钢的普通热处理之退火

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1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的热处理-退火

不锈钢无缝管316不锈钢管cvb1Cr13、2Cr13、3Cr13可采用完全退火、等温退火或低温退火。

⒈1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的完全退火钢的完全退火的加热温度一般在Ac3以上50～100℃，实际生产中，通常选用850～880℃。

在充分保温后，采用炉冷或最大不超过50℃/h的速度冷却至600℃左右出炉空冷。

通过完全退火，可较好地完成组织转变过程，获得均匀的铁素体和碳化物的平衡态组织。

完全退火可改善钢材锻造、轧制、铸造等加工后可能存在的不良组织，并为以后淬火、回火热处理提供良好的组织保证；可以完全消除各种应力，降低硬度，便于加工。

锻轧态的1Cr13、2Cr13、3Cr13钢经完全退火后，硬度分别不大于150HB，180HB和210HB。

一些对机械性能、耐腐蚀性能要求不高的零部件可以在完全退火状态下使用。

⒉1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的等温退火等温退火是把钢加热到奥氏体化温度（一般采用850～880℃），也可以将钢材锻造或铸造后冷却到这一温度区间，充分保温，再冷却到该钢奥氏体转变最快的温度范围（俗称转变曲线的鼻子部分，为700～740℃）充分保温，使奥氏体充分转变后空冷。

等温退火可以起到完全退火的作用，而且比完全退火缩短了占用加热炉的时间，提高了效率。

在工作实践中还发现，这类马氏体不锈钢的等温退火对改善不良的锻造组织，提高淬火、回火后的力学性能，特别是提高冲击韧性有着特殊的作用。

由某锻造厂提供的一批泵轴，具体成分为（质量%）：C，1.10；Si，0.34；Mn，0.36；S，0.01；P，0.028；Cr，11.67；Ni，0.56；Mo，0.30；Cu，0.01。

成分符合该产品泵轴的材料标准。

规定力学性能为：Rm≥690N/mm2；Rp0.2≥550N/mm2，A≥20%，Z≥60%；Akv≥65J。

我们进行几次热处理，Akv平均只能过到46.4～60J，始终达不到65J的标准。

钢的普通热处理

钢经淬火后应立即进行回火。
三、回火的分类、组织及应用
回火回火温度
类型
(℃ )
低温回火 150～250
中温回火 250～500
高温回火 500～600
回火后组织
M回
T回
S回
回火后硬度
性能特点
(HRC)
58～64 硬度高，耐磨性好，
脆性、内应力降低。
35～50
良好弹性，屈强比高，一定的韧性和抗疲劳性
一般规律：随T回↑，钢的强度、硬度↓，塑性、韧性↑。（高合金钢不遵循）
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
❖ 合金钢的回火（与碳钢相比）
➢ 回火稳定性高
回火温度相应升高
➢ 合金碳化物弥散析出
二次硬化
➢ 残余奥氏体多
需多次回火
四、钢的回火脆性
➢ 回火脆性的概念：淬火钢在某些温度范围内回
1. M在过冷奥氏体低温转变中形成， M回在淬火钢低温回火中形成；二者形态相似，光镜下
M回比M黑；强度硬度相差不大，但M回脆性已大大降低。
回火索氏体马氏体
2. S在过冷奥氏体高温转变中形成，S回在淬火钢高温回火中形成；S呈层片状，S回呈颗粒状； S回比S的塑性要好。
回火马氏体
淬火钢回火后性能的变化
淬火精度要求高的工件
新型淬火介质：聚乙烯醇、三硝盐水溶液等。
淬火工艺
淬火后的组织：一般，
亚共析钢 0.5%C时，为M 0.5%C时，为M+A残
共析钢：M＋A残过共析钢： M+粒状Fe3C+A残
15钢淬火组织：M板条
45钢淬火组织：M板条＋M片状
T8钢淬火组织：M片状＋A残

钢的热处理方法

钢的热处理方法钢是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中得到广泛应用。

为了提高钢的性能和使用寿命，需要对钢进行热处理。

热处理是指通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢材的组织和性能发生变化，从而达到预期的效果。

