熱處理熱處理工藝—鋼的熱處理改善鋼的性能主要有兩個(gè)途徑調(diào)整鋼的化學(xué)成分鋼的熱處理鋼的熱處理——將鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度后保溫一定時(shí)間，再以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度進(jìn)行冷卻，從而改變鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命的熱加工工藝。熱處理工藝有許多種，但主要是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段構(gòu)成。熱處理的基本目的消除鑄、鍛毛坯中的缺陷，改善內(nèi)部組織及工藝性能，為后續(xù)工序作好組織上的準(zhǔn)備。提高鋼的力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的潛力，延長(zhǎng)機(jī)械零件的使用壽命。熱處理工藝熱處理工藝的分類常規(guī)熱處理：退火、正火、淬火、回火火焰加熱表面淬火表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火表面熱處理滲碳化學(xué)熱處理滲氮（氮化）碳氮共滲熱處理工藝熱處理原理概念熱處理原理工件經(jīng)過(guò)不同熱處理工藝之后，性能將會(huì)發(fā)生顯著變化。零件熱處理質(zhì)量的高低對(duì)成品的質(zhì)量往往具有決定性的影響。因此要制定正確的熱處理工藝規(guī)范，改變金屬內(nèi)部組織，保證熱處理質(zhì)量，必須了解鋼在不同加熱（包括保溫）和冷卻過(guò)程中它的組織變化規(guī)律，這就是熱處理的原理。熱處理工藝鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鐵碳合金平衡相圖Fe-Fe3c合金相圖中的臨界點(diǎn)(A1、A3、Acm)是正確選擇熱處理加熱和冷卻時(shí)組織變化的主要依據(jù)。鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變獲得較高力學(xué)性能的細(xì)晶粒組織的方法

1、采用高溫、短時(shí)的加熱方法。如高頻感應(yīng)加熱淬火。

2、在鋼中加入微量合金元素（如Al、Ti、V、W、Mo、Ni等）可阻礙奧氏體晶粒度長(zhǎng)大。鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變冷卻的方式：1、等溫冷卻——把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，快速冷卻到相變點(diǎn)以下的某一溫度內(nèi)等溫，使奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變，然后再冷卻到室溫。2、連續(xù)冷卻——把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，以不同冷卻速度（如爐冷、空冷、油冷、水冷等）連續(xù)冷卻到室溫。

熱處理工藝鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼的回火是將鋼件淬硬后加熱到相變溫度以下，保溫一定時(shí)間，然后冷卻在到室溫的熱處理工藝。工件淬火后的組織一般為馬氏體+殘余奧氏體，在不同溫度下回火時(shí)組織將發(fā)生變化。1、200℃以下轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體；2、200-300℃時(shí)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體；3、300-400℃轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹜惺象w；4、400℃-A1轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。鋼在回火時(shí)力學(xué)性能的變化淬火鋼隨回火溫度的升高強(qiáng)度和硬度降低，塑性和韌性提高。熱處理工藝常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理：即常說(shuō)的“四火”，包括退火、正火、淬火和回火。

