淬火回火表面热处理
表面热处理目的
表面热处理的目的引言表面热处理是一种常用的工艺，通过在材料表面加热、保温和冷却等过程，改变材料表面的性能和组织结构，以提高材料的硬度、耐磨性、耐蚀性等特性。
不同的表面热处理方法有不同的目的和应用领域，本文将探讨几种常见的表面热处理方法及其目的。
淬火目的淬火是一种通过迅速冷却材料表面来提高其硬度和强度的表面热处理方法。
淬火过程中，材料在高温下形成奥氏体结构，并在迅速冷却后转变为马氏体结构。
马氏体具有高硬度和强度，能够提高材料的耐磨性和抗拉强度。
方法淬火通常包括加热、保温和冷却三个步骤。
将待处理材料加热到适当温度，使其达到奥氏体相区。
在保温一段时间后，通过快速冷却（例如水淬或油淬）来迅速将材料表面冷却至室温，以形成马氏体结构。
应用淬火广泛应用于制造业中的钢铁材料，如汽车零部件、机械零件等。
通过淬火处理，可以提高材料的硬度和强度，使其具有更好的耐磨性和抗拉强度。
渗碳目的渗碳是一种通过在材料表面加入碳元素来提高其硬度和耐磨性的表面热处理方法。
碳元素能够与材料中的铁元素发生反应，形成碳化物，从而增加材料的硬度和耐磨性。
方法渗碳通常通过在高温下将材料与含有碳源的介质接触一段时间来实现。
常用的渗碳介质包括固体、液体和气体。
在渗碳过程中，材料表面逐渐吸收碳元素，并在后续的热处理过程中形成均匀分布的碳化物层。
应用渗碳广泛应用于制造业中需要具有高硬度和耐磨性的零部件，如齿轮、轴承等。
通过渗碳处理，可以提高材料的硬度和耐磨性，延长零部件的使用寿命。
淬火回火目的淬火回火是一种综合应用淬火和回火两种表面热处理方法的工艺。
淬火回火旨在通过淬火提高材料的硬度和强度，然后通过回火来减轻淬火过程中产生的内应力和脆性。
方法淬火回火通常包括加热、保温、冷却和回火四个步骤。
将待处理材料加热到适当温度，使其形成马氏体结构。
在保温一段时间后，通过快速冷却将材料表面迅速冷却至室温。
将材料再次加热至适当温度，并保持一定时间，以减轻内应力和脆性。
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。
热处理的基本方法(淬火与回火)
(1)淬火加热温度选择
为什么过共析钢淬火加热温度在Ac1 + 30～50 ℃ ，而不是Acm + 30～50℃？
答： 1）由于渗碳体全部溶于奥氏体，淬火后耐磨性下降； 2）温度过高会引起奥氏体粗化，淬火后得到粗大的马氏体，
新淬火
软点
淬火后攻击表面有许多未淬硬的小 区域
原因包括加热温度不够，局部冷却
速度不足(局部有污物、气泡等)及局部 脱碳
组织不均匀， 性能不一致
冷却时注意操作方法， 增加搅拌
产生软点后，可先进行 一次退火，正火或者调质 处理，再重新淬火
8.2 回火
回火——在A1线以下很宽温度范围内进行，是使淬火组织的亚稳 定进一步向稳定状态转变过程，获得稳定的组织和性能，减少 或消除淬火内应力。
开裂
裂的主要原因
后果 无法使用
防止与补救方法
应选用合理的工艺方法 变形的工件课采取校正的 方法补救，而开裂的工件只 能报废
硬度 不足
由于加热温度过低、保温时间不足、
严格执行工艺规程
冷却速度不够快或表面脱碳等原因， 无法满足使用性能 发现硬度不足，可先进行
在淬火后无法达到预期的硬度
一次退火或正火处理，再重
注意区别：
淬透性和淬硬性 淬硬性: 钢在理想条件下淬火后所能 达到的最高硬度。
影响因素: 主要取决于马氏体的含碳量。
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
C%
淬硬性与淬透性:
（两个完全不同的概念） 钢种 碳素结构钢 ( 20 ) 碳素工具钢( T12A ) 低碳合金结构钢 ( 20Cr2Ni4A )
钢材热处理的四种方法
钢材热处理的四种方法
钢材热处理是钢铁制造业中的一项重要工艺，它能够改变钢材的组织结构和性能，增强钢材的强度、韧性和耐磨性。
现在，我们将介绍热处理钢材的四种方法。
1. 火焰淬火
火焰淬火是一种常见的钢材热处理方法，它通过在钢材表面加热的同时，使用水、油或空气急冷的方式来迅速冷却钢材。
这种方法可以提高钢材的硬度和韧性，适用于生产高强度、高韧性的组件。
2. 淬火加回火
淬火加回火是一种将淬火和加回火结合起来的热处理方法。
首先，在高温下进行淬火，然后在适当的温度下进行回火，可以使钢材获得较高的强度和韧性。
这种方法适用于制造高强度和高耐磨性的零件。
3. 退火
退火是一种将钢材加热至一定温度，然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材改善韧性和可塑性，较好地适用于制造需要弯曲、拉伸和冲压的钢材产品。
4. 软化处理
软化处理是一种将钢材加热至高温，然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材获得较高的可塑性和韧性，具有优良的加工和成形
