热处理基础知识培训1
热处理及金相检验培训
目录
• 热处理基础知识 • 金相检验基础知识 • 热处理工艺 • 金相检验技术 • 热处理及金相检验的应用 • 实际操作与实验
01
热处理基础知识
热处理定义
热处理定义：热处理是将金属材料加热 到一定的温度，并保持一段时间，然后 以适当的速度冷却，以改变其内部结构， 从而达到改善其机械性能或耐腐蚀性能
形貌和成分信息。
透射电子显微镜（TEM）
02
利用高能电子束穿透样品，通过分析样品的衍射和干涉现象，
获得样品的晶体结构和相组成信息。
观察内容
03
观察金属材料的微观形貌、晶体结构和相组成等。
X射线衍射分析技术
X射线衍射仪
利用X射线照射样品，通过分析X射 线的衍射角度和强度，确定样品的晶 体结构和相组成。
金相样品的制备
学员应学会如何制备金相样品，包括切割、磨削、抛光和蚀刻等步骤， 以确保样品表面质量和观察效果。
金相组织观察与识别
学员应能够观察和识别不同金属材料的金相组织，了解其特征和变化 规律。
金相检验实验结果分析
学员应能够根据实验结果分析金属材料的组织形貌、相组成和晶体结 构等，并能够提出相应的工艺改进建议。
失效分析
在机械零件失效时，可以通过金相 检验分析其组织和结构，找出失效 原因，为改进和优化设计提供依据。
热处理及金相检验的未来发展
1 2 3
智能化发展
随着科技的不断进步，热处理和金相检验将逐渐 实现智能化，通过自动化和智能化的设备和技术， 提高检测效率和精度。
绿色环保
未来的热处理和金相检验将更加注重环保和可持 续发展，采用环保材料和工艺，降低能耗和减少 废弃物排放。
实验报告与总结
热处理工培训计划
热处理工培训计划一、培训目的和背景热处理工作是现代工业生产中不可或缺的一环，对于提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性具有重要作用。
因此，加强热处理工人的技能和知识水平，提高其热处理工作的质量和效率，对于提升企业的竞争力有着重要意义。
鉴于此，我们制定了以下热处理工培训计划。
二、培训对象热处理工培训计划主要面向热处理工车间的员工，包括新员工培训和在职员工进修。
在职员工将通过培训提高其热处理加工技能，提升工作效率，为企业的生产提供更多的保障；而新员工则将通过培训快速掌握与热处理加工相关的知识和技能，帮助他们尽快适应工作岗位，提高工作效率。
三、培训内容1. 热处理工基础知识热处理工基础知识包括金属热处理的基本原理、金属材料的结构与性能、热处理工装备的操作和维护等内容。
通过深入了解金属热处理的基本原理，提高学员对热处理工作的理解，使其能够更好地应用于实际工作中。
2. 热处理技术和工艺包括热处理的工艺流程、热处理工艺参数的选择与控制、热处理设备的操作维护等内容。
熟练掌握热处理技术和工艺，是提高工作效率的关键。
3. 安全生产知识热处理作业中常常出现高温、高压、危险化学品等危险性较大的情况，因此学习安全生产知识对于保障工作人员的人身安全具有重要意义。
安全生产知识包括安全操作规程、紧急救援知识、危险化学品防护等内容。
4. 质量管理知识热处理工作中质量管理是至关重要的一环，包括质量监控、质量检测、质量改进等内容。
通过学习质量管理知识，提高员工对热处理工作质量的关注度和自我管理能力。
5. 热处理相关法规政策了解热处理相关的法规政策，迅速适应市场环境的变化，确保企业的生产合规合法。
六、培训形式培训将采取理论教学与实践相结合的形式，理论教学将通过专业讲师授课，实践操作将在模拟真实热处理场景的实验室中进行，以保障培训效果。
七、培训周期培训周期按照内容安排将分为基础知识培训、技术工艺培训、安全生产知识培训、质量管理知识培训、法规政策培训五个阶段进行。
热处理基础知识培训教学内容
铝合金热处理
铝合金分类 热处理工艺分类 热处理前后清洗 高温测试（TUS、ISC） 装炉 清洗
*
民用飞机热处理应用
铝合金热处理
• 状态描述 • 工艺过程 • 试片 • 零件检验 • 过程检验 • 成形与冷却
钢合金热处理
结构钢热处理 不锈钢热处理 弹簧钢热处理 钢铸件和焊接件热处理 工模具钢热处理
氮化
7140（135M）
耐蚀 钢
形变硬化CRES
301，302，303，304，310，316，321，347， 19-9DL，21-6-9
淬火和回火硬化CRES
410-416，420，431，440A 440B，440C，440F
沉淀硬化CRES
17-4PH，15-5PH，17-7PH，PH15-7Mo,PH148Mo,PH13-8Mo,
其它热处理
真空热处理
热处理设备和仪表
感应热处理
热处理质量控制与检验
少无脱碳
少无人工
民用飞机热处理应用
热处理分类
