人教版初三化学下册淬火和回火简介
4. 钢的淬火与回火
是用规定条件下淬硬层深度来表示。
• 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
淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度
三、影响淬透性的因素
钢的淬透性取决于临界冷却
速度Vk， Vk越小，淬透性 越高。 Vk取决于C曲线的位置， C 曲线越靠右，Vk越小。
速度Vk的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
淬火目的：是为获得马氏体组织， 提高钢硬度和耐磨性。
如：工具钢、模具钢、量具钢、滚
动轴承钢等都需要通过淬火。
真空淬火炉
1.淬火加热温度
碳钢
⑴ 亚共析钢
淬火温度为Ac3+3050℃。
预备热处理组织为退
火或正火组织。
亚共析钢淬火组织：
回火时的性能变化
• 回火时力学性能变化总的趋势是：随回火温度提高，
钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出， 钢的硬度并不下降，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。
• 优点：冷却理想；
• 缺点：两种介质转换时刻不易 控制，转换过早不能淬硬，过
晚可能产生变形开裂。
适用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。
（3）.分级淬火法
——在稍高于Ms（260℃）的盐浴或碱浴中淬火，待内外温 度均匀后再取出空冷，以获得马氏体组织的淬火方法。
可减少内应力，有效防止零件
变形开裂；用于小尺寸工件。
• 0.5%C时为M
淬火和回火
淬火和回火淬火是把钢加热到临界温度以上，（800℃）保温后快速冷却，使得钢的硬度、强度得以提高。
为什么这样能提高强度？这不是因为有了什么“缺陷”，而是因加热核心对电子控制能力加强，电子速率增加。
突然降温，核心库仑力顿时减弱，高速率的电子从铁、碳核心的束缚中一涌然而出，容易形成铁、碳原子之间的价和运转，从而形成铁--碳结构元，这种结构元价和速率高。
钢中的价和电子多，速率高，使得钢中价和力、电磁力增大，钢的硬度和强度也就增加。
为什么要加温到800℃左右呢？这是很有讲究的：温度低了铁的价和电子速率不高，不能形成铁碳结构元。
温度过高铁价和电子数量减少。
若加温到950•℃时，铁中结构元将减少一半，铁晶体转变成面心立方，此时降温淬火，物体内还要重建结构元，重整晶体结构(从面心立方向体心立方转变)使得工件变形大，而且重整过程中要消耗一些能量，因而价和电子速率也不会更高，钢的强度也不会更高。
可见人们在实践中总结的淬火工艺是很有道理的。
回火就是把淬过火的钢加热保温，以消除内应力、降低脆性、稳定尺寸。
为什么回火会有这么多好处？因为淬火时，价和电子是一涌而出的，虽然价和电子多，难免部分地带出现结构元拥挤、价和电子运转不均衡的现象，这些现象将使物质中内应力增大、脆性增加。
加热温后使得核心加收一部分电子，调整部分地带的混乱，使之整齐有序，使得钢的脆性降低。
因淬火时物体内外降温速度不一致使得内外结构元数量以及内聚力梯度不匀，导致了较大的内应力。
又因价和电子是在大温差情况下涌出的，使参入价和运转的电子超出且不稳定，如不回火，核心对部分电子还是要缓慢回收，回收时物体内重整结构元，这会使得材料变形，尺寸不稳。
而回火能一次性的(•有的材料要回火几次)回收多出的不稳定的价和电子、重整结构元、消除内应力、减少材料的变形。
选自“中国材料网”。
三、淬火与回火
1.00
0.71 1.10 1.10 0.11 0.09 0.74 0.74 0.007 0.0004
五、无物态变化的淬火 介质：
这类淬火介质主要指熔盐、 熔碱及熔融金属，多用于分 级淬火及等温淬火。这类介 质的传热方式是传导和对流， 因此其冷却能力除取决于介 质本身的物理性质（如比热 容、导热性、流动性等）外， 还和工件与介质间的温度差 有关。工件温度较高时，介 质的冷却速度很高，工件温 度接近介质温度时，冷却速 度迅速降低。
加热 升温 透热 保温 冷却 心部冷却 表面冷却
温 度， C
炉 表 心 心
表－心
表 H
时间，
图1-5 工件在热处理加热时的升温曲线
3．淬火冷却规范：
Ac1
单液淬火 预冷淬火 双液淬火 喷雾淬火 喷射淬火 分级淬火 等温淬火 冷处理
温度
Ms 1 2 3 4
四、有物态变化的淬火介质：
1．冷却特性与冷却机理 其冷却过程大致可分为三个阶段： (1) 蒸汽膜阶段 (2) 沸腾阶段 (3) 对流阶段
A
B
温度
CIBiblioteka IIIII冷却过程演示
O 时间
D