性能。
总的来说，这四种方法是钢材热处理中较为基础和常见的方法。
每种方法都有其特定的优缺点和适用范围，因此在选择热处理方法时，需要结合不同的钢材类型和使用条件来进行选择。
四大热处理工艺
四大热处理工艺
热处理工艺是一种通过改变材料的物理结构、化学成分和性质来改善其性能的技术。
在热处理工艺中，有四项主要的工艺，分别是退火、淬火、回火以及表面处理。
这四种热处理工艺都具有不同的特点和应用范围，并被广泛应用于现代工业生产中。
1. 退火工艺
退火工艺是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的工艺。
此工艺可以减少材料中的残余应力和提高硬度，改善材料的延展性和韧性，提高材料的加工性能，适用于铸造、锻造和变形加工等多种材料加工领域。
退火的最佳温度和持续时间会因材料不同而异。
2. 淬火工艺
淬火是将金属材料加热到一定温度后，通过迅速冷却来改变材料的组织结构和性质的工艺。
此工艺可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，适用于制造各种机械零部件、工具等。
淬火温度、冷却速度和时间会对最终的材料性能产生显著的影响。
3. 回火工艺
回火工艺是在淬火后，将已经变硬的材料重新加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
此工艺可以减轻材料的脆性，并使其具有较好的延展性和韧性，适用于制造各种高强度零部件，如弹簧、轴承、齿轮等。
回火的最佳温度、时间和冷却速度也会因材料不同而异。
4. 表面处理工艺
表面处理工艺是将材料表面进行改性的工艺，包括氮化、硬化、镀膜等多种方法。
通过这些方法可以改善材料表面硬度、抗腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性等，适用于制造各种高性能零部件和设备。
综上所述，四种热处理工艺在现代工业中都具有广泛的应用。
不同材料和加工要求会产生不同的需要，因此选择合适的热处理工艺不仅可以改善材料的性能，也可以提高生产效率，实现工业生产的可持续发展。
热处理原理及工艺
热处理原理及工艺热处理是一种用于改善材料性能的重要工艺。
通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变材料的晶体结构、力学性能和化学性能，从而提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。
热处理的原理是基于固体材料的晶体结构与物理性能之间的关系。
晶体结构是由原子或分子的周期性排列所组成，不同的结构会导致不同的物理性能。
在加热过程中，材料中的原子或分子会随着温度的升高而具有更高的热运动能力，从而使晶体结构发生变化。
通过控制加热温度和时间，可以实现晶体结构的改变。
常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火、表面处理等。
退火是将材料加热到特定温度，然后缓慢冷却至室温，目的是消除内部应力和改善材料的韧性。
淬火是在材料加热到高温后，迅速冷却至室温，通过快速冷却可以使材料形成硬脆结构，提高材料的硬度和强度，但也会导致内部应力增大，需要进行回火处理来消除应力。
回火是将淬火后的材料加热到适当温度，然后保温一段时间，最后缓慢冷却，目的是降低材料的硬度，提高韧性。
表面处理是在材料表面形成一层特定的化合物或合金层，用于改善材料的耐磨性、耐腐蚀性等。
热处理工艺的选择要根据材料的组成和应用要求进行。
不同材料具有不同的热处理敏感性和适用温度范围。
合理选择热处理工艺可以使材料在满足力学性能和物理性能要求的同时，减少成本和能源消耗。
总之，热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改善材料性能的重要工艺。
通过热处理可以改变材料的晶体结构和物理性能，提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等。
选择合适的热处理工艺对于提高材料的性能和使用寿命至关重要。
热处理是一种将金属或合金材料通过加热和冷却处理来改变其物理和机械性能的工艺。
它是材料加工中非常重要的一部分，因为可以通过控制热处理工艺，使材料的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性等性能得到改善。
热处理的核心原理是通过控制材料的加热温度和冷却速度，使材料的晶体结构发生变化。
材料的晶体结构决定了其宏观性能。
例如，在晶体结构较均匀的钢中，碳原子分布均匀，这样就有利于提高钢材的硬度和强度。
