正火和退火的应用实例
钢的正火与退火(经典4把火)22页PPT
逻辑与科学技术逻辑就是事情的因果规律，逻辑学就是关于思维规律的学说。
这是对逻辑和逻辑学比较经典的定义。
我认为对逻辑学的经典定义是不太科学的，是因为这个定义强调了“思维规律”而不是思维原则。
逻辑的重点是原则，即自然规律所决定的原则，也就是说脱离自然规律的思维是没有逻辑的。
但是这个经典的逻辑学定义显然将思维规律放到了主要位置上，为人为编造“逻辑”提供了一道后门。
下面我来简单分析研究一下逻辑的定义问题：逻辑是事物产生和变化的必然的因果关系，具体有对立关系和层次关系。
对立关系就是指是非关系，也就是非此及彼的关系。
如正确与错误、高与低、前与后等等这是一种必然的对立关系；层次关系就是具有数和量上区别的关系。
无论什么逻辑关系在宏观上无法确认时都必须进入微观才能通过测定而有效的下判断，因而逻辑关系的判断往往决定于现时代的科学技术水平。
也就是说逻辑的判断实际上是依赖科学技术的，科学技术的有限性也决定了逻辑判断的有限性。
由于科学技术的有限性造成了微观上的观测不稳定和不确定，不少人就忘记了逻辑的确定性和必然性是基本物质属性决定的而否定了事物产生和变化的必然性，于是就发明了“不稳定性”、“不确定性”原理。
说好听点叫做“发明”，本质上就是人为编造了这些滑稽的“原理”来掩盖自身的观测判断能力。
地球上人类身边的事物没有正确认识的可以说遍地都是，微观世界、宏观世界人类不认识的事物就更多了，如果我们不一步一个脚印按照自然规律决定的原则——逻辑进行研究，必然引入大量的“人造”内容参与，越到后面我们无法解释的自然现象也必然越多，这样的科学研究显然是一种失败。
承认人类自身对自然的观测能力有限是明智的，不想承认这个事实是自以为聪明的弱智。
只有承认自己的科学技术有限才能想方设法发展自己的科学技术深入研究大自然，无论什么层次，自然规律都决定了必然性的逻辑关系，所谓“相对关系”是与人类有限的观测能力——科学技术伴生的。
逻辑的必然性决定了科学技术的发展，科学技术的发展决定了人类的逻辑判断能力，但是科学技术的发展改变不了逻辑的必然性。
热处理工艺应用
热处理工艺是一种利用加热和冷却的方式来改变金属材料的微观组织结构，以改善其力学性能、物理性能和化学性能的金属加工工艺。
热处理工艺广泛应用于冶金工业、机械制造业、汽车工业、航空航天、兵器制造等诸多领域，具体应用主要包括以下几个方面：退火：目的：降低材料硬度，改善切削性能；消除加工应力，防止工件变形；细化晶粒，改善组织结构，均匀材料的化学成分。
应用实例：钢铁制品在锻造、焊接或冷成型后进行退火，以消除内应力，恢复材料的塑性和韧性。
正火：目的：细化晶粒，均匀组织，改善切削性能，调整硬度，为后续淬火做好组织准备。
应用实例：对于低碳钢，正火可替代完全退火，提高强度和硬度。
淬火：目的：通过快速冷却硬化材料，提高硬度和耐磨性，获得马氏体或贝氏体等高强度组织。
应用实例：工具钢、轴承钢、弹簧钢等在制造刀具、模具、轴承部件时，进行淬火以获得所需的高硬度和强度。
回火：目的：调整淬火后的硬度，提高韧性，稳定尺寸，消除内应力。
应用实例：淬火后的工件再进行不同温度下的回火处理，以获得所需的综合力学性能。
调质处理：目的：综合提高材料的韧性和强度，改善材料的整体性能。
应用实例：主要用于结构钢的制作，如汽车零部件、机械设备的重要承载件等。
渗碳、渗氮、渗金属：目的：在工件表面形成一层高硬度、耐磨损、耐腐蚀的化合物层，提高表面性能。
应用实例：在齿轮、轴类零件表面进行渗碳处理以提高表面硬度和耐磨性，而在飞机发动机部件上进行渗氮处理以增强疲劳强度和耐高温氧化性能。
时效处理：目的：析出并固化合金元素，提高材料的强度和硬度，稳定尺寸。
应用实例：铝合金、镁合金等轻金属材料在成型后进行自然时效或人工时效处理，以获得较高的机械性能。
总之，热处理工艺在现代工业生产中不可或缺，它可以显著提升金属材料的各种性能，使之更好地适应各种复杂的工程应用需求。
钢材的正火、回火、退火
退火：把钢加热到临界点Ac1以上或以下的一定温度，保温一段时间，随后在炉中或埋入炉中或导热性较差的介质中，使其缓慢冷却以获得接近平衡状态的稳定的组织。
正火：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，适当保温后，从炉中取出在静止的空气中冷却至室温。
回火：将淬火后的钢加热到Ac1线以下的某一温度，在该温度下保温一定时间（2-4小时），然后取出在空气或油中冷却。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1线以上30-50℃，保温一定时间后，在水或油中快速冷却，以获得马氏体组织。
正火对焊材的影响：
例：J507经过正火后抗拉强度会下降（50-70MPa）,因此会造成焊缝的强度降低，因此对于要经过高温正火的焊缝，要考虑是否用强度较高和韧性好的焊材代替。
J507可用J607或J607NI代替。
(3) 各类不銹钢焊接后热处理：
不锈钢之所以不锈，是因为铬元素，以往发现铬含量必须具有12%以上，才能形成密积的表面氧化膜而达到防蚀保护的作用，所以任何不钢钢的热处理必须考虑到对铬之成份有无造成任何变化。
不銹钢内所含之铬元素，经焊接之后，在高温区域(热影响区)往往会扩散析出与碳结合成碳化铬，而造成局部之铬成份减少，无法形成保护膜，而穿孔等腐蚀情形经常在这些热影响区中发生，為补救这种情形业者经常在焊接完后，将物件以热处理，其作用為使其他区域之铬元素扩散到此铬缺少区域，以达到保护作用。
钢的四把火及应用
退火：将钢加热到一定温度后炉冷处理正火：将钢加热到一定温度后空冷处理淬火：将钢加热到一定温度后水冷或油冷处理回火：将淬火过的钢重新加热到一个温度冷却1. 钢的退火钢的退火是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组的热处理工艺。
退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。
