金属热处理方法

水
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用于一般碳钢零件冷却。如果加点盐冷却 能力提高，有利于大尺寸碳钢件热处理。
矿物 油
冷却能力比水低，但可以避免出现淬 火缺陷，适合于合金钢热处理
回火
定义：将淬火后的工件加热到一定温度，保温一段时间，然 后冷却下来。
低温（150－250度）：低温回火 中温（350－500度）：中温回火 高温（500－650度）：高温回火
(1)火焰加热表面淬火
原理方法、设备和材料：
氧气－乙炔 （高温火焰），冷却用水或lu化液
设备简单，成本低，但不易控制淬火质量，淬火之后表 面硬度不够均匀——主要用于单件或者小批量生产。
(2)感应加热表面淬火
通交流电
淬火 时感 应圈 和喷 水套 固定， 工件 上下 移动， 使得 淬火 连续 进行
高频电流 产生磁场
空气中冷 却 低碳钢、 中碳钢
硬度比退火 稍高消除应 力效果不如 退火好。
快速冷却 （冷却液体） 合金钢
有较大应力和脆 性，需回火后使 用
如果单纯的消除应力，防止变形和开裂，只需加热600－ 650度，保温一段时间后缓慢冷却。这种方法称为去应力 退火。（或者低温退火）
退火
该方法主要适应含碳量较高的碳钢和各类合金钢。
正火
定义：将工件加热到临界温度以上的适当温度，保温之后从 炉中取出置于空气中冷却的热处理工艺。 加工温度820度－950度范围，正火的冷却速度比退火快。 正火后工件硬度比退火后略高，但是消除应力效果不如退 火彻底。 正 火 目 的 用 途 内部组织更细粒（小）、低碳钢和中碳钢更适合切 削加工。 a、改善钢材切削加工性能的预备热处理。 b、对普通要求机械零件，可作为满足零件使用性能 最终热处理。
(1)渗碳——一般气体渗碳（常用） 固体渗碳
保温同时滴入渗 碳剂 裂解出碳原子
工件置于 密封炉子
加热930度 左右并保温 6－10小时
活性碳吸附在 工件表面并不 断渗入获得高 碳组织
渗碳后零件需经 过淬火和低温回火 （低碳钢、合金渗 碳钢）
(2)渗氮
氨气 NH3
注意 安排在最后工序
（也称为氮化处理）
温度560 度左右
其之前调质处理
最后零件表面硬 度高、耐磨损、 抗腐蚀强、寿命 提高。多为合金 钢 如38CrMoAl
课堂总结
退火 正火 淬火 800－900 820－950 780－880度 度 度 随炉子缓 冷 含碳量高 的碳钢、 合金钢
晶粒细化均 匀，降低硬 度消除应力
回火（淬火工件） 中、低、高 视情况定
金属热处理方法
热处理方法措施示意图
定义：是将金属在固态下通过加热、保温和冷却，改变金属 的组织，从而改变金属性能（加工和使用）的一种工艺方法。 措施和要求：通过控制加热温度、保温时间和冷却速度(冷却 方式)，不改零件变形状和尺寸。
金属热处理方法
热处理是一种比较重要的工艺方法 预热处理改善切削加工性能和质量，提高效率。 在机械制造中
工件表面产 生涡流发热
感应圈下 部喷水
工件表 面淬火
工件心部 无涡流加 热，故不 会变化
化学热处理
原理方法：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一 种或几种元素渗入其表层，改变表层的化学成分，从而改 变表层的组织和性能的热处理工艺。
常用的几种化学处理方法：
渗碳、渗氮
渗硼、渗钒、氰化（碳－氮共渗）
淬火
定义：将工件加热到临界温度以上的适当温度，保温之后快 速冷却下来 加工温度780－880度范围，淬火之后再进行适当的回火处 理，改善零件使用性能、延长寿命。 工件冷却速度极快，金属内部为 非平衡组织结构，存在较大应力 和脆性，应回火后使用 快速冷却条件：要具有足够冷却能力的冷却介质（水、矿物油）
回火作用
减小和消除淬火工件的应力和脆性，防止零 件产生变形和裂纹，且可以调整零件的力学 性能。
低温回火
目的：
消除淬火应力、降低脆性、提高韧性。
高硬度和高耐磨性。
适用范围
要求硬度高、耐磨损的刀具、量具、磨 具、以及各种耐磨零件。 HRC58-64
钢材低温回火后，硬度达到
中温回火
目的
应力与脆性已基本消除，零件具有较高强度 和一定韧性，且弹性良好。
表面热处理
目的：提高或者改变零件表面性能——硬度和耐磨性
如常用的零件：齿轮、链轮、轴等 广泛采用的方法：表面淬火、化学热处理
火焰加热、感 应加热表面淬 火
渗碳、渗氮、渗 硼、渗钒、 氰化（氮碳共渗）
表面淬火
特点： 零件表面
快 速
加热到淬火温度
快 速 冷却
使表面组织发生转变、表面硬度得到提高。
注意：只是对表面进行快速加热和冷却，零件心部组织和 性能不变。 中碳钢、合金调质钢 常采用这种方法提高表面硬度。
适用范围
主要用于处理弹簧和弹性零件。
中温回火后硬度一般达到
HRC35-50
高温回火
目的
不仅可以使淬火应力与脆性全部清出，而且使 零件具有良好的综合力学性能（强度、硬度、 塑性、韧性具有良好的配合）
齿轮、轴、连杆、以及要求较高的综合力学 性能的各种结构件。
适用范围
习惯上：把淬火与高温回火相结合的热处理称调质。 调质件的硬度为 200－330HBS
热处理的作用
最终热处理使零件达到设计使用性能指标。
适当热处理消除内应力，保证零件尺寸和形状。
常见的热处理工艺方法
退火
正火
淬火
回火
表面淬火与化学 热处理（渗碳、 渗氮、碳氮共渗 等）
退火
定义：将钢材加热到适当的温度并保温一段时间，然后随 炉缓慢冷却的热处理工艺。 加工温度800度－900度范围，低碳钢退火加热温度稍微高 点；高碳钢退火加热温度较低。 保温时间长短主要取决：零件尺寸和同炉装入工件数。 退火技术要求：随炉缓慢冷却 退 火 目 的 使金属内部组织结构均匀、晶粒细化、降低硬度、 消除应力，改善切削加工性能。