金属热处理11回火及表面热处理
第六节钢的回火回火是指将淬火钢加热到A 1以下的某温度保温后冷却的工艺后冷却的工艺。
一、回火的目的 1、减少或消除淬火内应力, 防止变形或开裂.2、获得所需要的力学性能获得所需要的力学性能。
淬火钢一般硬度高淬火钢一般硬度高，，脆性大性大，，回火可调整硬度回火可调整硬度、、韧性韧性。
螺杆表面的淬火裂纹二、钢在回火时的转变淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。
随加热温度升高加热温度升高，，淬火钢的组织发生四个阶段变化淬火钢的组织发生四个阶段变化。
网带式回火电炉透射电镜下的回火马氏体形貌回火马氏体回火托氏体回火索氏体200℃以下以下，，由于马氏体中碳化物的弥散析出由于马氏体中碳化物的弥散析出，，钢的硬度并不下降的硬度并不下降，，高碳钢硬度甚至略有提高高碳钢硬度甚至略有提高。
200-300℃，由于高碳钢中A’转变为M 回, 硬度再次升高升高。
大于300℃,由于Fe 3C 粗化粗化，，马氏体转变为铁素体,硬度直线下降硬度直线下降。
碳钢的回火特性 回火程度M参数碳钢的回火特性 回火程度M参数三、回火脆性淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高高而提高。
在某些温度范围内回火时内回火时，，会出现冲击韧性下降的现象的现象，，称回火脆性。
1、第一类回火脆性又称不可逆回火脆性。
是指淬火钢在250-350℃回火时出现的脆性时出现的脆性。
这种回火脆性是不可逆的逆的，，只要在此温度范围内回火就会出现脆性脆性，，目前尚无有效消除办法消除办法。
回火时应避开这一温度范围度范围。
2、第二类回火脆性又称可逆回火脆性。
是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性.回火后快冷不出现回火后快冷不出现，，是可逆的逆的。
防止办法防止办法：： ⑴回火后快冷回火后快冷。
⑵加入合金元素W (约1%)、Mo(约0.5%)。
该法更适用于大截面的零部件适用于大截面的零部件。
弹簧热处理淬火缺陷及其预防、补救、开裂1.淬火变形淬火变形、尽量做到均匀加热及正确加热工件正确选择冷却方法和冷却介质正确选择淬火工件浸入淬火介质的方式和运行方向进行及时、正确的回火淬火缺陷及其预防、补救、表面腐蚀及过烧脱碳、氧化、2.氧化、脱碳3.硬度不足加热温度过低，保温时间不足。
表面热处理的方法
表面热处理的方法
表面热处理是一种通过改变金属表面的组织和性能来改善材料性能的工艺。
以下是几种常见的表面热处理方法：
1. 淬火：将金属加热到一定温度，然后迅速冷却（通常是用水或油）。
这会使金属表面变硬，但内部仍然保持韧性。
2. 回火：在淬火后，将金属重新加热到较低温度，以减轻淬火过程中的应力并提高韧性。
回火可以调整金属的硬度和韧性，使其适应特定的应用需求。
3. 渗碳：将金属置于含碳介质中，使碳原子渗入表面。
这会提高金属表面的硬度和耐磨性。
4. 氮化：将金属暴露在氨气等含氮介质中，使氮原子渗入表面。
氮化处理可以提高金属的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
5. 表面淬火：通过感应加热或火焰加热等方法，仅对金属表面进行局部淬火。
这种方法可以在不改变整体材料性质的情况下，提高特定区域的硬度和耐磨性。
6. 激光淬火：使用激光束对金属表面进行快速加热和冷却，实现局部淬火。
激光淬火可以实现高精度的加热控制，适用于特定形状和尺寸的零件。
这些表面热处理方法可以根据不同的材料和应用需求进行选择和组合。
它们可以改善金属材料的表面性能，如硬度、耐磨性、疲劳寿命和耐腐蚀性，从而延长零件的使用寿命并提高其性能。
常用的热处理方式
常用的热处理方式热处理是一种通过改变材料的晶体结构和性能来达到预定目标的方法。
常见的热处理方式包括退火、正火、淬火、回火和表面处理等。
下面将对这些常用的热处理方式进行详细介绍。
1. 退火退火是一种通过加热和慢速冷却的方式来改善材料的性能的热处理方法。
退火可以消除材料中的应力、提高材料的韧性和塑性，并调整晶体的结构和组织。
在退火过程中，材料通常会被加热到高于临界温度，然后慢慢冷却到室温。
2. 正火正火是一种通过加热材料到适当温度并保持一段时间后，快速冷却的热处理方法。
正火能够提高材料的硬度和强度，并调整材料的组织结构。
在正火过程中，材料的加热温度和保温时间是关键因素，需要根据具体材料的特性和要求来确定。
3. 淬火淬火是一种通过将材料迅速冷却到室温以下来改变其结构和性能的热处理方法。
淬火可以使材料达到高硬度和高强度，但也容易产生脆性。
在淬火过程中，材料通常会被迅速浸入冷却介质中，如水、油或盐水，以快速冷却材料。
