钢的热处理基础知识
钢的热处理基础知识
• （c）T8钢淬火工艺过程及组织转变
• T8
• （c）T8钢淬火工艺过程及组织转变
• T8
• （d）T12钢淬火工艺过程及组织转变
• T12
• （d）T12钢淬火工艺过程及组织转变
• T12
第五节 淬火钢的回火
• 一、回火：钢件淬硬后，再加热到Ac1点以下的某一温度， 保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 • 二、回火目的：减小或消除淬火残余应力，稳定钢件的 组织和尺寸，并与淬火配合，使零件达到使用性能要求。 • 三、回火的分类： • 1．低温回火：淬火钢件在250℃以下回火一般得到回火 马氏体组织,即由ωc较低的马氏体与极细的碳化物(Fe2.4C) 组成的组织。目的是在保持淬火高硬度的前提下，适当 提高钢的韧性和减小淬火内应力。常用于各种工具及高 硬度零件。 • 2．中温回火：淬火钢件在250～500℃之间回火一般得到 回火托氏体组织，即针状特征的铁素体与细小粒状渗碳 体的混合物。目的是获得高的强度、弹性和较高的韧性。 主要用于弹性零件、锻模和要求淬硬的扳手、销钉和螺 钉等工件。
二、过冷奥氏体的连续冷却转变
• • • •
1．过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物
二、过冷奥氏体的连续冷却转变
• • • •
1．过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物
• 共析钢不同转变温度下的产物
第六节 钢的淬透性及淬硬性
• 一、淬透性的概念 • 淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分 布的特性。在同一淬火条件下，获得淬硬层愈深的钢 淬透性愈好。
• 淬透性试验
金相知识-钢的热处理基础
钢的热传递基本方式
热传递 方式
定义
传导传热
热量由零件（包括于其接 触的零件）的一处传到另 一处，物体的质点没有移动。 Nhomakorabea对流传热
流体中不同部分的质点发 生了相对位移、或混合， 或流体质点与固体表面
辐射传热
由物体表面直接向外界 发射可见的和不可见的 射线，在空间传递热量
高温回火 ( 》500℃） 称调质，获得回火索氏体组织，强 韧性恰当配合，广泛用于各种结构零件。
Fe Fe3C
零件淬火后产生的应力分类 热应力 零件在加热和冷却中不同部位温度有差异，
热胀冷缩不一致导致的应力；通常表面为压应力； 心部为拉应力。只占总应力的5－10％。 组织应力 零件冷却时不同部位组织转变不一样， 引起的内应力。一般表面为拉应力，心部为压应力。
第五节 钢的热处理基础
5.1 钢的热传递 1. 基本方式 传导 对流 辐射 2. 传热一般规则 a. 先决条件存在温差. b. 通常三种传热方式同时存在 工件通过辐射和对流从加热炉中获得热量，又
以传导方式传给心部。
c. 工件的传热方式取决于加热温度和加热设备 ＞600 ºc时，辐射传热过程最强烈，试验以辐
铁碳相图中，共有五种不同形态的渗碳体，请根据
形成温度的高低依次写出。
在Fe-Fe3C相图，五种形态渗碳体以温度从高到低
为：
Fe3C I
(A＋Fe3C)共晶
Fe3C II
(F ＋Fe3C)共
5.2 钢在加热时的转变 奥氏体形核＋长大过程；取决于加热温度、原始
组织和化学成分。 用晶粒度评定加热质量。
5.3 钢在冷却时的转变
过冷奥氏体的等温转变曲线 称为C-曲线，或 TTT图。
钢的热处理
奥氏体化也是形核和长大
的过程，分为四步。现以
共析钢为例说明：
钢坯加热
第一步 奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核。 第二步 奥氏体晶核长大： 晶核通过碳原子的扩散向
和Fe3C方向长大。
第三步 残余Fe3C溶解: 铁素体的成分、结构更接近于 奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继 续溶解直至消失。
第四步 奥氏体成分均匀 共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
化：Fe3C溶解后，其所
℃
温 度
，
在部位碳含量仍很高，
通过长时间保温使奥氏
体成分趋于均匀。
2 钢在冷却时的转变
冷却是热处理更重要的工序。 一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程 处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥
氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。随过冷度不 同，过冷奥氏体将发生珠光体转变、贝氏体转变和 马氏体转变三种类型转变。 现以共析钢为例说明：
能的主要特点。
马氏体的硬度主要 取决于其含碳量。
含碳量增加，其硬 度增加。
C%
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。
合金元素对马氏体硬度的影响不大。
3 过冷奥氏体转变产物（共析钢）
转变 转变 形成温 转变 类型 产物 度， ℃ 机制
显微组织特征
获得 HRC 工艺
⑵ 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球 化退火作组织准备。
⑶ 普通件最终热处 理。
要改善切削性能， 低碳钢用正火，中 碳钢用退火或正火, 高碳钢用球化退火.