退火的目的在于：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。
②软化工件以便进行切削加工。
③细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能。
④为最终热处理（淬火、回火）作好组织准备。
常用的退火工艺有：①完全退火。
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。
②球化退火。
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。
③等温退火。
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。
④再结晶退火。
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50～150℃，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。
⑤石墨化退火。
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火。
用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。
方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
退火、正火和回火时的组织转变、性能变化及实际应用
退火、正火和回火时的组织转变、性能变化及实际应用一、退火时的组织转变、性能变化及实际应用1、扩散退火是为了消除化学成分的不均匀，改善组织。
扩散退火是一种加热温度高、保温时间长的热处理方法。
其生产效率低，热能消耗大，工件氧化及脱碳也很严重，以致金属损失大。
故只有在必要时才使用，一般只用于高合金钢铸锭和大型铸件。
2、完全退火在加热过程中，使钢的组织全部转变的奥氏体，在冷却过程中，奥氏体转变为细小而均匀的平衡组织，从而降低钢的强度，细化晶粒，充分消除内应力。
完全退火主要用于亚共析钢，过共析钢不宜采用完全退火。
由于完全退火工艺往往需要很长时间，生产中多采用等温退火来代替完全退火。
3、球化退火是使钢获得球状组织的工艺方法。
所谓球状组织是指呈球状小颗粒的渗碳体，均匀地分布在铁素体基体中的混合物。
在球化退火前，若钢的原始组织中有明显网状渗碳体时，应先进行正火处理。
球化退火后的性能和应用范围见初级部分。
4、去应力退火详见初级部分。
二、正火时的组织转变、性能变化及实际应用详见初级部分。
三、回火时的组织转变、性能变化及实际应用1、低温回火（＜250℃）低温回火得到的组织是回火马氏体，其性能是：具有高的硬度（HRC58～64）和高的耐磨性，和一定的韧性。
主要用于刀具、量具、拉丝模以及其它要求硬而耐磨的零件。
2、中温回火（250℃～500℃）中温回火得到的组织是回火托氏体，其性能是：具有高的弹性极限、屈服点和适当的韧性，硬度可达HRC40～50。
主要用于弹性零件及热锻模等。
3、高温回火（＞500℃）高温回火得到的组织是回火索氏体，具有良好的综合力学性能（足够的强度与高韧性相配合），硬度达HRC25～40。
生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为“调质”。
调质处理广泛用于受力构件，如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等零件。
调质与正火相比较，不仅强度较高，而且塑性和韧性远高于正火钢，这是由于调质钢的组织是回火索氏体。
因此，重要零件应采用调质。
退火与正火热处理的特点及应用
类型
方法
退火与正火热处理的特点及应用特点ຫໍສະໝຸດ 将钢加热到适当温退火
度，保持一定的时 间，然后缓慢冷却
（一般随炉冷却）
改善金属材料的塑性和 韧性，使化学成分均匀 化，去除残余应力或得 到预期的力学性能
正火
将钢加热到一定温 度，保温适当时间后 再空气中冷却
正火的冷却速度比退火 快，故正火后得到的组 织比较西米，强度、硬 度比退火钢高
正火热处理的特点及应用
应用 根据加热温度和目的不同，常用的退火方法有完全退 火，球化退火和去应力退火三种 （1）完全退火，主要用于中碳钢及低、中碳合金结构 钢的锻件、铸件、热轧型材等，有时也用于焊接件 （2）球化退火。用于碳素工具钢、合金工具钢、合金 工具钢、滚动轴承钢 （3）去应力退火。用于消除毛坯、构件和零件的内应 力 （1）对于低、中碳合金结构钢，正火的主要目的是细 化经理、均匀组织、提高力学性能，另外还可以起到调 整硬度、改善切削加工性能的作用 （2）对于力学性能要求不高的普通结构零件，正火可 作为最终热处理 （3）对于高碳的过共析钢，正火的主要目的是改善组 织，为球化退火和淬火做准备
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
钢材热处理4把火：退火、正火、淬火、回火的形象比喻
退火、正火、淬cuì火和回火钢材的热处理：工业四火，它们是：退火、正火、淬火[ cuì huǒ ]、回火今天我们就来谈谈它们的区别退火就是将金属缓慢加热到一定温度保温一段时间然后缓慢的冷却到室温想一想你煮了碗面但是太烫了所以你要把它放一边让它冷一冷再吃退火就是这个道理正火就是将金属加热到临界温度以上30-50℃保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺听起来只不过正火的冷却速度稍快生产周期短因为正火是这样降温的↓↓↓往往能更快吃到面也就是能更快的得到产品所以退火与正火同样能达到零件性能要求时尽可能选用正火如果说退火和正火是亲兄弟那淬火和回火就是不离不弃的好伙伴了淬火就是将金属加热到临界点以上这个时候金属内部的结构和状态就会发生变化—奥氏体化我们需要保温一定的时间来让金属进行这种变化然后以大于临界冷却速度冷却以得到介稳态马氏体组织或下贝氏体组织这个快速冷却的方法通常是这样的淬火后就得到了马氏体组织但是这个组织状态内部结构极其不平衡虽然硬度高但塑性、韧性差脆性也大因此淬火后的金属不会作为成品出厂毕竟厂家也不傻这种不能进行二次加工的比Iphone 6s 屏幕都脆的金属没人会要所以回火的作用就体现出来了！在金属被淬硬后将其加热到临界温度以下的某一温度保温一段时间让金属内组织能够均匀分配之后再冷却到室温就能得到既有一定的强度、硬度又有一定的塑性、韧性的成品这就是1+1>2的完美例子！说了上面那么多关于退火、正火、淬火、回火的区别，也就差不多了，所以，其实“淬火”和“回火”可以让面也爽脆起来嘛~。