4. 回火回火是一种通过加热已经淬火的材料到适当温度并保持一段时间后，再经过适当冷却的热处理方法。
回火可以减轻淬火带来的脆性，提高材料的韧性和塑性。
在回火过程中，材料的回火温度和保温时间需要根据具体材料的要求来确定。
5. 表面处理表面处理是一种通过改变材料表面的化学和物理性质来改善材料的表面质量和性能的方法。
常见的表面处理方式包括镀层、氮化、渗碳、氧化和喷丸等。
表面处理可以提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性，同时也可以改善材料的外观和光洁度。
总结起来，退火、正火、淬火、回火和表面处理是常见的热处理方式。
它们通过改变材料的结构和性能，可以满足不同材料在不同应用场景下的要求。
在进行热处理时，需要根据具体材料的特性和要求，选择合适的热处理方式，并确保热处理过程的控制和操作准确无误，以获得期望的材料性能。
表面热处理
表面热处理是指通过加热金属材料表面，改变其表面组织结构和性质的一种工艺。
其作用主要在于提高材料的硬度、耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性等，从而增强其使用寿命和性能。
常见的表面热处理方法包括淬火、回火、渗碳、氮化、电渗、喷丸等。
淬火是一种常见的表面热处理方法，其原理是将金属材料加热到其临界温度以上，然后迅速冷却至室温或低温水中，使其表面产生高硬度、高强度的马氏体组织。
淬火可以提高金属材料的硬度和强度，但也会使其脆性增加，因此需要进行适当的回火处理，使其具有一定的韧性。
渗碳是将含碳气体或固体加热至高温后，使其在金属表面渗透并扩散，形成一层高碳浓度的表面层。
该方法可以增加金属材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，但也会使其变脆，需要进行适当的回火处理。
氮化是将金属材料加热至高温后，将氮气注入其表面，使其与金属表面反应形成一层氮化物层。
氮化可以增加金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时也能提高其抗疲劳性和高温稳定性。
电渗是将金属材料浸入电解质中，并加上一定的电压和电流，使其在表面形成一层氧化物层。
该氧化物层可以增加金属材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，同时也能提高其导电性和绝缘性能。
喷丸是将金属材料表面喷射高速流动的磨料，使其表面受到冲击和摩擦，形成一层高硬度的表面层。
喷丸可以增加金属材料的硬度、耐磨性和疲劳寿命，同时也能提高其表面质量。
总之，表面热处理是一种有效的金属材料加工工艺，可以提高金属材料的性能和使用寿命，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
正火、退火、淬火、回火的区别联系与热处理基础知识
正火、退火、淬火、回火退火与回火的区别在于：（简单地说，退火就是不要硬度，回火还保留一定硬度）。
退火、正火、淬火、回火对比和区别1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“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。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
2、退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
3、正火；是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
4、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710℃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。
了解退火、淬火、回火的差异和作用： 1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。
退火目的和作用:(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，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。
2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。
淬火目的和作用: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，获得所需的力学性能。