图3-12 淬火过程的冷却机理
2.常用淬火 介质 水、油
图3-13 水的冷却特性
a)静止水 b)循环水
H
3．淬冷烈度 为了比较不同介质对 工件的冷却能力，规定 以18C静止水的冷却能 力作为标准，定义其淬 冷烈度H＝1。如果H>1， 则表示其冷却能力比静 水大；若H<1，则表示 其冷却能力比静水小。
H值 5 2.0
10.0 5.0 2.0
1.0 0.80
4 临 界 直 径 D0/c 3 m
退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的
退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的退火、正火、淬火和回火是金属材料加工处理中常用的热处理工艺。
它们在改变金属材料的结构和性能方面起着重要作用。
下面我将详细介绍这四种热处理工艺的定义、种类和目的。
一、退火的定义、种类和目的退火是指将金属材料加热至一定温度，然后在适当时间内缓慢冷却到常温，目的是使金属材料的组织、性能得到改善。
根据不同的金属材料和工艺要求，退火可以分为完全退火、球化退火、局部退火等不同种类。
完全退火适用于细化组织、低硬度和高塑性要求的材料；球化退火适用于高碳钢、合金钢等材料的球化组织，提高加工性能；局部退火适用于局部加工后的材料，消除残余应力。
二、正火的定义、种类和目的正火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后在空气中冷却或水中淬火，目的是提高金属材料的硬度和强度。
常见的正火工艺包括空气冷却正火、水淬火等。
空气冷却正火适用于一些低碳钢、合金钢，可以提高硬度和强度；水淬火适用于中高碳钢、合金钢，可以获得更高的硬度和强度。
三、淬火的定义、种类和目的淬火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却到室温，以获得马氏体组织和高硬度。
淬火可以分为油淬火、水淬火、盐浴淬火等多种类型。
油淬火适用于较低碳含量的钢，可以降低变形和开裂；水淬火适用于中高碳钢，能够获得更高的硬度和强度；盐浴淬火适用于部分合金钢和特殊材料，可以减少氧化和脱碳。
四、回火的定义、种类和目的回火是指将经过淬火处理的金属材料加热至较低温度，然后进行适当时长的保温，最终冷却。
回火的目的是消除淬火过程中产生的残余应力，调整组织和提高韧性。
常见的回火工艺有低温回火、中温回火、高温回火等种类。
低温回火适用于高碳合金钢，可以保持硬度的同时提高韧性；中温回火适用于一些工具钢，能使硬度和韧性达到平衡；高温回火适用于低碳钢和合金钢，有助于提高韧性。
个人观点和理解热处理工艺是金属材料加工中至关重要的一环，不同的工艺可以改变金属材料的结构和性能，从而满足不同的工程要求。
钢淬火与回火知识要点
2．双液淬火法
概念：把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强 的淬火介质中冷却至接近MS点，然后转入冷却能力弱 的淬火介质中冷却至室温。如曲线b所示。
特点：
保证了获得较高的硬度层和淬硬层深度。 可减小内应力及防止发生淬火开裂。 分级淬火的停留时间难把握。 说明： 一般用水做快冷淬火介质，用油或空气做慢冷淬 火介质，但较少采用空气，在水中停留时间为每 5~6mm有效厚度约1秒。
3、无物态变化的淬火介质：
淬火冷却主要靠对流散热。 温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。
二、淬火介质冷却特性的测定
淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。 1、概念： 规定静止水的淬火烈度H＝1，其它淬火介质的淬火烈度由与静 止水的冷却能力比较而得。 2、实质： 反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系， 即淬火介质的冷却能力。 注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化 的。几种常见淬火介质的淬火烈度H，如下表所示。
碳化物溶解，得到粗大的
奥氏体晶粒，并且含碳量 增加；
一方面，淬火后得到粗大的片状马氏体（孪晶马氏体），显 微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。
另一方面，由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火 后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。
例题：