第四节钢的退火与正火
（2）球化退火 1、定义：将钢加热到Ac1以上20~30 ºC,保温后随炉缓冷至600 ºC，出 炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金工具钢。 （3）去应力退火 1、定义：将钢加热到500--600 ºC,保温后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空 冷。又称低温退火。 2、目的：消除铸件：用于所有的钢。 （4）扩散退火 扩散退火是将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为 1050℃～1150℃），长时间（一般10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷 却到室温。扩散退火的主要目的是均匀钢内部的化学成分。主要适用于 铸造后的高合金钢。
碳钢的淬火温度范围
2．加热时间的确定 加热时间由升温时间和保温时间组成。由零件入炉温度升至淬火温度所 需的时间为升温时间，并以此作为保温时间的开始。保温时间是指零件 烧透及完成奥氏体化过程所需要的时间。加热时间通常根据经验公式估 算或通过实验确定。生产中往往要通过实验确定合理的加热及保温时间， 以保证工件质量。 3．淬火冷却介质的确定 淬火过程是冷却非常快的过程。为了得到马氏体组织，淬火冷却速度必 须大于临界冷却速度Vk。但是，冷却速度快必然产生很大的淬火内应力， 这往往会引起工件变形。 淬火的目的是得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂。理想的 淬火冷却曲线如下图所示。
理想淬火冷却曲线示意图
只要在“鼻尖”温度附近快冷，使冷却 曲线躲过“鼻尖”，不碰上C曲线，就 能得到马氏体。也就是说，在“鼻尖” 温度以上，在保证不出现珠光体类型组 织的前提下，可以尽量缓冷；在“鼻尖” 温度附近则必须快冷，以躲开“鼻尖”， 保证不产生非马氏体相变；而在Ms点附 近又可以缓冷，以减轻马氏体转变时的 相变应力。但是到目前为止，还找不到 完全理想的淬火冷却介质。 常用的淬 火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各 种矿物油、植物油。 4．淬火方法 选择适当的淬火方法同选用淬火介质一 样，可以保证在获得所要求的淬火组织 和性能条件下，尽量减小淬火应力，减 少工件变形和开裂倾向。 （1）单液淬火 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。
钢的加热退火与正火ppt
正火工艺
预热
01
将钢件加热到一定温度，保温一段时间，使钢件充分加热均匀
。
加热
02
将钢件加热到正火温度，保温一段时间，使奥氏体晶粒充分长
大并均匀分布。
冷却
03
将加热后的钢件进行冷却，使奥氏体晶粒转变成为多边形的铁
素体和珠光体组织。
正火后的组织与性能
组织转变
正火后，奥氏体转变为多边形的铁素体和珠光体组织，其中珠光体含量较高 ，铁素体含量较低。
加热速度对正火的影响
加热速度对正火过程的影响主要表现在奥氏体化程度 和冷却速度上。
快速加热后进行水冷或空冷会提高冷却速度，使材料 中的碳化物来不及析出，从而影响材料的韧性。
随着加热速度的增加，奥氏体化程度增加，材料的强 度和硬度提高。
加热速度过快可能导致材料表面氧化和脱碳现象加剧 ，影响材料表面的质量。
06
பைடு நூலகம்退火与正火的缺陷及预防措施
退火过程中的缺陷及预防措施
氧化和脱碳
在退火过程中，钢的表面会与空气中的氧气和水分发生反应，导致钢的表面形成一层氧化 膜和脱碳层。预防措施包括使用保护气体或真空环境进行退火处理，以减少氧化的发生。
变形和弯曲
由于温度分布不均匀或者冷却速度不一致，退火过程中可能会出现钢的变形或弯曲。预防 措施包括使用更加精确的温度控制技术和冷却速度控制技术，以确保温度分布和冷却速度 的一致性。
裂纹和气孔
在正火过程中，由于加热速度过快或者冷却速度过快，可能会导致钢的表面出现 裂纹或气孔。预防措施包括控制加热速度和冷却速度，避免出现过快的温度变化 。
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《钢的加热退火与正火ppt 》
2023-10-25
热处理正火和退火
单元5 正火和退火正火和退火是热处理操作中最基本的操作方法，工件通常在毛坯状态或粗加工后进行正火或退火。
退火的工艺操作方法较多，如均匀化退火、完全退火、等温退火、球化退火和去应力退火等。
无论正火或任何一种退火操作，都离不开加热和冷却，而掌握热处理的操作技能就是要掌握加热温度、加热方法和冷却方法。
尽管正火和各种退火的工艺规范不同，但一些基本操作方法是相同的。
在掌握基本操作方法的前提下，再分别考虑不同钢种、不同形状和尺寸的工件特殊要求，使之得到满意的操作效果。
技能训练1——工件正火和退火加热规范及冷却规范的选用 1.加热规范的选用技能加热规范主要指加热温度和加热时间，而加热温度又是加热规范中最重要的参数。