合适切削加工硬度
热处理与硬度关系
5 钢的淬火
淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速 度冷却，使奥氏体转变 为马氏体的热处理工艺.
钢铁材料的热处理介绍
(1)高温回火
将淬火后的钢件加热到500～650ºC，经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等
使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度和韧性及足够的硬度，消除钢件因淬火而产生的内应力
5．调质
将淬火后的钢件进行高温(500～600ºC)回火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的
7．化学热处理
将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬等)的化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使钢件表层具有某种特殊的性能
化
学
热
处
理
(1)钢渗的碳
将碳原子渗入钢件表层
常用于耐磨并受冲击的零件，如:轮、齿轮、轴、活塞销等
使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韧性
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O．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O．8％的碳素钢和合金工具钢
①改善组织结构和切削加工性能
②对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理
③消除内应力
3．淬火
将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却
①使钢件获得较高的硬度和耐磨性
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等
钢的热处理基本知识，很实用
钢的热处理基本知识，很实用钢的热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需性能的工艺方法。
热处理和其他加工工艺(锻压、铸造、焊接、切削加工)不同，它的目的不是改变钢件的外形和尺寸，而是改变其内部组织和性能。
在机械零件或工模具的制造过程中，往往要经过各种冷、热加工，同时在各加工工序之间还经常要穿插多次热处理工艺。
按其作用可分为预先热处理和最终热处理，它们在零件的加工工艺路线中所处的位置如下：铸造或锻造→预先热处理→机械(粗)加工→最终热处理→机械(精)加工为使工件满足使用条件下的性能要求的热处理称为最终热处理，如淬火＋回火等工序；为了消除前道工序造成的某些缺陷，或为随后的切削加工和最终热处理作好组织准备的热处理，称为预先热处理，如退火、正火工序。
钢的热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段，它可用温度—时间坐图形来表示，称为钢的热处理工艺曲线如图1所示。
图1 热处理工艺曲线一、热处理工艺的分类根据热处理的目的要求及加热和冷却方法的不同，一般可将钢的热处理工艺按如图2所示进行分类。
图2 钢的热处理分类二、常用热处理设备根据热处理的基本过程，热处理设备有加热设备、冷却设备和检验设备等。
(一)加热设备加热炉是热处理车间的主要设备，通常的分类方法为：按能源分为电阻炉、燃料炉；按工作温度分为高温炉（＞1000℃）、中温炉（650～1000℃）、低温炉（＜600℃）；按工艺用途分为正火炉、退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳炉等；按形状结构分为箱式炉、井式炉等。
常用的热处理加热炉有电阻炉和盐浴炉。
1.箱式电阻炉箱式电阻炉是由耐火砖砌成的炉膛及侧面和底面布置的电热元件组成通电后。
电能转化为热能，通过热传导、热对流、热辐射达到对工件的加热。
箱式电阻炉的选用，一般根据工件的大小和装炉量的多少。
中温箱式电阻炉应用最为广泛，常用于碳素钢、合金钢零件的退火、正火、淬火及渗碳等。
如图3所示为中温箱式电阻炉的结构示意图。
金属材料热处理基础知识
热处理定义：钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
热处理目的：1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。
2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。
加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因素。
退火1、定义：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。
2、目的：降低硬度，均匀化学成分、改善切削加工性能和冷塑性变形性能、消除或减少内应力、为零件最终热处理准备合适的内部组织。
3、分类球化退火：为使工件中的碳化物球状化而进行的退火。