本文将介绍几种常见的钢的热处理方法。

第一种热处理方法是退火。

退火是将钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。

退火可以消除钢材中的应力，改善钢材的塑性和韧性，提高加工性能。

退火分为全退火和局部退火两种。

全退火是将整个钢材进行退火处理，局部退火是只对钢材的某一部分进行退火处理。

退火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定。

第二种热处理方法是淬火。

淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却的过程。

淬火可以使钢材的组织转变为马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。

淬火的冷却介质可以是水、油或气体，不同的冷却介质会对钢材的硬度和组织产生影响。

淬火后的钢材通常需要进行回火处理，以提高其韧性和减少内应力。

第三种热处理方法是正火。

正火是将钢材加热到临界温度，然后在空气中冷却的过程。

正火可以使钢材的组织转变为珠光体组织，从而提高钢材的韧性和塑性。

正火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行正火处理。

第四种热处理方法是回火。

回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。

回火可以降低钢材的硬度和脆性，提高其韧性和塑性。

回火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行回火处理。

第五种热处理方法是表面处理。

表面处理是通过加热和冷却的方式改变钢材表面的组织和性能。

常见的表面处理方法包括渗碳、氮化、镀层等。

渗碳是将钢材加热到高温，使其表面吸收碳元素，从而提高表面的硬度和耐磨性。

氮化是将钢材加热到高温，使其表面吸收氮元素，从而提高表面的硬度和耐腐蚀性。

镀层是将钢材表面涂覆上一层金属或非金属材料，以改变其表面的性质和外观。

以上是几种常见的钢的热处理方法。

常见热处理 —退火与正火

4、热处理的目的是提高工件的强度和硬度。
答案：× 答案：√
（）
5、任何热处理都由加热、保温和冷却三个阶段组成。（）
6、退火热处理可以提高材料硬度，改善内部组织，细化晶粒。（）答案：× 答案：√
7、正火比退火冷却速度快，组织细，强度、硬度高。（）
小结：
退火与正火工艺过程、目的及两种热处理工艺的选
3）只消除内应力，选去应力退火。
4）一般工件应先选正火，复杂工件选退火。

练一练 A.完全退火 B.正火 C.球化退火
1、为提高低碳钢的切削加工性，通常采用（）处理。
答案：B
2、45钢退火与正火后的强度关是（）。 A.退火>正火答案：B 3、为了降低零件的制造成本，选择正火和退火时，应优先采用（）。 A.正火答案：A B.退火 C.都行 B.退火<正火 C.退火=正火
退火分类
1）完全退火
2）球化退火
3）去应力退火
1）完全退火
是将钢加热到完全奥氏体化，随之缓慢冷却，以
获得接近平衡状态组织的工艺方式。
目的：平衡组织，降低硬度、细化晶粒、充分消除内应力。
45号钢锻件完全退火
2）球化退火
是将钢加热到临界点温度以上，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。目的：降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火做准备。 T10钢球化退火
项目二常见热处理
—— 退火与正火
一. 普通热处理
普通热处理有“四火”。
1、退火
将钢加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理艺。
目的：
1）降低硬度，以利于切削加工；
2)提高塑性和韧性，以利于冷变形加工；

常用钢热处理工艺

常用钢热处理工艺热处理是一种通过改变金属结构来改善其力学性能的方法。

常用钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。

下面对这几种常用钢热处理工艺进行详细介绍。

1. 退火退火是指将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却。

退火工艺分为完全退火和等温退火两种。

完全退火是将钢材加热至超过临界温度，然后慢慢降温。

等温退火是将钢材加热至超过临界温度，然后在等温时间内，使钢材的温度均匀，从而使钢材的组织变得均匀，于是提高了钢材的韧性。

2. 正火正火是将钢加热到一定温度，然后快速冷却。

正火一般分为低温正火，中温正火和高温正火三种。

低温正火使钢材的硬度提高，但是韧性降低。

高温正火使钢材的韧性提高，但是硬度降低。

中温正火平衡了钢材的硬度和韧性。

3. 淬火淬火是指将钢加热到超过临界温度，然后快速冷却。

淬火一般分为油淬、水淬和气淬三种。

油淬适用于要求较低的钢材，水淬适用于要求较高的钢材，气淬适用于要求最高的钢材。

淬火后钢材的硬度很高，但是韧性降低，此时需要回火来消除内部应力，提高钢材的韧性。

4. 回火回火是将淬火后的钢在一定温度下加热一段时间，然后由于自然冷却所形成的工艺。

回火分为低温回火和高温回火两种。

低温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。

高温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。

5. 表面淬火表面淬火是一种特殊的热处理工艺，用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。

表面淬火和淬火不同的是，只在钢材表面进行加热和快速冷却。

这种技术对钢材表面的耐磨性提高很大，但是对钢材硬度的提高不大。

总之，钢材热处理是提高钢材力学性能的重要方法，常用的钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。