正火和退火的加热温度大多是由材料的相变点决定的，当材料确定后，就由该种材料的相变点A1、A3、Acm加上常数从而确定加热温度。
(1)选择原则1)工件使用的材料 不同化学成分的材料相变点的温度不同，而相变点是决定加热温度的主要依据，所以材料不同，加热规范也不同。
2)工艺方法 即使是同一材料，但因热处理工艺方法不同，加热温度也不同。
如正火和退火的温度不同，同样是退火，而均匀化退火和等温退火的温度也不同。
3)加热设备 设备不同则加热温度也有差异。
工件的材料相同可使用同一种热处理工艺方法，但在盐浴炉加热时温度通常要比在电阻炉加热低l0～20℃。
4)工件形状和尺寸 大尺寸工件加热温度偏高;工件形状复杂，加热温度要低。
5)装炉量 工件装炉量不同，装料方式不同，即使是相同的材料、使用相同的设备但加热系数不同。
装炉量大加热时间长，装炉量小就可缩短加热时间。
工件装料方式不同，加热时间也有差异。
密装时可延长加热时间，工件散装时可减少加热时间。
(2)正火加热规范的选用1)正火加热温度 钢的正火加热温度为Ac3或Ac cm+(30～50)℃。
因此只要在手册中查到不同钢种的A3或Acm，则正火温度基本可以确定。
但这种方法比较麻烦，大多数手册中已将正火温度算好，直接列在表中，因此当工件钢种牌号确定后，直接查阅手册就可获得正火温度范围。
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围钢的常用退火工艺包括：
1．完全退火：主要用于亚共析钢，目的是细化晶粒、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2．不完全退火：用于亚共析钢，将钢加热至AC1-AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
3．球化退火：用于共析钢、过共析钢和合金工具钢，使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
4．均匀化退火：也称扩散退火，将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
5．再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
6．去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
而正火工艺的应用范围主要包括：
1．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．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．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．铸钢件：可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
5．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．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。
钢的退火与正火.
）
完全退火（亚共析钢） 加热温度 Ac3 + 30～50℃ 缓冷→ F + P 目的：细化晶粒，均匀化组织， 降低硬度 → 切削性↑ 等温退火（亚共析钢） 等温转变→F + P，再缓冷 球化退火（共析、过共析钢） 在Ac１+ 20～40℃保温， 使Fe3C 球化，再缓冷 → 球状P（F + 球状F3C） 目的：硬度↓,切削性↑,韧性↑
细化晶粒，组织均匀化，增加亚共析钢中P%（S%） → 强度、韧性、硬度↑
）
2) 预先热处理 —— 淬火、球化退火前改善组织。
3) 增加低碳钢的硬度，以改善切削加工性能。
of
3.5 & Chapter 3
扩散退火 加热至略低于固相线 目的：使成分、组织均匀 再结晶退火 加热温度 T再 + 100～200℃ 目的：消除加工硬化 去应力退火 加热温度＜ Ac1 ，一般为 500～ 650℃ 目的：消除冷热加工后的内应力
三、正火工艺及其应用
加热、保温后，空冷→ S（ + F 或 Fe3C粒
加热温度 Ac3 ( Accm ) + 30～50℃， 空冷 → S 过共析钢正火加热温度 必须高于Accm。 其目 的是消除网状渗碳体。 应用： 1) 钢的最终热处理
第四节钢的退火与正火一、退火和正火的目的•降低或提高硬度，便于进行切削加工。
•消除残余应力。
•细化晶粒，改善组织以提高钢的力学性能。
•为最终热处理作好组织准备。
二、退火工艺及其应用
•完全退火和等温退火
（亚共析钢）
•球化退火
（共析、过共析钢）
•去应力退火 •扩散退火
加热、保温后，缓冷(炉冷)→ 近平衡组织 P（ + F 或 Fe3C球
钢的退火和正火
第18讲 钢的退火和正火
4）扩散退火
又称为均匀化退火 。 工艺规范：
加热温度：略低于相图上的固相线。 目的：
消除偏析。 应用：
合金钢铸锭及大型铸钢件或铸件。
思考：扩散退火后组织是否粗大？ 如何改善？：
完全退火或者正火，来消除过热缺 陷，细化晶粒 其他：再结晶退火、 去应力退火
第18讲
二、正火工艺及应用
钢的退火和正火
第18讲 钢的退火和正火
二、正火工艺及应用
1.正火的定义
正火是将钢加热至Ac3或Accm+ 30C～50C，保温后 空冷以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。(A →S) 与退火相比，正火冷却速度快，得到较细的P，强度 和硬度也较高。
2.正火的目的
正火的目的与退火基本相同。
3.正火的应用
②消除残余内应力 ③细化晶粒，改善组织 ④为最终热处理（淬火和回火）作组织准备
退火工艺示意图
第18讲 钢的退火和正火
3.退火的种类 第一类退火：
不以组织转变为目的，使钢的不平衡状 态过渡到平衡状态。