去应力退火：为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残余应力而进行退火。
正火1、定义：将钢材或钢件加热到一定温度，保温适当时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，以得到珠光体组织的热处理工艺。
2、目的：改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒、提高硬度、获得比较均匀的组织和性能。
退火和正火的区别退火和正火属于预备热处理工艺，对于含碳量相同的工件，正火后的强度和硬度要高于的退火的。
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。
渗碳1、定义：为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度,在渗碳炉中将低碳钢在渗碳介质中加热、保温,使碳原子渗入工件表面，然后进行淬火的化学热处理工艺。
2、目的：使低碳钢的表面层含碳量增加到0.85～1.10%，然后再经淬火、低温回火处理以消除应力和稳定组织，使钢件表面层具有高硬度(HRc56～62)，增加耐磨性及疲劳强度等。
钢的热处理
钢的热处理
钢是最常见的金属材料，由于其优越的物理性能和加工性能，钢广泛应用于各行各业，因而需要进行热处理来提高其性能。
热处理是一种处理方法，它将钢通过加热、冷却、调质等物理方法，在获得所需性能的同时，改变钢的组织结构。
热处理的方法有很多，其中包括正火处理和退火处理等。
正火处理是指在高温下，将钢的组织结构变得更加紧密，使其力学性能和强度提高。
正火处理通常可以用于提高钢的强度、耐腐蚀性和耐磨损性能。
退火处理指将加热后的钢放置在一定的温度，然后慢慢冷却，直至钢内部的组织结构发生变化，使其柔韧性和可塑性提高。
退火处理可以用于提高钢的塑性和韧性，以及防止它易于疲劳断裂。
此外，调质处理也是一种常见的热处理方法，它可以改变钢内部的组织结构，从而改变钢的物理性能和化学成分。
以上就是热处理的基本内容，不同的热处理方法可以满足不同的需求，根据钢材的需求和性能，采取适当的热处理技术来改善钢材的性能，是提高钢材质量的重要手段。
为了使钢材的热处理质量更好，应严格控制热处理过程的参数，选择合适的热处理工艺，并加以监控，以确保热处理的质量。
钢的热处理是一项技术活动，也是一个复杂的系统工程，未来，热处理技术将会有更大的发展，同时，热处理技术也将会面临更大的挑战，以满足不断变化的市场需求。
热处理的基本知识
常用热处理的基本知识一. 退火目的及工艺退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。
其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。
退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。
不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。
对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。
对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。
1. 完全退火完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。
它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。
低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。
低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。
过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。
2. 等温退火完全退火所需时间很长，特别是对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。
等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，钢件在加热温度保温一定时间后，快冷至A r1以下某一温度等温，使奥氏体转变成珠光体，然后出炉空冷。
图5.26为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。
A r1以下的等温温度，根据要求的组织和性能而定；等温温度越高，则珠光体组织越粗大，钢的硬度越低。
3. 球化退火球化退火是使钢中渗碳体球化，获得球状（或粒状）珠光体的一种热处理工艺。
主要用于共析和过共析钢，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；同时为后续淬火作好组织准备。
常用钢的处理热工艺，正火、退火、淬火、回火的基础知识