已知T12钢，Ac1=730℃,ACcm=820℃, 试确定其淬火加热温度，并分析原因。
因此需要寻找冷却能力介于两者之间，而冷却特性 又比较理想的介质。
有机物的水溶液是较理想的淬火介质，即在水中加 入有机物或矿物盐，改变（降低）水的冷却性能。 常用的有聚乙二醇水溶液，并加入一定的防蚀剂。
工业生产中常用乳化液，是矿物油与水经强烈搅拌 及振动而成。冷却能力可通过调配浓度来调节。常用 于表面淬火。
退火、正火、淬火及回火
对于截面承载均匀的重要件,要全 部淬透。如螺栓、连杆、模具等。 对于承受弯曲、扭转的零件可不 必淬透(淬硬层深度一般为半径的 1/2~1/3)，如轴类、齿轮等。
高强螺栓
淬硬层深度与工件尺寸有关,设计 时应注意尺寸效应。
柴油机连 杆
齿轮
细A
温 度
不同冷却条件下的转变产物
均匀
A A1
等温退火
退火
缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小 内应力的目的。但目前还没 有找到理想的淬火介质。
常用淬火介质是水和油.
水的冷却能力强，但低温却
能力太大，只使用于形状简
单的碳钢件。
Ms
Mf
理想淬火曲线示意图
油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用 于合金钢和小尺寸的碳钢件。
熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状 复杂件的分级淬火和等温淬火。
接近平衡状态组织的热处理工艺。
1、退火目的：
⑴调整硬度，便于切削加工。适 合加工的硬度为170-250HB。
⑵ 消除内应力，防止加工中变 形。
⑶ 细化晶粒，为最终热处理作 组织准备。
真空退火炉
2、退火工艺 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。 ⑴ 完全退火 将工件加热到
400℃以上, Fe3C开始 聚集长大。
450℃ 以上铁素体发生 多边形化，由针片状变 为多边形.
这种在多边形铁素体基
体上分布着颗粒状 Fe3C的组织称回火索 氏体，用S回表示。
回火索氏 体
回火时的性能变化 回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、
硬度下降，塑性、韧性提高。
组织准备。 ⑶ 普通件最终热处理。 要改善切削性能，低碳
关于对淬火与回火的认识
关于对淬火与回火的认识1、淬火基本知识1.1 、淬火的定义淬火就是把钢件加热到临界点Ac1 或Ac3 以上，经保温快速冷却，使得奥氏体转变成为马氏体的热处理工艺。
1.2 、淬火加热温度加热温度以钢的相变临界点为依据，加热时要形成细小、均匀奥氏体晶粒，淬火后获得细小马氏体组织。
亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30〜50C。
高温下钢的状态处在单相奥氏体（A）区内，故称为完全淬火。
若亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，，即为不完全（或亚临界）淬火，常温组织不能完全奥氏体化，则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体，降低钢的硬度；加热温度过高，奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大的马氏体组织，使脆性增大，且淬火时工件易变形甚至产生淬火裂纹。
过共析钢加热温度为Ac1温度以上30T〜50 C。
这温度范围处于奥氏体与渗碳体（A+C）双相区。
因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。
这些组织状态具有高硬度和高耐磨性。
对于过共析钢，若加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，则奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加。
淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下降，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。
1.2.1 合金钢①对含有阻碍奥氏体晶粒长大的强碳化物形成元素（如钛、铌等），淬火温度可以高一些，以加速其碳化物的溶解，获得较好的淬火效果。
②对含有促进奥氏体晶粒长大的元素（如锰等），淬火加热温度应低一些，以防止晶粒粗大。
1.3、淬火冷却1.3.1、理想冷却理想冷却是指工件在冷却过程中，希望其在冷却时保证在C曲线的弯曲处（鼻型区域处）的冷却速度大于临界冷却速度（保证工件能完成马氏体转变的最低速度），防止奥氏体发生珠光体或贝氏体转变。