分类原则 按工艺 按目的 按设备 -航空制造手册P3 -金属学与热处理P236
*
民用飞机热处理应用
热处理作用与目的
1. 热处理目的(2) -航空制造手册绪论;-金属学与热处理P236
以镁和硅为主要合金元素并 以Mg2Si为强化相 以锌为主要合金元素 以其它合金为主要合金元素 备用合金组
钢合金牌号
类型 碳钢和低合金钢
合金
1010，1020，1095，4130，4330V，4340， 6150，7140（135M），8630，52100，300M
碳钢和低合金钢
1010，1020，3310，9310
少设无备畸更变可热新持处续理发行展业现状
热处理质量控制和检测培训课件
质量控制标准
01
02
03
04
制定质量控制计划： 明确质量控制目标、
方法和步骤
建立质量控制体系： 建立质量管理体系， 确保质量控制流程
的实施
实施质量控制措施： 采取有效措施，确 保产品质量符合要
求
质量检测：对生产 过程中的产品进行 质量检测，确保产
品质量符合要求
质量控制流程
01
制定质量控制计划：明确质 量控制目标、方法和标准
3
检测技术
检测方法
目视检测：通过 肉眼观察工件表 面缺陷
磁粉检测：利用 磁粉吸附在工件 表面缺陷处，形 成可见的磁痕
超声波检测：利 用超声波在工件 内部传播，检测 工件内部缺陷
射线检测：利用X 射线或γ射线穿 透工件，检测工 件内部缺陷
涡流检测：利用 涡流在工件表面 流动，检测工件 表面缺陷
渗透检测：利用 渗透液渗透到工 件表面缺陷处， 形成可见的渗透 痕迹
质量控制工具
01
统计过程控制（SPC）：通过 监控过程参数来确保产品质 量的稳定性
02
质量功能展开（QFD）：将客 户需求转化为产品特性和生产 过程的设计要求
03
失效模式和效应分析（FMEA）： 评估产品设计和生产过程中的 潜在失效模式及其影响
04
六西格玛管理（Six Sigma）： 通过减少缺陷和变异来提高产 品质量和生产效率
量控制
定期进行设 备检查和维 护，确保设 备正常运行
加强员工培 训，提高操 作技能和意
识ห้องสมุดไป่ตู้
建立完善的 质量管理体 系，确保质 量控制和检 测的有效性
谢谢
回火设备：用于回火处理的
03
热处理基础知识培训
延长导线在内的系统与真值的差。
17
中途出炉炉料 监测仪表
任何固溶处理炉料的保温周期被断开（例 如保温温度降低到固溶处理温度下限）或 因某种原因未达到固溶处理温度范围而出 炉的炉料
监测仪表：连接控制、监测、负载或记录 传感器的仪表，指示工艺设备温度。例如 指示装置，图表记录仪，电子数据记录仪 或数据获得系统。
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淬透性 淬硬性 厚度
淬透性：是指零件在淬火时，深度方向达 到要求硬度的能力。
淬硬性：是指零件在淬火时，表面可以达 到的硬度水平。
厚度：对于单层炉料讲，截面厚度定义为 一系列块体中的最大厚度。对多层炉料讲 ，截面厚度定义为炉料层的最小尺寸。如 果在回火过程中采用了矫正夹具，则另外 必须把夹具的厚度考虑进去。
21
淬火回火
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其 它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速 冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在 高于室温而低于650℃的某一适当温度进行 长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称 为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中 的“四把火”，其中的淬火与回火关系密 切，常常配合使用，缺一不可。
DG
编辑:DGF
热处理
教员介绍
培训目的
教员简介
2
培训对象与培训目的
培训2012新员工，使了解（侧重于铝合金）：
各种热处理设备结构和工作原理
简单的操作与安全注意事项。
热处理发展历史与先进热处理技术
各种热处理工艺方法。
各种热处理工艺规范、工艺标准。
各种审计形式和内容
铝合金材料牌号与状态
热处理基本知识及工艺原理
热处理基本知识及工艺原理1. 热处理的基础热处理听起来很高大上，其实说白了就是给金属“洗澡”，不过这澡可不是一般的洗澡，它是通过加热和冷却，让金属变得更结实、更耐用。
就像人要适当运动一样，金属也需要“锻炼”才能有更好的表现。
大家常常听到的“热处理”这两个字，实际上是金属加工中的一个重要环节，尤其是在制造一些需要承受高强度和高温的零件时，它的重要性就显得尤为突出。