(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。
表面热处理
表面热处理表面热处理（Surface Heat Treatment）是一种在工件表面加热或冷却的工艺，通过改变表面材料的组织和性能，提高工件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性等特性。
下面是一些常见的表面热处理方法：1.渗碳（Carburizing）：将工件加热至高温，并与碳源（如固体、液体或气体）接触，使碳在工件表面扩散渗入。
渗碳可以增加工件表面的碳含量，形成具有高硬度和耐磨性的表面层。
2.淬火（Quenching）：将工件在加热后迅速冷却，使其表面经历快速的相变过程，从而形成具有高硬度和强度的马氏体组织。
淬火处理通常与热处理剂（如水、油或聚合物）的使用相结合。
3.氮化（Nitriding）：将工件加热至高温并在氮气气氛中进行处理，使氮在工件表面扩散，并与金属元素反应形成氮化物层。
氮化可以提高工件表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。
4.碳氮共渗（Carbonitriding）：结合了渗碳和氮化的特点，将工件在含有碳和氮的气氛中进行处理。
这种处理方法可在单次处理中同时增加碳和氮的含量，达到较高的硬度和强度。
5.火焰或电火花硬化（Flame/Induction Hardening）：使用火焰或电火花进行局部加热，使工件表面迅速升温。
然后通过淬火或喷水冷却，形成坚硬的表面层，改善抗磨和耐冲击性。
6.钝化（Passivation）：对钢材进行酸洗和电化学处理，以去除表面氧化和其他杂质，形成一层致密的氧化物保护层。
这可以提高钢材的耐腐蚀性能。
这些表面热处理方法可以根据工件材料、要求和应用环境选择和应用。
它们能够改善工件的表面性能，并使其适应更苛刻的工作条件。
表面热处理通常与其他热处理方法（如回火、退火等）相结合，以达到最佳的材料性能和组织结构。
第四节 退火与正火、淬火、回火、表面处理
钢
铸铁
600~650
500~550
2～4
2～4
≤100 ≤50 （炉 冷）） （炉冷））
2013年11月8日星期五
一、退火
结论： 1. 何谓退火----------缓冷 炉冷、坑冷 2. 目的 降低硬度；消除应力； 3、应用： 毛坯制造（铸、锻、焊）之后。
2013年11月8日星期五
二、正火（常化处理）
2013年11月8日星期五
三、淬火
2）双介质淬火：用于截面变化比较大的工件 • 含义：工件先在一种冷却能力比较强的介质中冷却到 300℃左右，再转入另一种冷却能力比较弱的介质中冷却 到室温的淬火工艺。 • 优点：减少淬火应力，防止变形和开裂，减少软点，综合 了两种介质的优点。 • 缺点：操作难度大 • 常见双介质淬火发方法
2013年11月8日星期五
一、退火
（三）球化退火 通用性 分类： 强 普通球化退火 效果比普 通球化好 等温球化退火 适用于球化 困难的钢 循环球化退火 到模具厂就业的同学，可以进一步研究一 下，参考书：《热处理工艺方法300问》， 图书馆有。
2013年11月8日星期五
一、退火
（四）均化退火-----自学 通用机械加工一般不用。 含义： 把钢加热到AC3线或ACCm线以上150～ 200℃，长时间保温（10～15h），然后随炉 冷却的一种工艺。 目的： 消除钢中的枝晶偏析和成分不均现象。 用途： 质量要求较高的零件。 特点： 时间长、效率低、烧损严重。 主意： 均化退火后一定进行完全退火或正火处理，以消除均化退火时长时间保温而 造成的晶粒粗大现象。
2013年11月8日星期五
何谓缓 慢冷却
一、退火
注在退 火后面
退火概述 • 退火含义： 是指把钢加热到一定温度，保温一定时 间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 关键词：缓慢冷却----------炉冷。所以，退火也称“焖火” • 分类： 根据退火工艺与目的不同，退火分为： 完全退火 注在空 等温退火 白处 球化退火 均化退火 去应力退火 • 目的：消除应力；降低硬度；为最终热处理做组织上的准备；
四种焊后热处理方法
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。
正火又称常化，是将工件加热至Ac3（Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度）或Accm（Accm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线）以上30〜50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