而在其他温度范围，冷却速度应该慢些，尤其是在马氏体转变温度期间（Ms—Mf之间）则尽可能慢些，以保证工件能完成马氏体转变而淬硬。
淬火与回火
一、钢的淬火淬火就是把钢加热到临界温度（Ac1或Ac3以上），保温一定时间使之奥氏体化后快速冷却从而获得马氏体组织的热处理工艺。
（一）淬火工艺1. 淬火加热碳钢的淬火加热温度可利用Fe－Fe3C相图来选择对于亚共析钢：℃；共析钢和过共析钢：℃。
根据淬火加热温度的不同，钢的淬火可分为完全淬火和不完全淬火。
所谓完全淬火就是将钢加热成为单一奥氏体后冷却；若加热到部分成为奥氏体后冷却则称为不完全淬火。
亚共析钢选择以上30～50℃的完全淬火可获得均匀细小的马氏体组织。
但淬火加热温度不能高于太高，否则会得到粗大的马氏体组织，恶化钢的性能；若加热温度低于，淬火组织中将出现铁素体，造成淬火钢强度、硬度不足。
近年来研究发现，采用将亚共析钢加热到以下5～10℃的亚温淬火工艺，使淬火组织中出现少量细小均匀分布的铁素体，可提高钢的强韧性，而且降低钢的韧脆转变温度。
对于过共析钢，选择以上30～50℃的不完全淬火，这是因为如果淬火加热温度过高，甚至高于，则会得到粗大的马氏体组织，增大淬火开裂的倾向；而且淬火后钢中残余奥氏体量将增多，降低硬度和耐磨性。
但过低则可能得到非马氏体组织，硬度达不到要求。
对于合金钢来说，它们的淬火加热温度可以比碳钢稍高一些，一般为AC3+30~50℃或AC1+50~100℃。
加热时间（τH）为升温加上保温时间，可根据经验或配合实验确定，也可参考热处理手册。
淬火所用的加热设备主要有箱式电阻炉（或煤气炉）、可控气氛炉（渗碳、渗氮、碳氮共渗等）、真空加热炉、盐浴炉等。
2. 淬火冷却淬火要得到马氏体，淬火冷却介质的冷却速度就必须大于临界淬火速度（vk），而快冷势必要造成很大的内应力，这就会引起钢件的变形和开裂。
如何使工件既能获得马氏体又能减小变形和避免裂纹呢？可从两个方面入手，其一是选择一种比较理想的淬火冷却介质；其二就是选择合适的淬火方法。
（1）淬火冷却介质图4-39 为钢的理想淬火冷却速度曲线。
在“鼻子”附近（650～550℃）快速冷却，而在这以上或以下温度并不需要快速冷却，尤其在300～200℃以下发生马氏体转变时反而希望冷却缓慢些，以防止淬火变形和开裂。
淬火和回火
淬火和回火淬火可以加强硬度，回火可以加强韧性淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进行淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差别很大,总的趋势是:随着回火温度升高,其强度、硬度降低，而塑性、韧性提高。
淬火钢中的马氏体和残余奥氏体都是不稳定的组织，加热就会发生转变。
随着温度升高，碳原子逐渐以渗碳体的形式析出，引起组织转变。
最后渗碳体聚合而分散在铁素体基体上，形成各种回火组织回火是钢淬火后必须进行的一道工序，其目的和作用是减少和消除钢在淬火时所造成的内应力，降低脆性。
回火油具有良好的热氧化安定性、闪点高、传热性能好，分1号、2号两个牌号，其中1号使用温度为15 0℃左右，2号使用温度为200℃左右。
回火是将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。
②存在较大内应力。
③力学性能不能满足要求。
因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。
回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。
②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。
③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。
回火的目的是减小或消除工件在淬火时产生的内应力，降低淬火钢的脆性，使工件获得较好的强度、韧性、塑性、弹性等综合力学性能。
回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。
内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。
第七章 钢的淬火与回火
一、淬火方法与工艺参数
1、钢的淬火温度
亚共析钢的淬火温度一般为Ac3+30～50℃，过共桥钢 的淬火温度一般为Ac1＋30～50℃。
2、淬火的加热保温时间
淬火的加热保温时间大多采用经验公式计算，并经过 试验确定加热保温时间。
3、淬火介质