1.1 热处理的类型热处理可分为几种主要的类型，比如淬火、回火、退火、正火等等。
这些名字听起来有点像高深的武功秘籍，但其实它们各有各的妙处。
淬火就像是给金属来个猛击，迅速让它从热状态转为冷状态，达到硬化的效果；而回火则是帮金属放松一下，避免太过刚强造成的脆弱。
退火则是金属的“慢养”，通过长时间的加热和缓慢冷却，让金属的内部结构得到调整。
正火呢，就像是在金属身上做个深层按摩，让它恢复到最佳状态。
1.2 热处理的原理那热处理的原理又是什么呢？其实也不复杂。
热处理过程中，金属的内部原子结构会发生变化，就像是大海中的波涛汹涌，时而平静，时而激烈。
加热的时候，原子就像聚会的朋友，欢快地跳动；冷却时，它们就得迅速找到自己的位置，有时候甚至会出现“打架”的情况，这就影响了金属的强度和韧性。
2. 热处理的工艺2.1 工艺步骤热处理的工艺流程一般包括加热、保温和冷却三个步骤。
先是加热，像开车一样，把温度开到理想值，这个过程要慢慢来，别着急；接着就是保温，保持一段时间，让金属的“细胞”好好“吸收养分”；最后是冷却，冷却的方法可以是水、油，甚至空气，各种各样的方式让金属在不同的环境中“转身”。
这整个流程下来，金属的性能就提升了好几个档次。
2.2 影响因素当然，热处理的效果也受很多因素影响，比如温度、时间、冷却速度等。
就好比炒菜，如果温度掌握不好，时间控制不当，最终的味道可就大相径庭了。
为了得到理想的效果，工艺参数的选择可得仔细斟酌。
3. 热处理的应用热处理在我们生活中无处不在，特别是在汽车、航空、机械等行业，都是大显身手的地方。
热处理基础知识
3. 淬火
（1）定义: 把零件加温到临界温度 以上30 ～ 50℃，保温一段时间，然 后快速冷却 ( 水冷 )。
（2）目的: 为了获得马氏体组织， 提高钢的硬度和耐磨性。
（3）工艺参数:
（4）常用的淬火冷却介质
名称
最大冷却速度时 平均冷却速度/(℃•s-1)
所在温 冷却速度 650～550 300～200
固体渗碳法示意图
泥封
盖
渗碳箱
试棒
零件 渗碳剂
气体渗碳法示意图
5) 渗碳后的热处理工艺
温 度 930℃
渗碳
850℃
加
热
淬
火
方案1
方案2
时间
（4）渗氮
1)定义:向钢的表面渗入氮原子的过程。
2)目的:获得具有表硬里韧及抗蚀性能 的零件。
3)用钢: 中碳合金钢。 4)方法:气体渗氮。
渗碳与渗氮的工艺特点
1.3 钢的热处理
( Heat Treatment of Steel )
概述 钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转变 钢的普通热处理工艺 钢的表面热处理工艺 机械制造过程中的热处理
1.3.1 热处理及其作用
1. 热处理的定义: 将钢在固态下进行不 同的加热、保温和冷却，以改变其内部 组织，从而获得所需性能的一种工艺。
温
保温
度热
加
临界温度
冷 却
时间
2.热处理的目的: 通过改变钢的内部组织 来改善钢的性能，如强度、硬度、塑性、 韧性、耐磨性、耐蚀性、加工性能等。
3.热处理的分类
普通 热处理
退火;正火; 淬火;回火;
感应加 热淬火热处理ຫໍສະໝຸດ 表面淬火表面 热处理
热处理基础知识
热处理基础知识退火--淬火--回火退火---淬火---回火一．退火的种类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。
二．淬火时，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。
三．钢回火的目的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。
加热缺陷及控制一、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。
1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。
而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。
过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
热处理培训计划表