正火的主要应用范围有：①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。
②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。
③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。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤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。
⑥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。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。
正火主要用于钢铁工件。
一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。
有些临界冷却速度（见淬火）很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。
与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。
钢正火后的硬度比退火高。
正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。
退火、正火、淬火、回火等金属热处理工艺
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。
淬火回火表面热处理
平 衡 组 织
含1.4%C钢的组 织
球 化 组 织
3 、选择 1）考虑切削性能（刀具最佳切削硬度180—220 HBS)
表\不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度(HBS)
含碳量（％） 退火硬度 正火硬度
＜0.25
0.25～0.65
0.65－0.8
工具钢
＜150
150－180
180－220
187—217
淬透性不同的钢调质后机械性能的比较
4、应用
1）选择材料 2）选择淬火冷却介质
40Cr钢的淬透性曲线带
3.5. 淬火钢的回火
回火 (Tempering, 韧化)： 淬火钢在A1温度以下 加热、保温、冷却的工艺。
（1）回火的目的 1） 消除应力，降低脆性，减少变形和开裂； 2） 稳定组织，使AR（Retained Austenite）分解转变； 3）调整和改善性能，通过不同回火工艺提高钢的强韧性。
▪ 完全淬火：马氏体含碳量过高，易 开裂和形成大量残余奥氏体；
▪ 不完全淬火：有细小弥散渗碳体残 余，奥氏体含碳量低，因而淬火时 不易开裂，且残余渗碳体量少。
▪1
为什么过共析钢只能进行不完全淬火
T12钢正常淬火组织 T12钢过热淬火组织
3.4.1-2淬火冷却介质的选择
选用原则：为减少淬火应力，能获得M或B尽可能慢
（2）回火的组织与性能变化
1） 组织变化 100－300℃
马氏体的分解
化物＋
（回火马氏体）
M→ －碳
400℃以上
渗碳体聚集长大、 铁素体回复和再结晶 ≥500℃ 组织：块状F ＋ 粒状Fe3C （回火索氏体 ＞500℃）
200－300℃
残余奥氏体的转变 AR → B 或 M
热处理淬火和回火
86 单元6 淬火和回火工件的质量和使用性能通常取决于淬火和回火的操作技能 正确的加热和冷却规范以及熟练的操作技能是淬火、回火质量的重要保证。
技能训练1——工件淬火和回火加热规范及冷却规范的选用工件淬火和回火加热及冷却规范 对工件淬火和回火后的力学性能具有重大影响 故在实际生产中必须严格按工艺文件的规定进行操作。
因某种原因而无工艺文件时 操作者应根据零件设计图上的热处理技术要求合理选用加热和冷却规范 这也是热处理操作者应掌握的技能。
1.加热规范的选用 1淬火加热规范的选用1淬火加热温度选定工件淬火加热温度的一般步骤如下 ①根据工件材料 从有关手册或有关资料上查得工件的淬火加热温度。
例如45钢工件的淬火加热温度 从手册上查得为820840℃ OCr23Nil3钢工件为10501150℃。
上述示例说明 材料的淬火加热温度可在一定范围内选择 但不能作为工件的正式规范。
②根据工件技术要求、工件尺寸、形状和用途 从查到的淬火加热温度范围内来选择可供操作的淬火加热温度范围。
例如 将45钢的淬火加热温度范围划分为820830℃和830 87 840℃两个较窄的温度段 并将前者称为偏下限温度、而将后者称为偏上限温度。
当材料的淬火加热温度范围较宽如Ocr23Nil3钢时 可将其分为偏下限温度、适中温度和偏上限温度3个温度段。