加入（5～10）％的食盐的水溶液常用于碳钢的淬火。 油（机油、锭子油、变压器油等）常用于合金； 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。
一、 钢在回火时的组织转变
1. 马氏体分解
2.余奥氏体转变
在 200~300℃ 之 间, 钢中的残余奥氏体 也发生分解，转变为 回火马氏体或下贝氏 体。
当回火温度在100~200℃时， 马氏体开始发生部分分解， 析出ε碳化物，这种碳化物 与马氏体保持共格关系。 ε碳化物不是平衡相，而是 向渗碳体转变前的一个过渡 相。 这一阶段转变完成后, 钢的 组织由有一定过饱和度的固 溶体和与其有共格关系的ε 碳化物所组成，这种组织称 为回火马氏体。
1-0.10%C，
2-0.19%C，2.91%Cr
3-0.11%C，2.14%Mo 4-0.50%C，0.52%Ti 5-0.32%C，1.36%V 6-0.35%C，12%Cr 7-0.43%C，5.6%Mo
作业
P200 2，5，10
P231 9，10，14，20，21，24
回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现 脆化后可重新加热后快冷消除。
（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大； （4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关； （5）断口为沿晶脆性断口。
6、防止方法
（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；
（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；
退火正火淬火回火特点
退火正火淬火回火特点退火、正火、淬火和回火是金属材料热处理的四种常用方法。
它们分别具有不同的特点和应用范围，下面将对它们进行详细解释。
一、退火退火是一种通过加热和冷却的方法，用于改变金属材料的晶体结构和性能。
退火主要分为全退火、过退火和局部退火三种形式。
全退火是将金属材料加热到足够高的温度，保持一定时间后缓慢冷却，使其达到均匀晶粒长大的目的。
全退火可以消除金属内部的残余应力，提高材料的塑性和韧性。
它广泛应用于铸造、锻造和焊接等工艺中。
过退火是将金属材料加热到比全退火温度稍高的温度，保持一定时间后迅速冷却。
过退火可以使金属材料的晶粒尺寸变小，提高硬度和强度。
它常用于合金材料的处理，以增加其耐热性和耐腐蚀性。
局部退火是在金属材料的特定区域进行的退火处理。
它可以改变金属材料的局部组织和性能，常用于消除焊接接头和加工区域的应力和变形。
退火具有以下特点：1. 退火可以改变金属材料的晶体结构和性能，使其具有更好的塑性、韧性和机械性能。
2. 退火可以消除金属材料的残余应力，提高其抗应力腐蚀和抗疲劳性能。
3. 退火可以使金属材料的晶粒尺寸变大或变小，从而影响其硬度和强度。
4. 退火可以改善金属材料的加工性能，提高其加工硬化能力和热变形能力。
二、正火正火是一种通过加热和冷却的方法，用于提高金属材料的硬度和强度。
正火一般分为水淬火、油淬火和空冷等形式。
水淬火是将金属材料加热到适当温度后迅速浸入冷却介质中。
水淬火可以使金属材料的晶粒尺寸更细，提高硬度和强度，但也容易产生变形和开裂的问题。
适用于一些低碳钢、合金钢和高速钢等材料。
油淬火是将金属材料加热到适当温度后缓慢浸入冷却介质中。
油淬火相对于水淬火来说冷却速度较慢，能够降低金属的变形和开裂风险，适用于一些中碳钢和合金钢等材料。
空冷是指将金属材料加热到适当温度后自然冷却至室温。
空冷速度较慢，一般用于一些低碳钢和铸铁等材料。
正火具有以下特点：1. 正火可以提高金属材料的硬度和强度，使其具有更好的耐磨性和2. 正火可以改变金属材料的晶粒尺寸和组织结构，从而影响其机械性能和物理性能。
第十章-淬火与回火要点
12
第10章 淬火与回火 13
第10章 淬火与回火
2．碱或盐的水溶液 水中溶入盐碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使
光体转变区）具有较快的冷却速度，而在MS附 近的温度区域冷速比较缓慢，它可以减少淬火 内应力。避免淬火变形开裂；
分类：固态、 液态、 气态。
6
第10章 淬火与回火
Ms Mf
理想淬火曲线示意图
7
第10章 淬火与回火
一、淬火介质的冷却作用
淬火介质有固态、液态、气态。对固态 介质，或者是静止接触(热传导问题)，如 是沸腾床冷却，则主要与其冷却特性有 关。气态，则是气体介质加热的逆过程。
43
第10章 淬火与回火 例1，有一圆柱形工件，直径35mm，要求油淬（H=0.4)后