热处理培训计划表第一阶段：热处理基础知识培训时间： 1天内容：1. 热处理的定义和作用2. 热处理的基本原理3. 热处理工艺及设备介绍4. 热处理工艺的分类和应用5. 热处理技术的发展趋势培训方式：理论讲解、案例分析、讨论交流第二阶段：金相组织分析及检测培训时间： 2天内容：1. 金相组织分析原理及方法2. 金相组织分析设备操作及维护3. 金相组织分析的应用与实例分析4. 硬度检测的原理与方法5. 硬度检测设备操作及维护培训方式：理论讲解、实际操作演示、综合实验第三阶段：热处理工艺参数的优化与控制时间： 2天内容：1. 热处理温度、时间、速率等参数的优化原理2. 热处理工艺参数的实际优化调整3. 热处理工艺参数的监测与控制4. 热处理过程的数据分析与处理5. 热处理质量问题处理及预防培训方式：理论讲解、实际操作演示、案例研究第四阶段：热处理质量管理体系建设时间： 1天内容：1. 质量管理体系在热处理中的应用2. 热处理质量管理的基本要求与标准3. 热处理质量管理的组织与流程4. 热处理质量问题的解决方法5. 质量管理体系的持续改进与评估培训方式：理论讲解、案例分析、讨论交流、实际研究第五阶段：热处理设备维护与安全操作培训时间： 1天内容：1. 热处理设备的结构与原理2. 热处理设备的日常维护与保养3. 热处理设备的安全操作要求4. 热处理设备的故障处理与预防5. 热处理设备使用手册及标准培训方式：理论讲解、设备操作练习、安全教育第六阶段：案例分析与实际操作培训时间： 2天内容：1. 热处理案例分析2. 热处理实际操作演练3. 热处理过程中的问题解决4. 热处理工艺参数的优化调整5. 热处理工艺的实际操作技巧培训方式：实际操作演练、案例分析、讨论交流以上为热处理培训计划表，希望能够帮助您进行培训工作。
热处理讲稿-热处理基础
射线，在空间传递热量的现象，称为辐射传热。
2. 传热的一般规则
a. 热源与被加热零件之间存在温度差是必要条件。工 件在加热过程中，三种传热方式同时存在，只是强弱 程度不同。
b. ＞ 600℃时，炉子的传热方式以辐射为主，辐射能 力与温度四次方成正比。温度越高，辐射传热能力越 激烈、越强。所以炉温越高，工件升温速度越快，所 需的加热时间就越短。
a. 过冷奥氏体连续转变曲线的位置，比等温 冷却转变曲线的位置靠右下，这说明连续转 变时温度要低一些，孕育期要长一些。
b. 比起等温转变来，连续转变是在一个温度 范围内进行，获得的组织不均匀，往往是几 种组织的混合物。
c. 共析钢连续转变是不发生贝氏体相变，只 有珠光体和马氏体转变。
3.3 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 a. 钢在冷却过程中，绝大部分合金元素
少，便宜，应用较广。缺点是完全燃烧部分生成H2O和 CO2，脱碳倾向较大。 b. 吸热式气氛——将气体燃料和空气以一定的比例（体 积比11:1以下）混合，在一定的温度和催化剂作用下， 靠外部加热（一般为960 ℃ ～ 1050 ℃ ）才能裂解、进 行反应，所生成的气氛称为吸热式气氛。可燃、易爆， 具有还原性。由于能控制气氛的碳势，故应用最广。
2. 熔盐介质 a. 以熔融状态的中性盐类能导电的性质，将电能转换为热能传递 给工件。盐浴的传热方式以对流和传导为主。由于热容量很大，
故加热速度很快。工件与空气隔离，氧化脱碳极少。盐浴作为等 温和分级淬火的冷却介质，
b.硝盐浴是常用的盐浴，因为熔点低，所以流动性好，有足够的冷 却能力。按不同比例配制的混合盐（如 55%KNO3＋45%NaNO2 ＋1-3%水），可用于200 ℃ ～400℃等温淬火冷却，在盐浴中加 水为了提高冷却能力。
热处理的基础知识
热处理的基础知识热处理，顾名思义，就是在高温下对材料进行处理。
它是工业生产和加工的一个重要部分，广泛应用于机械、汽车、航空、建筑等领域。
热处理可以改变材料的机械性能、物理性质和化学性质，从而提高其使用寿命、强度和韧性。
本文将介绍热处理的基础知识，包括热处理的目的、热处理方法、热处理的影响因素和热处理的注意事项。
一、热处理的目的热处理的目的是调整材料的组织结构和性能，在不改变其化学成分的前提下，使其达到特定的物理和机械性能。
具体来说，热处理的主要目的包括以下几个方面：1.改善材料的硬度：提高材料的硬度可以使其更加耐磨损，从而延长其使用寿命。
常用的方法是淬火和弹性调质。
2.提高材料的均匀性：在热处理过程中，能使材料内部的性质更加均匀，消除缺陷和应力。
常用的方法是退火和正火。
3.增加材料的韧性：提高材料的韧性可以使其更加耐冲击和抗震动，避免在使用过程中出现裂纹和断裂。
常用的方法是调质和回火。
二、热处理方法热处理的方法主要有四种，分别是淬火、退火、正火和调质。
下面分别进行介绍。
1.淬火淬火是将高温下加热后的金属材料迅速冷却，使其达到极高的硬度和脆性。
其原理是通过迅速冷却将铁素体转变为马氏体，从而在材料内部形成高强度的结晶体。
淬火过程中的冷却介质通常是水、油、盐水或其他淬火介质。