选择适当的热处理工艺可以使钢材达到最佳的机械性能。

钢的普通热处理工艺主要有

钢的普通热处理工艺主要有钢的普通热处理工艺是指对钢材进行加热和冷却的一系列工艺，以改变其组织和性能。

主要包括退火、正火、淬火、回火等几种工艺。

一、退火退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织达到均匀化和软化的目的。

退火分为完全退火和球化退火两种。

完全退火：将钢材加热到临界温度以上50～100℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。

该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高塑性和韧性。

球化退火：将钢材加热到临界温度以上20～30℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。

该工艺可使球形碳化物分布均匀，提高韧性和抗拉强度。

二、正火正火是将钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却或用水或油冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。

正火分为低温正火和高温正火两种。

低温正火：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。

该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高硬度、强度和耐磨性。

高温正火：将钢材加热到临界温度以上100～200℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。

该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高韧性和抗拉强度。

三、淬火淬火是将钢材加热到一定温度，在水或油中急速冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。

淬火分为水淬和油淬两种。

水淬：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在水中急速冷却。

该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性大幅提高，但韧性降低。

油淬：将钢材加热到临界温度以上50～80℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在油中急速冷却。

该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性提高，但韧性相对水淬有所提高。

四、回火回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却，使其组织达到均匀化和调质的目的。

回火分为低温回火和高温回火两种。

低温回火：将淬火后的钢材加热到200～300℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。

钢的热处理

三、钢的回火
将淬火钢重新加热到低于727℃ 的某一温度，保温一定时间，然后冷到室温的热处理工艺，成为回火。淬火刚必须及时回火。回火的目的是减少或消除工件淬火时产生的内应力，温度组织，以满足工件使用需要的性能。按回火温度范围，回火分为三种： 1、低温回火（150~250V ℃ ）低温回火目的是降低淬火内应力，提高韧性，并保持高硬度和耐磨性 2、中温回火（250~500 ℃ ）中温回火目的是使淬火钢具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性 3、高温回火（500~650 ℃ ）高温回火的目的是获得硬度、强度、韧度、塑性，有较好的力学性能
四、钢的表面热处理
常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种
1、表面淬火表面淬火是仅对工件表面进行淬火，而心部仍保持未淬火状态。常用的有火焰表面淬火、感应加热表面淬火 2、钢的化学热处理化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却的方法，使一种或几种元素渗入钢件表层，以改变钢件表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。常见的方法有渗碳、氮化、碳氮共渗。
二、淬火
淬火：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后快速冷却的热处理工艺.淬火的目的是提高钢的硬度，强度和耐磨性。钢在淬火后必须配以适当的回火，才能获得理想的力学性能。
淬火的两个重要概念： 1、淬硬性: 淬硬性是钢经淬火后能达到的最高硬度，主要取决于钢中的碳含量，碳含量愈高，获得的硬度愈高。 2、淬透性淬透性是指钢经淬火获得淬硬深度的的能力，淬透性越好，淬硬层越厚。
一、钢的退火和正火
1、退火将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺退火的目的：降低硬度，以利于切削加工，提高塑性和韧性，以利冷变形加工；改善钢的性能或热处理做好组织准备；消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂。 2、正火将钢加热到适当温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。正火只适用于碳素钢及合金元素含量不高的合金钢正火的目的是细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性；用于中碳钢或性能要求不高的零件，可代替调质处理。正火与退火相比，刚在正火后的强度、硬度高于退火，而且操作便，生产周期短，成本低，在可能的条件下宜用正火代替退火。

钢热处理工艺的四把火-退火、正火、淬火、回火

正火工艺比较简便，有利于采用锻造余热正火，可节省能源和缩短生产周期。
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。
球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥பைடு நூலகம்料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命
5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好
6.便于机械化和自动化
7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
• 感应加热的基本原理
将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。