心部硬度大于HRC45，试问能否采用40Cr钢？ 例2，有40Cr钢，直径50mm圆柱，求油淬后沿截面硬度？
44
第10章 淬火与回火 45
第10章 淬火与回火
第四节 淬火应力、 变形及开裂
一、淬火时工件的内应力
30
第10章 淬火与回火
4．钢的原始组织的影响
钢的原始组织中，由于珠光体的类型（片状或 粒状）及弥散度的不同，在奥氏体化时，将会 影响到奥氏体的均匀性，从而影响到高钢的淬透性。
31
第10章 淬火与回火
二、淬透性的试验测定方法 1．计算法：根据钢材的主要成分，与奥氏
9
第10章 淬火与回火 10
第10章 淬火与回火
第四讲淬火与回火
B
M
B上
B下
Ms M+A' T+M+A'
（2）贝氏体型转变 -- B bainite ——奥氏体转变成过饱和铁素体和极细小的渗碳体的混合物，称 “贝氏体”。
分B上、B下，B上硬脆无使用价值，B下力学性能较好。——生产中常用。 △T极大，Fe、C原子不能扩散，C全部溶于α—Fe中，体积↑，产生应力。 4
10
第四章 钢的淬火与回火
3）过共析钢的淬火
淬火温度
Ac1 + 30-50℃
淬火后的组织
细马氏体+颗粒状渗碳体 +少量残余奥氏体
分散分布的颗粒状渗碳体对 钢的硬度和耐磨性有利
11
第四章 钢的淬火与回火
T12钢（含1.2%C）正常淬火组织
12
第四章 钢的淬火与回火
过共析钢加热到Accm以上
奥氏体晶粒粗大
硬度很高：62HRC—65HRC，耐磨性好。
体心立方 α—Fe
（3）马氏体型转变—M martensite
第四章 钢的淬火与回火
二、过冷 A 连续冷却转变 1、连续冷却转变曲线 又称“C C T ”曲线 Continuous Cooling Transform 550℃ VK—临界冷却速度 V1→P 170—220HBS
34
பைடு நூலகம்
第四章 钢的淬火与回火
二、钢的淬透性与淬硬性
淬透性是钢的主要热处理性能。
是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。
表层与心部淬透性的差别 半马氏体区
合金元素对淬透性的影响
淬透性与淬硬性的区别
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第四章 钢的淬火与回火
淬透性 是指钢在淬火时能够获得马氏体组织的倾向（即钢被淬 透的能力），又称为可淬性。是钢种本身固有的属性
第九章_钢的淬火和回火
热处理原理及工艺
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（三）渗碳体形成和铁素体恢复
约在300-400℃之间，α固溶体中过饱和 的碳逐渐析出，ε-碳化物转变为稳定的较小 的Fe3C颗粒，α固溶体中的含碳量几乎达到 平衡成分，故马氏体变成铁素体（c/a≈1）， 体心正方晶格变成体心立方晶格。
此时组织为： “铁素体与弥散在其中的细粒状渗碳体的混合 物”, 称为 “回火托氏体”，T回。
热处理原理及工艺
d 等温淬火法
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5、局部淬火法 有些零件只需要局部硬度高、耐磨性好， 因此可进行局部淬火，以避免其它部位产生 变形或开裂。
局部淬火法包括：①局部加热淬火法
②局部冷却淬火法 喷射淬火——向工件喷射急速水流的淬火方法。
热处理原理及工艺
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6、 冷处理
——将淬火至室温的工件继续冷却到零下温度的处理(实际上 是淬火过程的继续)称为冷处理。 高碳钢、合金钢的Mf都在零下几十度， 为了减少残余奥氏体的数量，可在淬火后进 行冷处理，即加热零件淬火至室温后，再放 入低温槽中继续冷却，使残余奥氏体转变为 马氏体。 冷处理介质：干冰（-80℃）、 液化乙烯（-107℃）、液氮（-192℃） 冷处理的目的：稳定尺寸，提高硬度。
热处理原理及工艺
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4.淬火工艺
1 淬火加热温度 ⑴ 亚共析钢 淬火温度：Ac3+30~50℃。 T过低——有F，↓HRC
T过高——氧化脱碳，晶粒 粗大，淬火应力大
热处理原理及工艺
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（2）共析、过共析钢 淬火温度：Ac1+30~50℃。 T过低——得不到M
T过高——晶粒粗大，残 余A量↑，HRC↓
此时组织为： 过饱和程度稍低的马氏体和极细小的ε-碳化物组成 的混合组织，称为“回火马氏体组织”，M回。 ε-碳化物：是一非平衡相，使向Fe3C转变的过渡相。