常用钢的处理热工艺，正火、退火、淬火、回火的基础知识摘要：常用钢的处理热工艺,正火、退火、淬火、回火的基础知识1.正火的基本概念正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~50℃,共析钢加热到Ac1...常用钢的处理热工艺,正火、退火、淬火、回火的基础知识1. 正火的基本概念正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~50℃,共析钢加热到Ac1+30~50℃,过共析钢加热到Ac cm+30~50℃保温后空冷的工艺。
正火比退火冷却速度大。
正火的目的:(1)对于低、中碳钢(≤0.6%C),目的与退火的相同。
(2)对于过共析钢,用于消除网状二次渗碳体,为球化退火作组织准备。
(3)普通件最终热处理。
要改善切削性能,低碳钢用正火,中碳钢用退火或正火,高碳钢用球化退火。
2. 退火的基本概念将钢件加热至高于或低于钢的临界温度,经适当保温后随炉或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
退火的目的:(1)调整硬度,便于切削加工。
适合加工的硬度为170-250HB;(2)消除内应力,防止加工中变形;(3)细化晶粒,为最终热处理作组织准备。
退火的种类很多,常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。
3. 淬火的基本概念将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上(30～50)℃,保温后在水或油中快速冷却的操作工艺称为淬火。
一般是为了获得马氏体组织,随后再配合适当的回火,以获得多种多样的使用性能。
碳钢的淬火温度主要由钢中的含C量根据Fe-Fe3C相图来确定,如图所示为淬火加热温度范围。
在对金属进行淬火处理时,需要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。
可根据淬火的冷却速度进行区分,常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。
常用的淬火方法包括单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法、等温淬火法。
4. 回火的基本概念回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温适当时间后,置于空气或水中冷却的工艺。
钢的热处理介绍
2.3.4 钢的表面热处理与化学热处 理 1）感应淬火
感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热效应， 使工件表层、局部或整体加热，并快速冷却的淬火工艺。 特点：加热速度快；工件表 面质量高，淬火变形小；易 实现机械化和自动化及大批 量生产，劳动生产率高；设 备昂贵，维修调整较难。 主要用于中碳钢或中碳低合 金钢，也可用于工具钢，不 宜用于形状复杂的零件及单 件生产。
2.3.4 钢的表面热处理与化学热处 理
1、钢的表面热处理 表面热处理是只对工件表层进行热处理以改变其组 织和性能的热处理工艺。常用的方法是表面淬火。 表面淬火是仅对工件表层进行淬火的热处理工艺。 表面淬火不改变零件表层的化学成分，只改变表层 的组织，并且心部仍保留原来退火、正火或调质状态 的组织。 目的是使工件表层具有高硬度、耐磨性，而心部具 有足够的强度和韧性。 工业上常用的表面淬火方法有火焰淬火和感应淬 火。
2.3.3 钢的回火
3）高温回火 加热温度在500℃以上进行的回火。 目的：使工件获得强度、塑性和韧性都较好的综合力学 性能。 回火后组织：回火索氏体。 力学性能：200～350HBS，较好的综合力学性能。 应用范围：各种较重要的受力结构件。
2.3.3 钢的回火
2、回火脆性
淬火钢在某些温度区间或回火后缓冷通过该温度区 间时，出现脆化的现象称回火脆性。 回火脆性分两种： 在250℃～350℃范围内出现的回火脆性称第一类回 火脆性，又称“低温回火脆性”或“不可逆回火脆性”。 不管是碳素钢还是合金钢，都应避免这种回火脆性。 含铬、镍、锰等元素的合金钢淬火后，在450℃～ 650℃范围内回火，缓冷易产生第二类回火脆性，又称 “高温回火脆性”或“可逆回火脆性”。为防止第二类 回火脆性的出现，小零件可采用回火时快冷；大零件可 选用含钨或钼的合金钢。
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
钢的热处理要点
１．３钢的热处理钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要性能的一种工艺方法。
热处理的目的是提高工件的使用性能和寿命。
还可以作为消除毛坯〔如铸件、锻件等〕中缺陷，改善其工艺性能，为后续工序作组织准备。
钢的热处理种类很多，根据加热和冷却方法不同，大致分类如下：钢在加热时的组织转变在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，共析钢加热超过ＰＳＫ线〔Ａ１〕时，其组织完全转变为奥氏体。
亚共析钢和过共析钢必须加热到ＧＳ线〔Ａ３〕和ＥＳ线〔Ａｃｍ〕以上才能全部转变为奥氏体。
相图中的平衡临界点Ａ１、Ａ３、Ａｃｍ是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的。
但在实际生产中，加热和冷却并不是极其缓慢的。
加热转变在平衡临界点以上进行，冷却转变在平衡临界点以下进行。