2.退火退火是将材料加热到一定温度下，然后缓慢冷却至室温，使材料内部的应力和缺陷得以消除，同时使其性能变得更加均匀。
退火过程中的冷却速度很慢，通常是将材料装入炉内，然后让它们自然冷却至室温。
3.正火正火是介于淬火和退火之间的一种处理方法。
它将材料加热到一定温度后，再迅速冷却，以消除材料内部的应力和缺陷，并使其硬度和强度达到一定的程度。
4.调质调质是将材料加热到一定的温度后，再通过退火或淬火来使其达到特定的硬度和韧性。
调质通常采用两步法，第一步是淬火，第二步是回火。
回火是指将淬火后的材料加热到一定温度后，然后迅速冷却，使其恢复韧性。
热处理基础知识培训(ppt 91页)
热处理质量的严格控制
1)工艺过程的自动化作业采用顺控器或微处理机按 热处理工艺的要求实现装料、加热、冷却、清洗、 回火，卸料等工序的自动化生产过程 2)工艺参数的严格控制对热处理工艺参数，如时间、 温度、炉气戒分和压力、淬火介质的浓度、杂质和 冷速(搅动程度)的严格控制可使工件保持稳定的高 质量，使工件的表面质量、表面和心部硬度、渗层 的渗入元素浓度和梯度、渗层深度都能得到有效的 控制。 3）严格的质量管理通过热处理行业协会开展的质量 管理信得过企业、规范企业评选活动和质理检验员 的培训，在本世纪初热处理企业的生产管理和质量 管理水平有了明显提高。
5
热处理技术发展历史
古代热处理技术发展 中国近代热处理进展 中国当代热处理进展 热处理生产技术的进步
6
古代热处理技术发展
热处理生产技术的进步
渗碳渗氮技术的进步 真空热处理技术的普及 感应加热的广泛应用 化学热处理的潜力得到发挥 离子热处理的盛行 激光和电子束热处理 热处理质量的严格控制 热处理标准化的进展
厚度 加工硬化 冷加工热加工 热处理批 中途出炉炉料 监测仪表 TUS ISC
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特种工艺
特种工艺指那种对材料进行一系列精确控 制的工艺处理，使其产生物理、化学或冶 金性能变化，非经破坏性试验，仅从外观 无法衡量其是否符合规范要求的工艺。
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金属热处理
金属热处理是重要的航空制造技术之一。 金属热处理是将金属材料在固态下加热到
1. 热处理技术发展历史
1. 古代热处理技术发展的基础是火 2. 中国近代热处理进展 3. 中国当代热处理进展 4. 热处理生产技术的进步
1. 热处理质量的严格控制 2. 热处理标准化的进展
热处理基础知识
热处理基础知识热处理是一种对金属或合金材料进行加热和冷却的工艺，以达到改变材料组织和性能的目的。
这种工艺被广泛应用于冶金、机械制造、汽车制造和航空航天等领域。
在这篇文章中，我们将介绍热处理的基础知识。
热处理的类型热处理主要分为三种类型：退火、淬火和回火。
1. 退火退火是一种将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
这种工艺通常用于解除应力、改善加工性能和增强材料韧性。
在退火过程中，材料的晶体结构将发生重组，使晶格缺陷得到修复，晶体大小得到调整。
2. 淬火淬火是一种将材料迅速加热到一定温度，然后将其迅速冷却的工艺。
这种工艺可以使材料达到高硬度、高强度和高耐磨性等优点。
淬火过程中，由于温度的变化速度很快，使材料组织形态产生了变化，从而改变材料性质。
3. 回火回火是一种通过将淬火后的材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
这种工艺可以使淬火后的材料降低硬度，增加韧性。
此外，回火还可改善材料的加工性能和耐腐蚀性能，缓解加工应力。
热处理的影响因素热处理的影响因素主要有以下几个方面：1. 热处理温度热处理温度是影响材料在热处理过程中性能和组织的重要因素。
一般来说，热处理温度越高，材料的强度、硬度越高，但是对材料韧性的影响则不同。
2. 热处理时间热处理时间是影响材料性能和组织的另一个重要因素。
一般来说，热处理时间越长，材料的组织结构越稳定，抵抗变形、断裂等现象的能力越强。
3. 冷却速度不同的热处理工艺采用的冷却速度不同，对材料性能和组织有重要影响。
一般来说，淬火时采用的冷却速度越快，材料的组织越致密，硬度和强度越高。
而回火时采用的冷却速度较慢，材料的组织结构会较为柔软，韧性和可塑性更高。
4. 热处理介质不同的热处理工艺采用的热处理介质不同，如油、水、盐和空气等。
这些介质的物理化学性质和介质与材料的接触方式会影响材料的热处理效果。
热处理工艺的应用热处理技术被广泛应用于各种金属和合金材料。