如： 去应力退火、再结晶退火等。
第二类退火：
以改变组织和性能为目的。 如： 完全退火、等温退火、球化退火等。
2、试为网状渗碳体严重的T12钢选用合适的预备热处理工艺。
谢谢
完全退火。
④wC%＞0.77%的高碳钢，先用正火消除网
状Fe3C，再进行球化退火。
退火和正火通常属于预备热处理。
第18讲 钢的退火和正火
小结 一、退火工艺及应用 二、正火工艺及应用
第18讲 钢的退火和正火
思考题
1、分别为20钢、45钢（平均含碳量为分别为0.2%、0.45%） 选择合适的预备热处理工艺。
正火和退火的应用实例（5类）
正火和退火的应用实例（5类）目录正火和退火的应用实例 (2)一、【产品名称及规格】：钢板 (2)二、【产品名称及规格】：螺母，D204X195 (2)三、【产品名称及规格】：千分尺弓架0-25mm、25-50mm、50-75mm (2)四、【产品名称及规格】：转向器转向螺杆D35X244 (2)五、【产品名称及规格】：三级内齿圈Φ238/Φ192×105 (3)正火和退火的应用实例一、【产品名称及规格】：钢板【材料牌号】：45#【技术要求】：HRC20~25【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860°CX120min，出炉空冷二、【产品名称及规格】：螺母，D204X195【材料牌号】：QT500-7A【技术要求】：HB240-270【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860°CX120min，出炉空冷三、【产品名称及规格】：千分尺弓架0-25mm、25-50mm、50-75mm【材料牌号】：20#【技术要求】：焊后消除应力【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：去应力退火【热处理工艺】：随炉升温，温度300℃，保温时间3h，出炉空冷。
【备注】：使用30KW高频进行弓架焊接搭子，焊接剂为脱水硼砂，焊片为105焊接铜片，必须焊后当班进行去应力处理。
四、【产品名称及规格】：转向器转向螺杆D35X244【材料牌号】：20CrMnTi【技术要求】：HB156~207 晶粒度5~8级【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：950°CX90min 出炉摊放。
空冷【备注】：装炉量200公斤五、【产品名称及规格】：三级内齿圈Φ238/Φ192×105【材料牌号】：42CrMoA【技术要求】：HB≤269【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860℃保温3h 出炉空冷。
正火、退火、回火、淬火热履历及目的
正火、退火、回火、淬火热履历及目的淬火、退火、回火和正火是材料热处理中常用的四种方法，在五金加工行业可以算得上是热处理的四大天王，它们有不同的作用，可针对材料性质进行调整，以满足不同的工程应用需求。
1.淬火淬火是一种将高温金属或合金迅速冷却的过程，以达到增强产品硬度和强度的目的。
淬火可以改善材料的力学性能，提高硬度和强度，但缺点是容易引起材料脆性，并且易于出现开裂和变形等问题。
以下产品可选择使用淬火：-机械零件：如轴、齿轮和摩擦片等。
-刀具：如钻头和刀片等。
-弹簧：如扭簧和拉簧等。
2.退火火是一种将材料加到一定温度，并慢降温的过程以消除材料内部的应力并提高其可加性和塑性。
退可以使材料更易于成形但其缺点是会导致材料降低硬度和强度。
以下产品可以选择使用退火：-薄壁零件：如汽车外壳、钣金制品等。
-大型铸件：如汽车发动机缸头、齿轮箱等。
-电子元器件：如集成电路。
3回火回火是一种先淬火再加热到一定温度，并持续加热和保温的过程，通过消除淬火过程中材料产生的内部应力来提高材料的韧性和可加工性。
回火可以使材料更耐用，但其缺点是会降低硬度和强度。
以下产品可以选择使用回火：-刀具：如切割机刀片等。
-弹簧：如压簧和张簧等。
-内部结构较为复杂的工件：如汽车发动机零件等。
4.正火正火是一种将钢材加热至一定温度，然后冷却的方式。
通过正火可以调整钢材的性质，通常用于控制钢材的硬度和韧性，让其性能更加符合生产需求。
以下产品可以选择使用正火：-工程机械、建筑机械等大型设备：如汽车、拖拉机、挖掘机等-农具、锯条等传动部件：如镰刀、锯齿等-工矿企业的机械设备：如电机、风机、污水处理设备、起重机等。
除了上述四种热处理工艺，还有调质、表面硬化等。
调质是将已经淬火后的金属加热至温度区间内保温，使得金属组织均匀化和完善化，以达到硬度和韧性的平衡状态。
表面硬化是指通过特定的热处理工艺，在材料表面产生一层高硬度的组织结构，从而提高材料的表面硬度和耐磨性，一般用于制造高强度、高耐磨材料的零部件。
正火、退火特点及应用
处理和机械加工做组织准
削加工
备
1.冷变形后的金属，经再结 晶退火可以消除加工硬
化，从而消除内应力，降 1.用于恢复冷变形前的组 低硬度，提高塑性，以利 织和与性能(例如：冷轧、
于继续进行机械加工 2.热 冷拉、冷冲制件)并消除内
加工后，由于冷却速度快， 应力 2.用于冷变形的中间
再结晶进行的不完全，因 工序，以利于进一步加工
或 ACm 以上 40~60,保温一定时间，
3
140~190HBS，有利于切削加工 2.消除共析钢中的网状
然后以稍大于退火的冷却速度，冷却下来，如空冷，风 冷，喷雾等，得到片层间距较小的珠光体组织（有的叫
碳化物，为球化退火做准备，3.作为中碳钢，合金钢淬 火前的预备热处理，以减少淬火缺陷 4.用于淬火返修件 消除内应力和细化组织，以防重淬火时产生变形与裂纹
工艺名称 完全退火 不完全退火 球化退火
等温退火 扩散退火 再结晶退火 去除应力退火
正火、退火
目的
应用范围
1.细化晶粒 2.消除魏氏组 织和带状组织 3.降低硬度， 1.用于亚共析钢的中小型
提高塑性，利于切削加工 铸件、锻件和热轧钢材 2.