钢结构之冷作硬化及热处理之退火

钢结构之冷作硬化及热处理之退火
局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，但却降低了塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化(或应变硬化）。

冷拔高强度钢丝充分利用了冷作硬化现象，在悬索结构中有广泛的应用。

冷弯薄壁型钢结构在强度验算时，可有条件地利用因冷弯效应而产生的强度提高现象。

但对截面复杂的钢构件来说，则是无法利用的。

相反，钢材由于冷硬变脆，常成为钢结构脆性断裂的原因。

因此，对于比较重要的结构，要尽量避免局部冷加工硬化的发生。

热处理
钢的热处理是将钢在固态范围内，施以不同的加热、保温和冷却措施，籍以改变其内部组织构造，达到改善钢材性能的一种加工工艺。

钢材的普通热处理包括退火、正火、淬火和回火4种本工艺。

1)退火
退火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（通常是缓慢冷却，有时是控制冷却）的一种金属热处理工艺。

目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。

热处理工艺

第四节钢的表面热处理（P45）钢的表面热处理（P45）钢的表面热处理主要是针对一些零件要其工作表面具备较高的硬度以耐磨擦，作表面具备较高的硬度以耐磨擦，但同时又要求零件的芯部具有较高的韧性以承受冲击而采用的一种热处理方法。冲击而采用的一种热处理方法。常用的钢的表面热处理有两种方法：常用的钢的表面热处理有两种方法：表面淬火和表面化学热处理。火和表面化学热处理。表面淬火（P45）一、表面淬火（P45）
第三节热处理工艺
⑵ 保温时间：保温时间：是影响淬火质量的因素保温时间短，是影响淬火质量的因素保温时间短，钢组织成分不均匀，甚至工件芯部未热透，中A组织成分不均匀，甚至工件芯部未热透，淬火后出点软点或淬不硬。反之，淬火后出点软点或淬不硬。反之，保温时间过长，会助长氧化，脱碳和晶粒粗化。过长，会助长氧化，脱碳和晶粒粗化。保温时间根据工件的材料厚度尺寸及加热方式而定（见讲义P55）。热方式而定（见讲义P55）。对箱式炉中，碳钢： 1.3min/mm。对箱式炉中，碳钢：1-1.3min/mm。
第三节热处理工艺
不完全退火的组织性能特点：硬度低，不完全退火的组织性能特点：硬度低，易切断，淬火时不易变形和开裂，易切断，淬火时不易变形和开裂，是制造刀模具、具、模具、量具过程来可缺少的预先热处理工序。工序。再结晶退火：目的是消除加工硬化， ③ 再结晶退火：目的是消除加工硬化，使工件恢复塑性，主要应用于冷冲压等加工使工件恢复塑性，后出现加工硬化的钢件。后出现加工硬化的钢件。加热温度：在再结晶温度以上（ 650加热温度：在再结晶温度以上（约650700oc）。
第三节热处理工艺
常用的淬火介质是水和油: 常用的淬火介质是水和油: 特点: 300区冷却能力特强, 水淬特点:在300-200oc区冷却能力特强,易造成工件因较大内应力而变形、开裂。成工件因较大内应力而变形、开裂。改善措施：在水中加热盐（10%的NaC1）改善措施：在水中加热盐（10%的NaC1）油冷却特点：冷却能力比水差，油冷却特点：冷却能力比水差，主要应用于形状复杂的中小型合金钢零件的淬火。形状复杂的中小型合金钢零件的淬火。淬火方法（ P40-41）（二）淬火方法（见P40-41）单液淬火法（水或油淬） ① 单液淬火法（水或油淬）双液淬火法（先水后油） ② 双液淬火法（先水后油）

钢的热处理工艺

回火目的：１）淬火得到的淬火马氏体组织很脆，存在较大的内应力，容易产生变形和开裂。２）淬火马氏体和残余奥氏体都是亚稳定组织，在适当条件下有可能分解，导致零件形状、尺寸和使用性能的变化。３）为获得要求的强度硬度、塑性和韧性。因此淬火钢一般不直接使用，必须进行回火。
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：