例如，汽车制造业中的底盘、齿轮和曲轴等零部件，通常需要采用淬火工艺来增加其硬度和强度。
热处理基础知识
热处理基础知识金属热处理基本知识(一)一慨述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，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
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。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人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能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达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。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
热处理基础知识提要
热处理基础知识提要一、热处理工艺的基本过程、特点及其应用1．热处理的应用钢是现代工业、农业、交通、国防及生活中应用最为广泛的一种金属材料，具有许多良好的性能。
但随着科学技术的不断提高和发展，对金属材料的性能要求也不断的提高，其中热处理工艺就是提高和改善钢性能的一种重要方法，如齿轮、曲轴、弹簧、锤子、刃具等它们的各种机械性能都是通过热处理的加工来达到要求的。
例1）：弹簧件：目前用于制作弹簧工件的材料有很多种。
首先根据工件使用条件和要求选用合适的弹簧钢，然后加工成形。
这时虽然材料和工件的形状都达到了弹簧工件的要求，但性能并没有达到技术要求。
这时工件在受力作用下就会发生塑性变形，无法起到弹簧工件的作用。
要想使工件充分体现出弹簧的特性，就要根据所用具体材料进行相应热处理来满足。
例2）：家用菜刀、剪刀等，这些工件使用性能如何，热处理的好与坏，直接影响刀具的质量，如硬度低时，易出现卷刃现象，如硬度过高，易出现断裂现象等。
例3）：学生在钳工实习时制作的小锤子。
在钳工制作锤子时，所用工具有：锉刀、锯条和钻头等工具，它们同样是金属材料，为什么锤子能被加工得动？这说明这些工具的硬度比锤子的硬度高，所以能把锤子从原材料加工成锤子的形态。
但在钳工加工成形的锤子也只是一个半成品。
因为虽然锤子的形状，尺寸达到了要求，但它们的机械性能并没有达到要求。
如果这时用它锤击工件，锤子本身就会出现变形。
所以要想使锤子不但在尺寸和精度上达到要求而且在性能上也应达到技术要求，为此就要通过进行热处理来完成。
2．热处理的基本过程定义：采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和降温，以获得所要求的组织结构与性能的工艺。
图1 热处理工艺曲线示意图制作工件的材料对热处理工艺有非常大的影响。
工件在进行热处理操作之前首先要确定工件的具体材料。
因为不同的材料，它的化学成份不同，它的热处理工艺也不同，否则可能使工件出现废品。
为了说明成份和工艺之间的关系，可通过铁—碳平衡图来了解（简介）。
热处理基础知识
等温冷却
时间
弹簧热处理过程
(1)钢筋绕成弹簧状； (2)加热钢筋至红热，急剧冷却； (3)将(2)钢筋再次加热(温度相对低)冷却。 为什么弹簧状钢筋加热到红热急冷后变得又硬 又脆？ 为什么再次加热和冷却后变得刚柔相济，成为 真正的弹簧？
热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用.
在机床制造中，约60-70%的零 件要经过热处理。 在汽车、拖拉机制造业中，需 热处理的零件达70-80%。 模具、滚动轴承100%需经过热
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热处理基础知识
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 热处理概述 钢在加热过程中的组织转变 钢在冷却过程中的组织转变 钢的常规热处理 钢的表面淬火 钢的化学热处理 热处理零件的结构工艺性及缺陷的预防
第一章 热处理概述
一、钢的热处理 二、常见的热处理方法 三、钢的临界转变温度
20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织
预备热处理：为随后的加工(冷拔、冲压、切削)或
进一步热处理作准备的热处理。
最终热处理：赋予工件所要求的使用性能的热处理.