4.消除内应力 5.对于铸件 用于亚共析钢的预先热处
可消除粗晶，提高冲击韧
1.用于改善c 大于 0.65%
的碳素工具钢，合金工具 钢及轴承钢的组织，从而 获得良好的加工性能，并 为最后热处理做好组织准
备
1.采用等温退火，由于奥氏
体等温分解是在恒温下进
行，因而所得到的珠光体 组织均匀(特别是对于大截 面的零件)从而获得均匀的
1.可根据等温退火的目的 在生产中广泛采用，特别 是亚共析钢和共析钢 2.合
理
热处理有哪几种及其应用场景
热处理有哪几种及其应用场景在现代工业生产中，热处理是一项至关重要的工艺，它能够显著改善金属材料的性能，满足各种不同的使用要求。
热处理的方法多种多样，每种方法都有其独特的特点和适用的场景。
接下来，让我们详细了解一下常见的热处理方式及其应用。
一、退火退火是将金属材料加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
其主要目的包括：消除材料内部的残余应力，降低硬度，提高材料的塑性和韧性，便于后续的加工成型。
例如，在铸造或锻造后的零件中，往往存在较大的残余应力和较高的硬度，通过退火处理可以有效改善这些问题，使零件更易于切削加工。
此外，退火还可以细化晶粒，均匀组织，提高材料的性能稳定性。
在一些对材料性能要求较高的场合，如精密仪器制造中，退火处理是必不可少的工序。
二、正火正火是将钢件加热到临界温度以上 30 50℃，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺。
正火与退火相比，冷却速度较快，因此得到的组织更细，强度和硬度也相对较高。
正火常用于改善低碳钢和中碳钢的切削性能。
在一些机械零件的制造中，如果对硬度和强度有一定要求，但又不需要像淬火那样获得高硬度，正火是一种经济有效的选择。
同时，正火还可以用于消除过共析钢中的网状渗碳体，为后续的热处理做好组织准备。
三、淬火淬火是将钢件加热到临界温度以上，保温一定时间，然后在冷却介质中迅速冷却的热处理工艺。
淬火的主要目的是获得高硬度和高强度的马氏体组织。
常见的冷却介质有水、油和盐水等。
淬火可以显著提高金属材料的硬度和耐磨性，广泛应用于制造各种工具、模具和机械零件。
例如，刀具在工作时需要承受较大的摩擦力和冲击力，通过淬火处理可以使其具备足够的硬度和耐磨性，延长使用寿命。
但需要注意的是，淬火后的材料往往存在较大的内应力，脆性增加，因此通常需要进行回火处理来降低脆性。
四、回火回火是将淬火后的钢件加热到低于临界温度的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
回火的目的是消除淬火产生的内应力，降低脆性，调整材料的性能。
钢的退火种类及应用
钢的退火种类及应用钢的退火是指通过加热和冷却的过程来改变钢的组织和性能。
退火可分为多种类型，每种类型都有特定的应用。
1.全退火：全退火是将钢加热到一定温度，然后在空气中冷却至室温。
全退火主要用于去除内部应力、改善组织和提高可加工性。
应用包括机械零件加工前的初调质、铸钢件的改性、冷拔钢丝等。
2.正火：正火是将钢加热到一定温度，然后将其冷却至不同温度。
正火主要用于提高硬度、强度和耐磨性能。
应用包括车床刀具、刨刀等需要具有高硬度和强度的工具。
3.高温正火：高温正火是将钢加热到较高温度，然后进行缓慢冷却。
高温正火主要用于改善钢材的塑性和韧性。
应用包括汽车零件、航空航天部件等需要具有高塑性和韧性的零件。
4.淬火：淬火是将钢加热到临界温度，然后迅速冷却。
淬火主要用于提高钢的硬度和强度。
应用包括锤头、齿轮等需要具有高度硬度和强度的零件。
5.回火：回火是将淬火后的钢加热到一定温度，然后进行冷却。
回火主要用于减轻淬火引起的内部应力和改善韧性。
应用包括刀具、敲击工具等需要具有一定硬度和韧性的零件。
6.等温回火：等温回火是将钢冷却至一定温度，然后保持一段时间，最后再冷却。
等温回火主要用于提高钢的韧性和耐磨性。
应用包括制造弹簧、弯曲件等需要具有较好韧性和耐磨性的零件。
7.淬火和回火：淬火和回火结合应用，可以在提高钢的硬度和强度的同时保持一定的韧性。
应用包括汽车发动机的曲轴、锤头等需要兼具硬度、强度和韧性的零件。
8.其他退火方式：还有一些特殊的退火方式，如球化退火、拔丝退火等。
球化退火主要用于改善铸造和焊接钢的塑性和韧性，拔丝退火用于制造各种线材。
综上所述，钢的退火种类繁多，并且每种退火方式都有其特定的应用。
不同的退火方式可以改变钢的组织和性能，使其在不同领域具有更好的应用性能。
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正火和退火的应用实例【产品名称及规格】：螺母，D204X195【材料牌号】：QT500-7A【技术要求】：HB240-270【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860°CX120min，出炉空冷【产品名称及规格】：千分尺弓架 0-25mm、25-50mm、50-75mm【材料牌号】：20#【技术要求】：焊后消除应力【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：去应力退火【热处理工艺】：随炉升温，温度300℃，保温时间3h，出炉空冷。
【备注】：使用30KW高频进行弓架焊接搭子，焊接剂为脱水硼砂，焊片为105焊接铜片，必须焊后当班进行去应力处理。