加热和冷却速度越大，其偏离平衡临界点也越大。
为了区别于平衡临界点，通常将实际加热时各临界点标为Ａｃ１、Ａｃ３、Ａｃｃｍ；实际冷却时各临界点标为Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒｃｍ，任何成分的碳钢加热到相变点Ａｃ１以上都会发生珠光体向奥氏体转变，通常把这种转变过程称为奥氏体化。
１．奥氏体的形成共析钢加热到Ａｃ１以上由珠光体全部转变为奥氏体第一阶段是奥氏体的形核与长大，第二阶段是剩余渗碳体的溶解，第三阶段是奥氏体成分均匀化。
亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢根本相同，不同处在于亚共析钢、过共析钢在Ａｃ１稍上温度时，还分别有铁素体、二次渗碳体未变化。
所以，它们的完全奥氏体化温度应分别为Ａｃ３、Ａｃｃｍ以上。
２．奥氏体晶粒的长大及影响因素钢在加热时，奥氏体的晶粒大小直接影响到热处理后钢的性能。
加热时奥氏体晶粒细小，冷却后组织也细小；反之，组织那么粗大。
钢材晶粒细化，既能有效地提高强度，又能明显提高塑性和韧性，这是其它强化方法所不及的。
〔１〕奥氏体晶粒度晶粒度是表示晶粒大小的一种量度。
（2〕、影响奥氏体晶粒度的因素1〕加热温度和保温时间：加热温度高、保温时间长，A晶粒粗大。
热处理基础知识总结
热处理基础知识总结热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
热处理的基本知识
热处理的基本知识：四把火：退火、正火、淬火、回火1、退火：加热到一定的温度，保温适当的时间，缓慢冷却（炉冷），获得接近平衡状态的组织。
（1）：完全退火：用于细化晶粒，改善切削加工性能，一般用于预处理。
T：对于亚共析钢：Ac3＋30~50℃, 炉冷；得到的组织：P+F 对于过共析钢：Ac1＋20~30℃, 炉冷; 得到的组织：P+Fe3C (2)：去应力退火：消除应力的退火工艺。
加热温度低于Ac12、正火：加热到Ac或Acm以上一定的温度，保温适当的时间，冷却（空冷），获得含有珠光体组织的工艺。
3、淬火：将钢加热到相变点以上，快速冷却（水冷、油冷），获得马氏体组织，使钢材强化的热处理工艺。
对于碳素钢：水冷（20＃，45＃，T10）；对于合金钢：油冷（40Cr,GCr15,65Mn）对于亚共析钢：Ac3＋30~50℃, 水冷或油冷；得到的组织：M+A’对于过亚共析钢：Ac1＋40~60℃, 水冷或油冷；得到的组织：M+A’+Fe3C 淬火之后必须进行回火，以消除应力，改变组织，满足不同强韧性要求。
（1）：对于工具钢、模具、量具：淬火＋低温回火，目的是提高强度，降低脆性。
低温回火：温度在180～250℃左右，保温时间为1～2小时左右，空冷。
组织：M回＋Fe3C；（2）：弹簧钢：65Mn ，5CrMoMo。
工艺：淬火＋中温回火中温回火：温度在350～500℃，空冷。
回火后的组织为回火屈氏体（T'）组织，由于回火温度的升高，使硬度略有降低，并使淬火钢中的内应力大大减少，并且具有高的弹性极限，有较好的塑性及韧性。
（3）淬火＋高温回火（调质处理）：提高材料的综合机械性能，具有良好的强韧性。
高温回火：加热温度在500～650℃之间，空冷。
回火后的组织为回火索氏体S'。
调质处理可适用于主轴、连杆。
重要件。
热处理的工序，一般为：铸件（锻件）——预备热处理——机加工——最终热处理——磨削加工预备热处理：退火、正火（含碳量小于0.4％）最终热处理：淬火＋回火表面处理：表面淬火（感应叫热表面淬火）：许多机器零件在扭转、弯曲等交变载荷下工作，有时表面要受磨擦，承受交变或脉冲动接触压力，有时还承受冲击，例如：传动轴、传动齿轮。
热处理知识
1、退火是指把钢加热到某一温度，经保温后缓慢冷却（随炉冷却或在导热能力差的介质中冷却），以获得接近平衡组织的工艺方法。
目的：降低硬度以便于切削加工；提高塑性以利于塑性加工成形；细化晶粒以提高力学性能；消除应力以防止变形和开裂。
2、正火是指把钢加热到A3线（对亚共析钢）或Acm线（对过共析钢）以上30－50度，保温后，在静止空气中冷却的处理工艺。
3、淬火是指把钢加热到组织转变温度（A3或A1）以上30－50度，保温后快速冷却的处理工艺。
其目的在于获得马氏体组织，使钢具有高硬度和高耐磨性。
淬火是强化钢材的重要方法。
4、回火是把淬火后的钢加热到A1线以下某一温度，保温后冷却至室温的处理工艺。
这是淬火工件必须进行的一个工序，它决定了该工件在使用状态时的组织和性能，也可以说是决定了工件的使用性能和寿命。
回火的目的是为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低淬火工件的脆性，稳定工件尺寸和使工件具有符合符合工作条件的性能。
A1：共析钢平衡状态下A化温度 Ac1：实际加热时共析钢的A化温度，高于A1温度A3：亚共析钢平衡转变A化温度 Ac3:实际加热时亚共析钢的A化温度，高于A3温度Acm：过共析钢平衡转变A化温度Accm:：实际加热时过共析钢的A化温度，高于A3温度回火编辑词条回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
目录1 基本介绍2 主要目的3 主要分类4 钢的回火5 注意事项6 同名电影展开1 基本介绍编辑本段中文名称：回火英文名称：tempering定义：将淬火后的钢，在AC1以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。