W18Cr4V钢热处理工艺曲线
预备热处理
最终热处理
时间
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同， 将热处理工艺分类如下：
普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面淬火 热 处 理 火焰加热表面淬火 感应加热表面淬火 接触加热表面淬火 激光热处理等
奥氏体成分均匀化：
Fe3C溶解后，其所在部位 碳含量仍很高，通过长时间保温
℃ 温 度 ，
共析钢奥氏体化曲线(875℃退火)
使奥氏体成分趋于均匀。
保温目的：(1)工件热透，
相变完全；(2)成分均匀
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凡是拥有著名品牌产品的制造业企业都高度重视热处理技术 的研发，通过大量的投入、持续研究、不断改进和长期积累， 形成独到的热处理技术并严加保密。他人可从市场购得名牌 产品，制造出材料成分与几何要素完全一致的仿制品，但寿 命和可靠性往往难望其项背。国际工业界公认：热处理技术 是决定制造业水平及其市场竞争力的核心要素。
”
40Cr
“
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺
口敏感性。钢的淬透性良好（0.8-1.0%Cr），水淬时可淬透到Ф28～60mm,
油淬时可淬透到Ф15～40mm，淬透性高于45#。Cr能增加钢的淬透性，提 高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调 质工件，应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。 40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向 小。对形状不复杂的工件，可以在水中淬火只是操作者要凭经验严格掌握 入水、出水的温度。
调质
A
B
调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭 转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。零件处在 各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件，如轴类、连
杆、螺柱、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是
对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多．因此，调质处理在热处 理中占有很重要的位臵。 在机械产品中的调质件，因其受力条件不同，对其所要求的性能也就不完全一 样。一般说来，各种调质件都应具有优良的综合力学性能，即高强度和高韧性 的适当配合，以保证零件长期顺利工作。
去应力退火
1 、消除内应力，稳定尺 寸，减少加工和适用过程 中的变形 2 、降低硬度， 便于切削加工
1 、用于铸锻件和焊接件， 1 、对于大工件和装炉量 入床身，发动机和缸体等 大时，可以适当延长保温 2 、用于高合金钢，主要 时间 2 、对于一般铸件消 是降低硬度，改善切削加 除应力时，为了避免造成 工性能 3 、对于高精度零 第二阶段石墨化而引起强 件，为了消除切削加工后 度降低，加热温度不应超 的应力，采用更低温度 过600 （200~400）长时间保温
正火
正火比退火比较生产周期 短，设备利用率高。另外 可提高钢的力学性能，因 此可根据材料和技术要求， 在某些情况下用正火代替 退火 铸态组织中存在游离渗碳 体时，正火温度取上限， 含硅量较高的铸件应采用 较快的速度冷却，以防出 现石墨化现象
高温正火
低温正火
获得良好的强度，韧性和 塑性
主要用于强度，韧性要求 较高，而对耐磨性要求不 很高的球磨铸铁件
常用钢
的调质
3.2
45钢
“
属于中碳结构钢，价格低，来源广，应用广泛，硬度不高易切削加工， 淬透性较低，对于大工件正火或调质状态下两者力学性能相近。最大弱点 是淬透性低，水中临界淬透直径为12~17mm，水淬时有开裂倾向，截面尺 寸大和要求较高的工件不宜采用。 因淬透性低，采用冷却速度大的10%的盐水溶液。工件入水后，应该淬 透，但不是冷透。45钢调质件淬火后的硬度应该达到 HRC56~59，截面大 的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火， 组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在 基体中，达不到调质的目的。
可用于 2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具等。
”
45钢与40Cr、42CrMo区别 1
45
优质碳素结构钢 ，碳含量为0.42-0.50%，抗拉强 度为610MPa，屈 服点为360MPa； 用于一般轴类零 件。
2
40Cr
合金结构钢，碳含量 为0.37--0.45%，含 铬0.8--1.1%，抗拉 强度为1000MPa，屈 服点为800MPa；用于 负荷较大的受力件。
Part2
热处理的定义及本质
2.1金属热处理定义
金属热处理是在固态下将金属或合金加 热到一定温度，保温一定时间，然后以 一定冷却速度冷却，通过加热速度、保 温温度、保温时间和冷却速度四个基本 要素的有机配合，使金属或合金内部组 织结构发生转变，从而获得一定性能的 工艺方法。 热处理与其它加工方法的特点： 它只改变金属材料的组织和性能，而不 以改变其形状和尺寸为目的
应用范围
备注
完全退火
1 、用于亚共析钢的中小 型铸件、锻件和热轧钢材 2 、用于亚共析钢的预先 热处理