钢的热处理

钢的热处理工业生产中热处理工艺分为：普通热处，即退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”表面热处理，包括表面淬火（感应加热淬火、火焰淬火）、化学热处理（渗碳、氮化、碳氮共渗）。

1.退火是将钢加热到一定温度保温以后，随炉缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。

其主要目的是降低硬度，提高塑性，细化或均匀组织成分，消除内应力。

常用的退火有去应力退火、完全退火和球化退火。

2.正火将钢加热到适当的温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。

其目的是调整硬度，改善切削加工性；细化晶粒，均匀组织；消除网状碳化物，为球化退火或最终热处理作准备。

正火和退火相比，正火的冷却速度快，所得组织更细密，强度硬度较高。

3.淬火是将钢加热到一定温度保温后，快速泠却，以取得马氏体组织的热处理工艺。

淬火的目的是提高硬度、强度和耐磨性，淬火后必须配以适当回火。

淬火是在冷却液中进行冷却，理想的淬火冷却液应该保证工件在650～500℃快速冷却，而在300～200℃慢速冷却。

常见冷却方法有单液、双液、分级和等温淬火。

淬火工艺应区分两个概念：淬硬性和淬透性。

淬火的缺陷：硬度不足和软点、过热与过烧、变形和裂纹、氧化和脱碳。

4.回火是将淬火后的工件重新加热到低于727℃的温度，保温冷却的热处理工艺。

回火常是工件最终的热处理，淬火+回火是强化钢材的一个完整过程。

其目的：消除淬火应力与脆性，稳定淬火组织，并获得较高的机械性能。

按回火温度不同分：低温回火（150～250℃）、中温回火（350～500℃）、高温回火（500～650℃）。

淬火后的高温回火也称为调质，在轴类零件、齿轮应用很多，可获得优良的综合力学性能。

5.表面热处理只仅对工件表层进行淬火的工艺，以获得“表硬心韧”的力学性能。

常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。

（一）碳素钢碳素钢也称碳钢，使用最为普遍。

它的主要成分是铁和碳，此外还有硫、磷、锰、硅。

时间保温炉冷空冷水冷（油冷）淬火退火调质回火正火温度加热各种热处理的示意图1.分类2.碳素钢的牌号表示、性能及用途（1）普通碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。

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

钢的热处理报告

2）中温回火 (350-500℃)－回火屈氏体T’
• 金相组织特征：条状或片状M形态仍基本保持不变，T’中Fe3C颗粒很细小，光镜下仍难分辨，电镜下Fe3C颗粒已明显长大，呈颗粒状。
T与T’区别： T’是淬火M中温回火产物，Fe3C呈颗粒状； T是A过冷时直接形成，Fe3C呈片状。形态性质均不同。
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钢的普通热处理
退火和正火的适用性：
从改善切削加工性能的角度出发，低碳钢宜采用正火；中碳钢即可采用退火，也可采用正火；过共析钢用正火消除网状渗碳体后再进行球化退火。
各类退火和正火的加热Байду номын сангаас度范围与工艺曲线，如图所示。
加热温度范围
工艺曲线
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钢的普通热处理
淬火
将钢件加热到Ac1（或Ac3）以上30℃~50℃，保温一定的
3）高温回火（500-650°C）－回火索氏体S’
• 金相组织特征：多边形F和粒状Fe3C • 碳钢调质处理后S’中已成等轴状
（低温回火）回火马氏体组织
（中温回火）回火屈氏体组织
(高温回火) 回火索氏体组织
钢的普通热处理
一般情况下，随着回火温度的升高，钢的冲击韧性不断升高；但是，有些钢在某些温度范围内，冲击韧度反而比在较低温度时低些，这种脆化现象称为回火脆性。从图中我们可以看出：在250℃～400℃和450℃～650℃钢的冲击韧性明显下降。第一类回火脆性：250℃～350℃ 解决方法：避免在这个温度范围加热。第二类回火脆性：450℃～650℃ 解决办法：在这个温度范围内快速冷却。
影响淬透性的因素: 化学成分，除Co以外，所有溶于奥氏体中的合金
元素都提高淬透性。另外，奥氏体的均匀性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都会影响淬透性。

简述钢的普通热处理

钢的普通热处理方法：
1.正火：将钢加热到适当温度，保温一段时间后取出在空气中
冷却。

正火的主要应用范围有：用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理；用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理；用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织；用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能；用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