【产品名称及规格】：转向器转向螺杆 D35X244【材料牌号】：20CrMnTi【技术要求】：HB156~207 晶粒度5~8级【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：950°CX90min 出炉摊放。
空冷【备注】：装炉量200公斤【产品名称及规格】：叶轮毛坯【材料牌号】：QT600-3【技术要求】：HB230~300【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火+回火【热处理工艺】：850-950°CX120min 空冷， 550-600°CX120min ，空冷【备注】：装炉量200公斤【产品名称及规格】：齿轮轴冷锻毛坯单重3.332kg【材料牌号】：DSCM419【技术要求】：HB137-187；F+P均布，1～4级；实际晶粒度80％以上6～9级，级差≤4级；无B和M；魏氏组织≤1级；带状组织≤3级【使用设备】：辊底炉【工艺种类】：等温正火【热处理工艺】：930°CX140min ＋强风风冷7min＋600℃保温160min＋出炉强风冷却。
空冷【备注】：装炉量单筐350公斤，每35分钟进一炉。
【产品名称及规格】：三级内齿圈Φ238/Φ192×105【材料牌号】：42CrMoA【技术要求】：HB≤269【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860℃保温3h 出炉空冷【产品名称及规格】：球铁活塞【材料牌号】：QT700-2【技术要求】：HB250-290【使用设备】：推杆炉【工艺种类】：正火+回火【热处理工艺】：870°CX180min 风冷， 580°CX180min ，空冷船用活塞：【产品名称及规格】：球铁活塞【材料牌号】：QT600-3【技术要求】：HB193~269，残余应力小于70MP【使用设备】：井式炉【工艺种类】：去应力退火【热处理工艺】：580°CX360min ，炉冷小于250度出炉【产品名称及规格】：钢板【材料牌号】：45#【技术要求】：HRC20~25【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：860°CX120min，出炉空冷【产品名称及规格】：双联齿毛坯；冷锻工艺中第一次球化退火（整个毛坯冷锻过程中，共需两次退火＋一次等温正火）【材料牌号】：DSCM436H【技术要求】：133～163HB；球化率70％以上；脱碳≤0.3mm；【使用设备】：钟罩密封炉【工艺种类】：球化退火【热处理工艺】：730-760℃，24h；300℃以下出炉；N2保护；N2纯度不低于99.9%；排气阶段N2流量全开，排气阀全开；300℃以上排气阀关闭、N2流量越小越好，但要保证炉内正压保持≥50mmH2O【备注】：工件单重1.23kg，装炉量小于4吨，分层装炉，在料筐中央留空间以有利于气体循环。
产品名称及规格】：保持架【材料牌号】：20CrMnTi【技术要求】：HB:187~208【使用设备】：井式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：900°CX120min，出炉空冷【产品名称及规格】：套管Φ60´6【材料牌号】：18CrNiMo(国外的转化过来）【技术要求】：<260HB【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：退火【热处理工艺】： 900°CX120min，出炉空冷。
【产品名称及规格】：机用直柄绞刀【材料牌号】：9SiCr【技术要求】：柄部硬度30-45HRc【使用设备】：板条形中温盐浴炉【工艺种类】：风冷正火【热处理工艺】：加热温度950℃，保温时间按25s/mm计算（属于快速加热）→从炉中取出风冷→待冷至室温后检测柄部硬度。
【备注】：原柄部处理工艺：加热温度920℃，保温时间按15s/mm计算（属于快速加热）→从炉中取出浸入硝盐分级炉冷却，温度160℃→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→回火处理，用高温回火炉600℃加热，保温1h→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→检测柄部硬度。
【说明】：机用绞刀在使用时为40-80转/min，对柄部无强度要求，只要有一定的硬度和淬硬层即可满足其使用性能。
9SiCr机用绞刀柄部用950℃加热，因时间短，奥氏体晶粒度无明显长大倾向，采用风冷，待刃部处理结束后一起用160℃硝盐低温回火炉回火，柄部硬度达到32-33HRc。
此改进工艺大大缩短了生产周期，降低能耗，经济效益显著。
工艺执行十多年来，无不良反映，适用于9SiCr各种规格的机用、手用绞刀。
产品名称及规格】：连杆【材料牌号】：QT700-2【技术要求】230-270HBW【使用设备】：箱式炉、井式炉【工艺种类】：正火、回火【热处理工艺】：870°CX60min，出炉空冷 550-570°CX180min【产品名称及规格】：齿轮坯【材料牌号】：QT700-2【技术要求】240-290HBW【使用设备】：铸链式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：890°CX30min，出炉空冷【产品名称及规格】：螺母【材料牌号】：ML42CrMo【技术要求】：消除冷拔过程中由于加工硬化产生的应力【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：再结晶退火【热处理工艺】：随炉升温至750°C（2h内），保温3h，随炉冷至500°C，出炉空冷。