应用学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科）回火是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下，保温1到2小时后冷却的工艺。
回火往往是与淬火相伴，并且是热处理的最后一道工序。
经过回火，钢的组织趋于稳定，淬火钢的脆性降低，韧性与塑性提高，消除或者减少淬火应力，稳定钢的形状与尺寸，防止淬火零件变形和开裂，高温回火还可以改善切削加工性能。
钢热处理知识点总结
钢热处理知识点总结钢热处理包括退火、正火、淬火、回火等工艺，每种工艺都有其特定的用途和处理目的。
在进行钢热处理时，需要注意控制加热温度、保持时间、冷却速度和回火温度等参数，以确保钢材达到预期的性能要求。
下面将对钢热处理的几种常用工艺进行介绍和总结。
1. 退火退火是指将钢材加热到一定温度，然后保持一段时间后逐渐冷却到室温的热处理工艺。
退火的目的是消除加工硬化组织，降低硬度，改善加工性能和机械性能。
根据加热温度和冷却速度的不同，退火可分为全退火、球化退火、等温退火等。
全退火是指将钢材加热到临界温度以上（即A3以上），保温一定时间后，通过控制冷却速度，使其逐渐冷却到室温。
全退火可以降低硬度，提高塑性，改善机械性能和加工性能。
球化退火是将冷作硬化的钢材加热到一定温度（通常在A1以上），然后以较慢的速度冷却到适当的温度，保持一段时间后再冷却到室温。
球化退火能够使碳化物分解成球状的形态，降低硬度，提高韧性和塑性。
等温退火是将钢材加热到临界温度以上，然后快速冷却到适当的温度，保持一段时间后再冷却到室温。
等温退火主要用于淬火后的马氏体组织调质，提高韧性和强度。
2. 正火正火是将低碳钢在较低的温度下加热保温，然后冷却的热处理工艺。
正火的目的是降低硬度，提高韧性和强度，改善加工性能。
正火温度通常在A1以下，冷却速度较慢。
正火后的钢材组织为粗珠光体组织，具有较高的韧性和塑性。
3. 淬火淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到介质温度以下的热处理工艺。
淬火的目的是在快速冷却的条件下形成马氏体组织，提高钢材的硬度和强度。
淬火可分为油淬、水淬和气淬等，根据不同的冷却介质和速度，可以得到不同的组织和性能。
油淬是将加热到临界温度以上的钢材迅速浸入预热的油中冷却，以降低冷却速度，得到较高的硬度。
水淬是将加热的钢材迅速浸入水中冷却，冷却速度较快，能够得到更高的硬度。
气淬是将加热的钢材放置在气氛中进行冷却，通常用于合金钢的淬火。
钢的热处理考试知识点
钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、外表热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。
3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1〕球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核2〕片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
△G = -△Gv + △Gs + △Ge△Gv—体积自由能差，△Gs —外表能，△Ge —弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解？〔1〕奥氏体的形核；〔2〕奥氏体的长大；〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化；奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。
由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。
6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。
奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。
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•奥氏体的形核示意图
1.球状珠光體:奥氏体优先在与晶界相连的α/Fe3C界面形核 2.片状珠光體:奥氏体优先在珠光体团的界面上形核
16
•奥氏体长大示意图(一)
在珠光体团交界处形成的核向基本上垂直于片 层和平行于片层的两个方向上长大
17
•奥氏体长大示意图(二)
1.平行于片层方向的长大速度要 比沿垂直方向的快些
29
•马氏体转变
3.马氏体转变的特点 1)表面具有浮凸效应和切变共格性 2)无扩散性 3)新相与母相间具有一定的晶体学取向关系
30
•马氏体转变
4.马氏体表面浮凸
31
•马氏体转变
5.马氏组织形态(板条状)
32
•马氏体转变
6.马氏体组织形态(片状)
33
•马氏体转变
7.马氏体组织形态(针状)
34
•退火—加热到Ac1温度以上,慢冷获得珠光
体类组织(炉冷)
•正火—加热到Ac3或Accm以上30~50℃保溫,