淬火、回火、正火、退火-一文搞清楚!
淬火、回火、正火、退火，一文搞清楚！1、什么叫淬火？钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的：1）提高金属成材或零件的机械性能。
例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。
2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。
如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。
淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。
钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。
②存在较大内应力。
③力学性能不能满足要求。
因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火2、什么叫回火？回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理。
淬火与回火的主要目的是：1）减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。
2）调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。
3稳定工件尺寸。
通过回火可使金相组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。
4）改善某些合金钢的切削性能。
回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。
②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。
③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。
什么是退火、正火、淬火及回火
什么是退⽕、正⽕、淬⽕及回⽕什么是退⽕、正⽕、淬⽕及回⽕,它们的⽤途各是什么?最佳答案退⽕是将钢件加热到适当温度，保持⼀定时间，然后缓慢冷却的热处理⼯艺。
正⽕是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢）或者Accm（对于过共析钢）以上50～70摄⽒度完全奥⽒体化，保温后再在空⽓中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理⼯艺。
退⽕或者正⽕的主要⽬的⼤致如下：调整钢件的硬度，以利于后来的切削加⼯。
消除残余应⼒，以稳定钢件尺⼨。
使化学成分均匀。
为最终热处理做准备。
退⽕主要是消除内部应⼒; 正⽕主要是加⼯前降低硬度,提⾼切削加⼯能⼒; 淬⽕主要是增强表⾯硬度,从⽽提⾼综合机械性能.回⽕⼀般在淬⽕或正⽕后进⾏，淬⽕加低温回⽕的⼯艺⼿段还叫淬⽕，低温回⽕是必须进⾏的⼯序。
正⽕加回⽕还叫正⽕处理，这两项处理⼿段⽬的是消除淬⽕和正⽕后的材料的组织应⼒。
退⽕能够改变钢的组织结构,从⽽获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界⾯处优先形成奥⽒体晶核,并不断长⼤,直到珠光体全部消失,奥⽒体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退⽕的冷却速度很缓慢,奥⽒体转变产物与Fe-Fe3C的组织相同,因⽽共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.2.淬⽕是将钢加热到临界温度以上,保温⼀段时间,然后快速冷却下来,进⾏淬硬⼯件的热处理⽅法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥⽒体,然后急冷下来得到硬度很⾼的马⽒体.3.回⽕是紧接于淬⽕之后的热处理⼯序,淬⽕钢在不同的温度下回⽕,所得的组织不同,因⽽其机械性能差别很⼤,总的趋势是:随着回⽕温度升⾼,其强度、硬度降低，⽽塑性、韧性提⾼。
淬⽕钢中的马⽒体和残余奥⽒体都是不稳定的组织，加热就会发⽣转变。
随着温度升⾼，碳原⼦逐渐以渗碳体的形式析出，引起组织转变。
最后渗碳体聚合⽽分散在铁素体基体上，形成各种回⽕组织。
淬火和回火热处理特点
淬火和回火热处理特点一般在半精机械加工，甚至可在精机械加工后进行。
常用的有以下几种。