【产品名称及规格】：泵用球墨铸铁曲轴【材料牌号】：QT700-2【技术要求】：屈服强度为650MPa以上，冲击韧性为20-40J/cm2，硬度HBW255-285，球化分级不小于4级，Fe3C含量小于5%，磷共晶含量小于2%，珠光体含量大于85%，不允许有网状二次碳化物存在。
【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：正火+回火【热处理工艺】：880-900°C，保温2-3h，空冷；550-600°C，保温2-3h，空冷。
【产品名称及规格】：凸轮轴铸造毛坯单重2.5kg，最大有效直径32mm【材料牌号】：QT-700-2【技术要求】：250-310HB；变形量1.2mm（MAX)；P≥95％，F＜5％，Fe3C＜1%，磷共晶、网状二次碳化物不允许存在，球化率>80%。
【使用设备】：辊底炉【工艺种类】：正火＋回火【热处理工艺】：900°CX90min ＋强风风冷到550℃左右＋570℃保温30min＋出炉强风冷却。
【备注】：装炉量：含料筐500kg，只允许装两层（主要是为保证变形量），每20分钟进一炉。
抗拉强度：85-105kg/mm2，延伸率％＞4％；产品名称及规格】：离心泵叶轮【材料牌号】：ZG2Cr13【技术要求】：消除铸造应力，减小成分偏析，使组织均匀化，便于切削加工，为后续热处理做组织准备。
【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：去应力退火【热处理工艺】：工件在100度以下入炉，以80-120度/小时速度升温至600°C，保温1h，随炉升温至850-870°C，保温1-2h，随炉冷至550°C，出炉空冷。
【产品名称及规格】：GS125初级驱动齿轮坯【材料牌号】：20CrMnTi【技术要求】：金相1~3级，晶粒度5~8级，硬度160~180HBS【使用设备】：75KW井式炉【工艺种类】：齿轮材料（坯件）预备热处理【工艺方法】：将工件装在专用料架（料架共分7层，每层放一块钢板，在钢板上放置一个用不锈扁钢焊制的方框，坯件码放在方框内），930℃保温2.5h后，开启炉盖，行车将料架吊于专用小车上，推（拉）至冷却床上，用长柄铁钩从不同方向将方框（连同齿坯）拉下料架，使坯件散落在冷却床上，再用铁耙将坯件均匀扒开，用风机强风吹冷。
【工艺效果】：金相1~2级，晶粒度5~6级，硬度150~170HBS【产品名称及规格】：摩托车摇臂锻件【材料牌号】：20CrMo【技术要求】：160-210HBS,晶粒度5-8级【使用设备】：井式炉【工艺种类】：正火【热处理工艺】：900度保温1.5H出炉摆开空冷。
【备注】：装量为300KG左右产品名称：冲压件(尺寸为：27.5mmx30mm.)材料牌号：S15C技术要求：120HB以下使用设备：井式退火炉工艺种类：完全退火热处理工艺：900x180min随炉冷至400度以下出炉空冷。
检测结果为：105—115HB.产品名称：高压泵泵体材料牌号：35技术要求：充分消除焊接应力使用设备：井式电阻炉工艺种类：去应力退火热处理工艺：300度以下装炉，升温速度小于56度每小时，加热温度610度左右10度，保温时间按有效厚度每英寸一小时计算，冷却方式为炉冷，冷却速度小于56度每小时，出炉温度300度以下，出炉后冷却方式为空冷。
【产品名称及规格】：螺钉（40mm＊250mm)【材料牌号】：18cr2Ni4wA【技术要求】：HB240以下【使用设备】：90kw(井式炉）【工艺种类】：正火加高温回火、【热处理工艺】：900＊180min 摆开空冷，650＊180min回火(HB230)【备注】：装炉量1000KG左右【产品名称及规格】：圆形锯片毛胚（2.1פ200פ32,2.8פ300פ45，3.2פ450פ45等)【材料牌号】：6542，9341【技术要求】：HB260以下【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：退火（车间一直都叫时效，我看像是退火）【热处理工艺】：760＊160min 炉冷【备注】：装炉量为满炉后经车外圆淬火,回火,调平,回火,粗磨,调平,回火,精磨,开齿,镀钛.包装【产品名称及规格】：圆柱料（¤320mm＊1000mm)【材料牌号】：Cr12【技术要求】：HB300以下【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：退火【热处理工艺】：860＊60min 炉冷760＊60min 炉冷至500空冷【产品名称及规格】：稳定器支座【材料牌号】：QT600-3【技术要求】：HB240~280【使用设备】：井式炉【工艺种类】：正火+回火【热处理工艺】：900°CX180min 风冷， 550-600°CX120min ，空冷【备注】：装炉量250公斤【产品名称及规格】：前壳体【材料牌号】：QT400-18【技术要求】：HB160-210【使用设备】：箱式炉【工艺种类】：退火【热处理工艺】：910度保温3H，随炉冷却至600度出炉空冷。