然后在室温的静止空气中自然冷却(空冷)
•淬火—将钢加热到临界温度(Ac3或Ac1以上)保温一
定时间使之奥氏体化后,以快速冷却以获得马 氏体或下贝氏体组织(水冷或油冷)
•回火—将淬火后的钢在A1以下的温度加热、保
2.在奥氏体形成过程中,珠光体中
的铁素体总是先消失,剩下的渗
碳体随后溶解
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•珠光体转变
一、珠光体的机械性能 1. 片层间距越小,强度越高 2. 球状珠光体比片状珠光体的硬度低,但塑性好,
断裂强度高 3. 同一碳含量的钢: 1)马氏体的强度和硬度最高,塑性和韧性最低, 2)珠光体的强度和硬度最低,塑性和韧性最高 3)贝低体的性能在二者之间
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•回火转变
1.过渡碳化物(ε/η或ε’ )的析出 回火第一阶段(100~200℃)
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•回火转变
2.残余奥氏体的分解 回火第二阶段(200~300℃) 3.过渡碳化物(ε/η或ε’ )转变为Fe3C
回火第三阶段(200~350℃)
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•回火转变
4.Fe3C的粗化和球化,以及等轴铁素体晶粒的形成 回火第四阶段(350℃以上)
19
•珠光体转变
一、碳含量对珠光体机械性能的影响
20
•珠光体转变之IT图
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•珠光体转变之IT图形式
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•珠光体转变之CT图
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•珠光体转变图
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•先共析转变相图
25
•先共析相的几种形态
26
•先共析相的几种形态
27
•马氏体转变
1.马氏体晶胞模型
28
•马氏体转变
2.马氏体切变晶胞模型
钢的热处理知识基础
1
内容简介:
•基本术语 •钢的加热转变 •珠光体转变 •马氏体转变 •回火转变
2
•基本术语(一) 1.面心立方结构 2.体心立方结构
图1.γ-Fe(奥氏体)
图2.α-Fe(铁素体)
3
•基本述语(二)
•奥氏體—碳在γ-Fe中的间隙固溶體,具有 面心立方结构
•铁素體—碳在α -Fe中的间隙固溶體,具有 体心立方结构
γ/α界面向铁素体一侧推移,以及γ/Fe3C界面向渗碳体一 侧推移,使铁素体和渗碳体逐渐消失
2.片状珠光體:在珠光体团交界处形成的核向基本上垂直于片层和平行于
片层的两个方向上长大
(三)残留碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化
随着奥氏体化保温时间的延長,残留碳化物会逐渐溶解,通过碳原子的
不断扩散而均匀化
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•珠光體—由片层相间的铁素体和渗碳体组成的 混合组織,因其组织在普通光照射下 会产生珠母般的光澤,因而得名
•马氏體—碳在α -Fe中的过饱和固溶體,具有体 心正方点阵结構,由钢淬火后获得
4
•奥氏体组织
5
•铁素体组织(白块)
6
•珠光体组织(片层状)
7
•珠光体组织(球状)
8
•马氏体组织
9
•基本述语(三)
a “→ b” →c” 奥氏體(a”) →渗碳体+奥氏體(b”) →渗碳体+珠光体(c”)
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•钢的加热转变
一、珠光体类组织向奥氏体的转变
(一)奥氏体的形核
1.球状珠光體:奥氏体优先在与晶界相连的α/Fe3C界面形核 2.片状珠光體:奥氏体优先在珠光体团的界面上形核
(二)奥氏体的长大
1.球状珠光體:奥氏体首先包围渗碳體,把渗碳体和铁素体隔開,然后通过
溫,并以适当速度冷却的工艺(低温空冷)
10
•退火正火工艺图
11
•Fe-Fe3C相图
12
•Fe-Fe3C相图(细部)
a
a’
a”
b”
b
b’
c”
cLeabharlann 13•不同成分点冷却组织
(一)a成分点 a → b →c
奥氏體(a) →铁素体+奥氏體(b) →铁素体+珠光体(c) (二)a’成分点
a’ → b’ 奥氏體(a’) →珠光體(b’) (三) )a”成分点
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谢谢大家!
39
•马氏体的机械性能
1.马氏体的硬度和强度
马氏体具有高硬度,其硬度主要决定于碳含量,合金元素的影响较小 1)过饱和碳引起强烈的固溶强化 2)马氏体中亚结构引起的强化 a.位错b.孪晶 3)马氏体的时效强化
2.马氏体的塑性和韧性
马氏体的塑性和韧性随碳含量增高而急剧降低 1)位错型(板条状)马氏体具有相当高的强度、硬度和良好的塑性、韧 性。 2)孪晶型(片状)马氏体强度、硬度很高,塑性、韧性很低。