常用热处理工艺

常用热处理工艺

（2015-11-25）

1.常用热处理方式

1.1. 退火

把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温。

退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。

a.将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降

低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．

b.把钢加热到750度，保温一段时间，缓慢冷却至500度下，最后在空气中冷却叫球

化退火。目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢。

c.去应力退火又叫低温退火，把钢加热到500～600度，保温一段时间，随炉缓冷到

300度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力。

1.2. 正火

将钢件加热到临界温度以上30-50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。

正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。

正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。

1.3. 淬火

将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃，碳素工具钢的淬火温度为760～780℃），保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

1.4. 回火

钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。

淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。

A 低温回火150～250．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性。

B 中温回火350～500；提高弹性，强度。

C 高温回火500～650；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。

所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。

淬火+高温回火称为调质处理。

2.Q235热处理工艺

Q235属于碳素结构钢，含碳量大概0.12%-0.2%之间，相当于普通的10、20钢，淬火后硬度改变不大。具有较高的强度，良好的塑性，韧性和焊接性能，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。

Q235一般买来就用不热处理，一般它都用在工程上大量需要钢材的地方，数量巨大，一般是热轧后就使用，热轧也就是有正火这个热处理，不热处理的原因有几个：

1)这些场合不需要太高的力学要求。

2)这些钢构件的体积太大了，你想热处理也不现实。

3)这些钢很多情况下要被焊接使用的，你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的

热处理给破坏了。

4)材料价格便宜，质量要求比较低，而且是低碳钢，热处理的效果也不太好。

5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳，但是一件很不划算的事情。

Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低，淬火后的硬度很低，只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出厂时已经过正火处理)。由此可见，用Q235淬火，其强度硬度增高不明显，而且还要面对变形、开裂、氧化、脱碳的热处理弊病，和一笔热处理费用，是相当不划算的。

所以一般情况下不会对其进行热处理。

热处理的作用就是提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。碳素结构钢一般属于低碳钢，塑性好，一般没有残余应力。而且它用量比较大，一般用在桥梁、建筑等，通常强度能达到要求。如果进行热处理的话，本身的强度提高不多，还是不能满足使用，而且成本会大幅度提高。

进行热处理的零部件一般都是用在比较特殊的结构上，对材料的强度、硬度等要求较高，通常是优质碳素结构钢或合金钢进行热处理。比如齿轮、轴、活塞等重要零件。

3.45号钢热处理工艺

45#钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理。

45#钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

1. 45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，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。但表面硬度较低，不耐磨。可

用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－1.2％，芯部一般在0.1－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－62），芯部硬度低，耐冲击。

如果用45钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa

45号钢不淬火硬度小于HRC28，比较软，不耐磨。淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55，耐磨性较好。

45号钢淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55。但这是小截面的，截面稍大，得到的硬度就会降低。而且冬天淬裂的可能也是有的。这些方面都要注意。

不要采用表面氮化处理，虽然表面硬度可以提高很多，但基体材料会硬度很低。虽然耐磨了，但会压出小坑来。