在工件的力学性能中 强度和韧性占有最重要的位置。
实际操作时 对强度和硬度要求较高的工件 应选用偏上限温度进行淬火加热 对韧性要求较高的工件 应选用偏下限温度进行淬火加热。
小规格工件本身具有的强度较低 如果工作过程中还要受到较大载荷的作用 则在保证其强度、硬度要求的同时应具备一定韧性 以防止产生变形或裂纹 这种情况下工件应采用偏下限温度加热 大规格工件的淬透性较差 为达到相应的强度、硬度要求 应采用偏上限温度加热。
淬火和回火规范对于刃具和模具的性能具有最显著的影响。
为了满足强度、硬度和韧性要求 防止淬裂、变形、脱碳、软点等热处理缺陷产生 则要选定合理的淬火规范和回火规范。
铸件表面淬火回火的热处理过程
铸件表面淬火回火的热处理过程
机床铸造表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方
式进行。
主要技术参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。
硬度检测可采用维氏硬度计，也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。
试验力（标尺）的选择与有效硬化层深度和工件表面硬度有关。
这里涉及到三种硬度计。
维氏硬度计是测试热处理工件表面硬度的重要手段，它可选用0.5～100kg的试验力，测试薄至0.05mm厚的表面硬化层，它的精度是最高的，可分辨出热处理工件表面硬度的微小差别。
另外，有效硬化层深度也要由维氏硬度计来检测，所以，对于进行表面热处理加工或大量使用表面热处理工件的单位，配备一台维氏硬度计是有必要的。
表面洛氏硬度计也是十分适于测试表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度计有三种标尺可以选择。
可以测试有效硬化深度超过0.1mm
的各种表面硬化工件。
尽管表面洛氏硬度计的精度没有维氏硬度计高，但是作为热处理工厂质量管理和合格检查的检测手段，已经能够满足要求。
况且它还具有操作简单、使用方便、价格较低，测量迅速、可直接读取硬度值等特点，利用表面洛氏硬度计可对成批的表面热处理工件进行快速无损的逐件检测。
这一点对于金属加工和机械制造工厂具有重要意义。
当表面热处理硬化层较厚时，也可采用洛氏硬度计。
当热处理硬化层厚度在0.4～0.8mm时，可采用HRA标尺，当硬化层厚度超过0.8mm时，可采用HRC标尺。
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3.4.2 常用淬火方法
※单液淬火 操作方便，变形大
※双液淬火 水淬—油冷或油淬—空冷
※分级淬火
加热零件先在Ms点附近介质 中冷却,再取出空冷， ※等温淬火 在贝氏体转变区的介质中 冷却，得到贝氏体组织
常用淬火方法示意图
3.4.3 钢的淬透性
1 定义 ▪ 淬透性（Hardenability）
J， J ，J
图 3.29.末端淬示意图 表示， J表示末端淬火法，d（mm）为至水冷端距离，HRC为相应距离的硬度值。如：
（c）淬透性曲线
HRC
d 42
30 35
44
5
10
7 17
3、意义
淬透性的意义
淬透性好的钢材经调质处 理后，整个截面都是回火 S，力学性能均匀，强韧 性高；
而淬透性差的钢表层为 回火S，心部为片状S+F， 心部强韧性差。
淬透性不同的钢调质后机械性能的比较
4、应用
1）选择材料 2）选择淬火冷却介质
40Cr钢的淬透性曲线带
3.5. 淬火钢的回火
回火 (Tempering, 韧化)： 淬火钢在A1温度以下 加热、保温、冷却的工艺。
（1）回火的目的 1） 消除应力，降低脆性，减少变形和开裂； 2） 稳定组织，使AR（Retained Austenite）分解转变； 3）调整和改善性能，通过不同回火工艺提高钢的强韧性。
（2）回火的组织与性能变化
1） 组织变化 100－300℃
马氏体的分解
化物＋
（回火马氏体）
M→ －碳
400℃以上
渗碳体聚集长大、 铁素体回复和再结晶 ≥500℃ 组织：块状F ＋ 粒状Fe3C （回火索氏体 ＞500℃）
200－300℃
残余奥氏体的转变 AR → B 或 M
300--400℃ 碳化物的形成 －碳化物→Fe3C
→ 针状 F
组织：针状F + 细粒状 Fe3C
( 回火托氏体（350－500℃） )
2） 性能变化
随着回火温度升高,淬火钢的强度,硬度下降,塑性升高, 韧性呈升高趋势,但中间出现两次下降（回火脆性） 。
图. 40钢在不同回火温度的性能变化
回火脆性 第一类回火ห้องสมุดไป่ตู้性
发生在300℃左右，是 一种不可避免的脆性， 亦称不可逆回火脆性。 第二类回火脆性 发生在570℃左右，但 回火以后较快冷却可以 避免。
3.4.2 常用淬火方法