1、不能用于过共析钢 2、 大型铸件、锻件采用完全 退火，由于应力作用易造 成变形，开裂，所以要及 时消除应力
1 、过共析钢中存在网状 碳化物时，必须采用正火 消除后方可采用不完全退 火
不完全退火
1 、用于无网状碳化物组 1 、降低硬度，提高塑性， 织的过共析钢很少用于亚 改善切削加工性 2 ，消除 共析钢 2 、用于高碳钢和 内应力3.得到球状珠光体 轴承钢的预先热处理
正火
定义： 将钢材或铸铁工件加热奥氏体化后在空气 中冷却，得到含有珠光体的均匀组织的热 处理工艺称为正火。 备注
1、提高低碳钢的硬度，改 1、主要用于低碳钢、中滩 善切削加工性2、细化晶粒， 钢、对于高碳钢和高碳合 改善组织（如消除魏氏组 金钢不常采用2、淬火返修 织，带状组织。大块状铁 件，消除内应力和细化组 素体和网状碳化物）3、消 织，以防重淬时发生形变 除内应力，提高低碳钢性 或开裂 能，做最好热处理 1、提高组织均匀性，改善 切削性，提高强度，硬度，主要用于要求强度高，耐 耐磨性，或消除白口及游 磨性好的球磨铸铁件 离渗碳体
铸件、焊接件、锻件及热轧型材。
目的是细化晶粒，均匀组织，降低硬度， 便于切削加工并为加工后工件的淬火作好 组织准备。 过共析钢不进行完全退火，因为过共析钢
自Acm缓慢冷却时会析出网状二次渗碳体，
使钢脆性增大。
退火目的及应用
工艺名称 目的
1、细化晶粒2、消除魏氏 组织和带状组织 3 、降低 硬度，提高塑性，利于切 削加工4、消除内应力 5、 对于铸件可消除粗晶，提 高冲击韧性、塑性和强度
淬火方法
1
2 3
单液淬火 双液淬火 分级淬火 等温淬火
4
回火
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度AC1（加热时珠 光体向奥氏体转变的开始温度）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。一般用于减 小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提 高其延性或韧性。 （a）消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；
热处理基础培训
目录
CONTENTS
Part1
金属热处理的地位及应用
Part2
热处理的定义及本质
Part3
热处理的一般分类及常用材料的热处理
Part4
热处理工序的安排及机加余量控制
Part 1
金属热处理的地位及应用
1.1热处理在工业生产中的地位
生产寿命高、重量轻、体积小、功能强及高度可靠的产品乃是制造业 不断追求的目标。热处理(含表面改性，下同)是通过改变材料的组织 结构从而大幅度改变材料性能的工艺环节，是提高产品的内在质量、 保证整机使用性能和可靠性的关键，在制造业中有十分重要的作用。
常见退火工艺方法
A
B
均匀化退火
球化退火
C D
完全退火
去应力退火
常用退火工艺定义
01
将工件加热 Ac3 以上 30~50 ℃，保温一定
时间后，随炉缓慢冷却，以获得接近平衡 组织的热处理工艺。亚共析钢经完全退火 后得到的组织史F+P 完全退火主要适用于亚共析钢和合金钢的
02
将工件加热至低于AC1的某一温度（一般 500~650℃），保温足够时间后，缓慢冷 却。主要用于消除铸件、锻件、焊接件及 冷变形零件的内应力，降低温度，稳定尺 寸，减少和防止使用过程中变形，但不改 变零件的内部组织
利用地方生铁熔铸球磨铸 铁时，由于含 S 、 P 量较高， 而难以保证塑性、韧性指 标，采用低温正火恰好可 补救因此产生的塑性、韧 性的不足
淬火
定义
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）（碳量在
0.0218—0.77%）或Ac1（过共析钢）（碳量超过0.77%） 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
2.2金属热处理的本质
构成
决定
结构
组织
性能
热处理工艺的本质：通过改变材料的相结构或组织组成，达到改变材料性能的 目的
Part 3
热处理一般分类及常用材料的热处理
3.1热处理一般分类
退火 正火 常规热处理
淬火
热处理 回火 表面淬火 表面热处理 化学热处理 渗氮 碳氮共渗 渗碳
退火
是将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中使其缓慢冷 却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。
Ar3
751 730
Ms/℃ 345 355
常用钢的全淬透尺寸（碳钢水淬，合金钢油淬）
材料
淬透尺寸（MM) 最高硬度（HRC)
45
21
40cr
22
42CrMo
40 55
58~59
55
表面淬火
01 02 03
概念
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。
目的
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
目的
保持淬火工件高的硬度 和耐磨性，降低淬火残 留应力和脆性 回火马氏体
较高的弹性和屈服 到强度、塑性和韧性都 点，适当的韧性 较好的综合力学性能
组织
回火屈氏体
回火索氏体
力学性能 58 ～ 64HRC ， 高 的 硬 度 35 ～ 50HRC ， 较 高 200 ～ 350HBS ， 较 好 的 的弹性极限、屈服 综合力学性能 和耐磨性 点和一定的韧性 应用 刃具、量具、 模具、滚 弹簧、锻模、冲击 用于各种较重要的受力 动轴承、渗碳 及表面淬 工具等 结构件，如连杆、螺栓、 火的零件等 齿轮及轴类零件等