（1）淬火与回火：将工件加热至临界点（A c3或A c1）以上，保温后以大于（上）临界冷却速度的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺称为淬火；而回火则是指将淬火后的钢加热至A1以下的某一温度后进行冷却的热处理工艺。
一般淬火工件必须经过回火后才能使用。
淬火与回火总是经常配合使用的两种应用最广且最重要的热处理工艺。
淬火的目的就是为了获得马氏体（或下贝氏体）组织，以提高钢件的力学性能。
而淬火钢件回火的目的在于：①降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形开裂；②调整淬火钢的组织与性能，用不同的回火温度配合，获得工件使用要求的性能；③稳定工件尺寸，以保证工件在使用过程中不发生尺寸和形状变化。
④对于某些高淬透性的合金钢，空冷便可淬成马氏体，如采用退火软化，则周期很长。
此时可采用高温回火，使碳化物聚集长大，降低硬度，以利切削加工，同时可缩短软化周期。
⑤对于有色金属合金、奥氏体不锈钢等，淬火即固溶处理。
应当说明，对于未淬火的钢，回火一般是没有意义的，但淬火钢不经回火一般也不能直接使用。
为了避免工件在放置过程发生变形和开裂，淬火后应及时进行回火。
根据淬火加热温度的不同，即奥氏体化的程度不同，淬火可分为以下两类。
①完全淬火：亚共析钢加热至A c3以上30~50℃共析钢加热至A c1以上30~50℃，保温后快速冷却。
②不完全淬火：过共析钢加热至A c1以上30~50℃，保温后快速冷却，渗碳体未全部溶于奥氏体而保存焉。
亚共析钢在特殊情况下，也不完全淬火（即亚温淬火），这时铁素体未全部溶于奥氏体淬火冷却后被保存下来，起一定的软垫作用，它适用于在低温下工作的零件及某些零件易于开裂部位的淬火等场合。
同样，根据回火温度的不同，可分为低温回火、中温回火和高温回火，其特征见表1。
淬火+高温回火获得回火索氏体组织的热处理工艺即为调质处理。
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淬火
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的金属热处理工艺。
常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。
淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。
通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。
另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。
淬火工艺主要用于钢件。
常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。
随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。
与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。
钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。
淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。
为此必须选择合适的冷却方法。
根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
回火
将淬火后的工件重新加热到某一温度范围并保温后，在油中或空气中冷却的操作称为回火。
回火的温度大大低于退火、正火和淬火时的加热温度，因此回火并不使工件材料的组织发生转变。
回火的目的是减
小或消除工件在淬火时所形成的内应力，适当降低淬火钢的硬度，减小脆性，使工件获得较好的强度和韧性，即较好的综合机械性能。
根据回火温度不同，回火操作可分为低温回火、中温回火和高温回火。
低温回火回火温度为150～250℃。
低温回火可以部分消除淬火造成的内应力，适当地降低钢的脆性，提高韧性，同时工件仍保持高硬度。
低温回火一般多用于工具、量具。
中温回火回火温度为300～450℃。
淬火工件经中温回火后，可消除大部分内应力，硬度有较大的下降，但是具有一定的韧性和弹性。
一般用于处理热锻模、弹簧等。
高温回火
回火温度为500～650℃。
高温回火可以消除绝大部分因淬火产生的内应刀，硬度也有显著的下降，塑性有较大的提高，使工件具有高强度和高韧性等综合机械性能。
淬火后再加高温回火，通常称为调质处理。
一般要求具有较高综合机械性能的重要结构零件，如汽车车轴、坦克的扭力轴等，都要经过调质处理。
用于调质处理的钢多为中碳优质结构钢和中碳低合金结构钢。
也把用于调质处理的钢称为调质钢。