▪ --双液淬火 ▪ 优点：大大减小工件的淬火应力和变形
开裂倾向。 ▪ 缺点：操作难度较高。 ▪ 适用：小批量
3.4.2 常用淬火方法
▪ 分级淬火 ▪ 优点：操作简单。可有效防止应力和
开裂。 ▪ 缺点：需要盐浴炉 ▪ 适用：小工件大批量。
3.4.2 常用淬火方法
▪ 等温淬火 ▪ 目的：得到B下 ▪ 优缺点：同分级淬火，也需要盐浴
淬火回火表面热处理
1
Review
金属热处理是通过加热、保温、冷却， 以改善材料内部结构与性能的工艺方法。
根据工艺方法 热处理可分为三大类： 普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面热处理：表面淬火和表面化学热处理 其它热处理：形变热处理，超细化热处理, 真空热处理等
3.3 退火与正火 1、定义 退火（Annealing）
正火还可以消除网状渗碳体，利于后续球化退火。
2、工艺 ▪1
3.3 钢的退火与正火
1）完全退火 ▪ 特点：完全A化 ▪ 缺点：周期很长，成本高。
2）等温退火 ▪ 特点：完全A化 ▪ 周期短，成本低
3）球化退火
▪ 适用：高碳钢 ▪ 目的：降低硬度，改善切削性能。 ▪ 加热温度：Ac1+30～50℃
直译：钢可淬火硬化的能力, 钢淬火时获得马氏体的难易程度。 ▪ 它主要取决于钢中合金元素，合金元素的种类和含量越高，钢的淬透性越高。
钢的淬透性对零件淬硬层深度的影响
a)
b)
图3.28 淬火时零件截面上的冷速变化及结果
a）未淬透 b）淬透
2、测定 ----末端淬火法（GB 225－88）
钢的淬透性值以 J
平 衡 组 织
含1.4%C钢的组 织
球 化 组 织
3 、选择 1）考虑切削性能（刀具最佳切削硬度180—220 HBS)
表\不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度(HBS)
含碳量（％） 退火硬度 正火硬度
＜0.25
0.25～0.65
0.65－0.8
工具钢
＜150
150－180
180－220
187—217
图 淬火钢的韧性与回火温度的关系
3）回火工艺
回火 名称
低温 回火
回火温度 150－250℃
回火后 组织
性能特点及主要应用
回火 马氏体
高硬度，高耐磨性。 适用于工具、齿轮，滚动轴承等
中温 回火
350－500℃
回火 托氏体
高弹性极限，屈服极限和抗疲劳性能 适用于弹性元件，部分模具
高温 回火
500－650℃
▪ 淬火后获得马氏体或贝氏体组织。
3.4.1-1淬火加热温度的选择 碳钢的淬火加热温度范围
1、亚共析钢 AC3＋(30－50℃)
2、过共析钢 Ac1＋(30－50℃)
为什么亚共析钢要进行完全淬火
▪ 完全淬火——得到完全马氏体。 ▪ 不完全淬火——马氏体组织中有铁
素体出现。
为什么过共析钢只能进行不完全淬火
冷。
※水 适用于碳钢，
变形开裂倾向大。
※盐水 10％的NaCl水溶液，适用于低碳钢，
※油 常用10号机油，适用于合金钢，不能用于碳钢
冷却。
理想的淬火冷却曲线图
3.4.2 常用淬火方法
1.单液淬火 ➢ 优点：工艺简单，操作方便。 ➢ 缺点：淬火应力大，工件易变形。 ➢ 适用：形状简单的中、低碳钢工件。
回火 索氏体
高的综合力学性能. 适用于轴类，杆类零件，以及齿轮的表面淬火 前处理。
淬火+高温回火称为调质处理。
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32
▪ 完全淬火：马氏体含碳量过高，易 开裂和形成大量残余奥氏体；
▪ 不完全淬火：有细小弥散渗碳体残 余，奥氏体含碳量低，因而淬火时 不易开裂，且残余渗碳体量少。
▪1
为什么过共析钢只能进行不完全淬火
T12钢正常淬火组织 T12钢过热淬火组织
3.4.1-2淬火冷却介质的选择
选用原则：为减少淬火应力，能获得M或B尽可能慢
将钢加热到预定温度，保温后缓慢冷却（炉冷），获得接近平衡组织的热处理工艺。 正火（Normalizing）
将钢加热到奥氏体状态,保温后在空气中冷却的工艺。
1..退火与正火
（1） 目的 ▪ 例、齿轮加工工艺路线 ▪ 毛坯锻造——正火（退火）——机加工——热处理——精加工---1） 消除应力 以减少铸锻焊和其它加工零件变形,开裂倾向； 2） 细化晶粒，消除组织缺陷为后续热处理作准备。 3） 调整硬度，改善切削性能（退火可降低硬度，正火可适当提高硬度）；
＜156
156－228
228－280
230—340
中低碳钢采用正火， 高碳钢和工具钢采用退火有利于切削。
2）考虑使用性能 正火比退火硬，正火优先。 3）考虑经济性 正火生产周期短，成本较低
真空退火炉
3.4 钢的淬火
▪ 淬火： Quenching 激冷
▪
Hardening 硬化
▪ 把钢加热— 保温— 快冷使零件硬化的热处理工艺。