2.淬火：将钢加热至高温后快速冷却，使其硬化。

淬火的主要
目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。

3.回火：将淬火后的钢加热到一定温度并保温一段时间，然后
冷却。

回火的主要目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。

4.退火：将钢加热至适当温度并保温一段时间后缓慢冷却。

退
火的主要目的是调整硬度以方便切削加工，消除内应力，稳定尺寸，防止加工中变形。

退火还能细化晶粒，改善组织。

5.表面热处理：包括表面淬火和火焰加热表面淬火等。

表面热
处理的主要目的是提高材料表面的硬度和耐磨性。

6.化学热处理：包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

化学热处理的
主要目的是改变材料表面的化学成分，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。

退火将钢加热到适当温度保温一定时间然后缓慢冷

它是将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。这种方法操作简单，容易实现机械化，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。一般来说。碳钢的临界冷却速度高，尤其是尺寸较大的碳钢工件多采用水淬；而尺寸较小的碳钢件及过冷奥氏体较稳定的合金钢件则可采用油淬。
（2）双介质淬火
它是先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。一般用水作为快冷淬火介质，用油作为慢冷淬火介质。有时也采用水淬、空冷的方法。这种方法利用了两种介质的优点，获得了较理想的冷却条件。其缺点是操作复杂，在第一种介质中停留时间难以掌握，需要有很强的实践经验。主要用于形状复杂的高碳钢工件及大型合金钢工件。
工程材料原理
课堂复习
名词解释：
退火，正火，淬火，回火，淬透性，淬硬性，调质，回火马氏体，回火屈氏体，回火索氏体
工2程.材4料.4原理钢的表面热处理：
仅对钢表面加热、冷却而不改变其成分的热处理
工艺。也称表面淬火。
1．感应加热表面热处理基本原理感应加热就是利用“集肤效应”原理,把零件放在感应
器中,感应器通入交流电,工件表面由于电流热效应很快被加热到淬火温度,随之立即喷液冷却,使工件表面淬火,从而得到马氏体组织。根据电流频率的不同,感应加热分为: <1>高频感应加热(100-1000kHz),最常用的为200-300kHz,淬透层深为1-2mm。 <2>中频感应加热(1-10kHz),常用2500-8000kHz。淬透层深35mm。 <3>工频感应加热(50kHz),淬透层深为10-20mm。
钢材经调质处理后, 淬透性好的钢棒整个截面都是回火索氏体, 机械性能均匀, 强度高, 韧性好，而淬透性差的钢心部为片状索氏体+铁素体, 只表层为回火索氏体, 心部强韧性差。

退火钢材的原理

退火钢材的原理
退火是一种常见的钢材热处理方法，通过加热和逐渐冷却钢材，以改变其组织结构和力学性能。

退火的原理包括三个方面：晶粒长大、应力释放和化学元素扩散。

首先，退火过程中晶粒会长大。

在冷加工等工艺中，钢材会受到应力和塑性变形，导致晶粒细化。

通过退火，钢材会被加热到其临界温度以上，晶粒内的位错会减少，晶粒会重新长大。

晶粒长大后，钢材的力学性能和塑性会得到改善，同时也能提高材料的强度和韧性。

其次，退火能够释放应力。

在加工过程中，钢材内部会产生应力，如残余应力、冷变形应力等。

这些应力会影响钢材的力学性能和稳定性。

通过退火，钢材可以被均匀地加热和冷却，使内部的应力逐渐释放。

应力的释放可以缓解钢材的应力集中，提高钢材的耐蚀性和耐疲劳性。

最后，退火过程中会发生化学元素的扩散。

在退火过程中，钢材会被加热到高温，使元素的扩散速率加快。

钢材中的碳、氧、氢、氮等元素会在高温下发生偏析，从而改变钢材的化学成分和组织结构。

通过精确控制退火温度和时间，可以实现钢材中元素的均匀分布，提高钢材的性能和质量。

总之，退火是一种通过加热和逐渐冷却钢材的热处理方法。

通过晶粒长大、应力释放和化学元素扩散，退火能够改善钢材的组织结构和力学性能，使其具有更好
的韧性、强度和耐蚀性。

在实际生产中，退火被广泛应用于钢材的制造和加工过程中。