，进行发生M转变的淬火。
如图所示，即为双液淬火法，双液淬火的关键是要控制好从第一冷却介质进行到第二冷却介质的温度，温度太高（C点以上）取出缓冷回发生珠光体型转变，太低又发生M转变，失去了双液的意义，又达不到双液淬火的目的。
(a)曲线将加热的工件先投入温度在Ms点附近的盐溶或碱溶槽中，停留2～3分钟，然后取出空冷，以获得M组织的淬火，称分级淬火。
分级淬火是通过在Ms点附近的保温，消除了工件内外温差，使淬火热应力减到最小，而且在随后空冷时，可在工件截面上几乎同时形成M组织，所以可减少组织应力的产生，也减少了变形与开裂的倾向。
盐溶或碱溶的冷却能力较小，容易使A稳定性较小的钢在分级过程中形成珠光体，故上法只使用于截面尺寸不大，形状较复杂的碳钢及合金钢件，一般直径小于10～15mm的碳钢工件以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具，以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具。
过去分级淬火一般都高于Ms点，而现在较多的该在略低于Ms点温度，这是因为选在Ms点以下，能增加工件在盐溶中的冷却速度，可以获得更深的淬硬性，注意分级淬火不能在Ms点以下太多，否则就成了单液淬火法了。
（五）等温淬火法
把加热的工件投入温度稍高于Ms点的盐溶或碱溶槽中，保温足够的时间（一般为半小时以上）发生下贝氏体转变后取出空冷，钢等温淬火后组织是贝氏体，故又称为贝氏体淬火。
特点：淬火内应力很小，工件不易变形和开裂，而且所获得的下贝氏体组织具有良好的综合机械性能，强度，硬度，韧性也都较高，多用来处理形状复杂，尺寸精度较高，且硬度，韧性也都很高的工件，象各种冷，热冲模，成型工具和弹簧等。
另外低碳贝氏体性能不如低碳M好，因此低碳钢不进行等温淬火，等温淬大实用于中碳以上的钢。