常規(guī)熱處理退火的概念、目的和種類退火——將鋼（金屬或合金）加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（如爐冷）的熱處理工藝。目的降低硬度以利于切削加工細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能消除零件中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂為最終熱處理（淬火與回火）做好組織準(zhǔn)備種類完全退火——將鋼件完全奧氏體化后緩慢冷卻，獲得平衡組織的退火工藝。適用于中碳鋼和中碳合金鋼的鑄、焊、軋制件等。等溫退火——將鋼件隨爐加熱至Ac3（或Ac1）溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織后在空氣中冷卻的退火工藝。適用于中碳合金鋼和某些高合金鋼的大型鑄、鍛件及沖壓件。球化退火——為使鋼件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。主要用于共析或過(guò)共析成分的碳鋼和合金鋼的鍛、軋件。均勻化退火（擴(kuò)散退火）——為了減少工件化學(xué)成分和組織的不均勻性，將其加熱到高溫并長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻的工藝方法。常規(guī)熱處理正火的概念及正火與退火的區(qū)別正火——將鋼加熱到Ac3或Acm以上30~50℃，保溫一定時(shí)間后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。目的正火的基本目的與退火相同。但由于冷卻較快，因而力學(xué)性能較高。生產(chǎn)周期短，能耗少，操作簡(jiǎn)單。為此，在可能的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用正火處理。正火與退火的主要區(qū)別——在于正火的冷卻速度快，轉(zhuǎn)變溫度低。對(duì)低碳鋼為了改善切削加工性可以用正火進(jìn)行預(yù)備熱處理，時(shí)間短、費(fèi)用低。在生產(chǎn)中常常用正火來(lái)消除過(guò)共析鋼及合金鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做好組織準(zhǔn)備。常規(guī)熱處理淬火的概念、目的和方法淬火——將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。目的——在于提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，與回火配合后賦予工件最終的使用性能。冷卻介質(zhì)——在生產(chǎn)上最常用的是水和油。方法單液淬火：如水冷用于形狀簡(jiǎn)單的碳鋼工件，主要是調(diào)質(zhì)件。油冷常用于合金鋼、合金工具鋼工件。雙介質(zhì)淬火：既工件奧氏體化后先侵入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在材料即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻的淬火方法。多用于碳素工具鋼及大截面合金工具鋼，要求減小淬火畸變，防止淬裂，并獲得較高硬度及淬硬層深度的工件。常用的有水-油雙介質(zhì)淬火。分級(jí)淬火：用于合金工具鋼及小截面碳素工具鋼，可減少變形和開(kāi)裂。等溫淬火：使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。用于要求變形小、韌性高的合金鋼工件。局部淬火常規(guī)熱處理鋼的淬透性與淬硬性鋼的淬透性——鋼在淬火時(shí)能獲得淬硬層深度的能力。影響的因素主要是鋼的化學(xué)成分奧氏體化溫度。除Co以外大多是合金元素都能提高鋼的淬透性。鋼的淬硬性——是指鋼在淬火后能達(dá)到最高硬度的能力。主要取決于馬氏體的含碳量。常規(guī)熱熱處理理回火的的概念念、目目的和和分類類回火——鋼件淬淬火后后，在在加熱熱到Ac1以下的的某一一溫度度，保保溫一一段時(shí)時(shí)間后后冷卻卻到室室溫的的熱處處理工工藝。。目的———調(diào)整工工件的的強(qiáng)度度、硬硬度、、塑性性和韌韌性等等力學(xué)學(xué)性能能，降降低或或消除除淬火火應(yīng)力力，避避免變變形、、開(kāi)裂裂，保保持使使用過(guò)過(guò)程中中的尺尺寸穩(wěn)穩(wěn)定。。分類———根據(jù)回回火溫溫度和和對(duì)淬淬火力力學(xué)性性能的的要求求，一一般分分三類類：低溫回回火（150℃℃～～250℃℃）），，組織織為回回火馬馬氏體體。目的-是保保證淬淬火后后工件件的高高硬度度和高高耐磨磨性，，降低低淬火火應(yīng)力力，提提高韌韌性。。應(yīng)用——用于各種種刀具具、模模具、、量具具、滾滾動(dòng)軸軸承等等。中溫回回火（250℃℃～500℃℃）），組組織為為回火火屈氏氏體。。目的-可顯顯著減減小工工件淬淬火內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力，提提高彈彈性、、屈服服強(qiáng)讀讀及一一定的的塑性性和韌韌性。。應(yīng)用——常用用于彈彈簧和和熱作作模具具的處處理。。高溫回回火（500℃℃～～700℃℃），組組織為為回火火索氏氏體。。目的-獲得得較高高的強(qiáng)強(qiáng)度和和良好好的塑塑性與與韌性性。(即綜合合力學(xué)學(xué)性能能較好好）應(yīng)用——常用用于軸軸、齒齒輪、、連桿桿等的的處理理。通常將將淬火+高溫溫回火火稱為為“調(diào)調(diào)質(zhì)處處理””，獲得得良好好的綜綜合力力學(xué)性性能。。淬火鋼鋼的回回火溫溫度越越高，，硬度度和強(qiáng)強(qiáng)度越越低，，而塑塑性和和韌性性越高高。表面熱熱處理理鋼的表表面淬淬火表面淬淬火——是將工工件表表面快快速加加熱到到奧氏氏體區(qū)區(qū)，在在熱量量未傳傳到心心部時(shí)時(shí)立即即迅速速冷卻卻，使使表面面得到到一定定深度度的淬淬硬層層，而而心部部仍保保持原原始組組織的的一種種局部部淬火火方法法。方法火焰加加熱淬淬火感應(yīng)加熱淬淬火高頻感應(yīng)加加熱（100~1000KHZ)中頻感應(yīng)加加熱（0.5~10KHZ)工頻感應(yīng)加加熱（50HZ)表面熱處理理鋼的表面淬淬火火焰加熱淬淬火應(yīng)用氧-乙炔等混合合氣體的火火焰對(duì)零件件表面進(jìn)行行加熱，隨之淬淬火冷卻的的工藝。淬淬硬層深度度為2-6毫米。特點(diǎn)簡(jiǎn)便、無(wú)需需特殊設(shè)備備，成本低低。但生產(chǎn)產(chǎn)率低，工工件表面易易過(guò)熱，淬淬火質(zhì)量不不穩(wěn)定。應(yīng)用適用單件或或小批量生生產(chǎn)的工件件及大型零零件（如軸軸、齒輪、、軋輥等））的淬火。。表面熱處理理鋼的表面淬淬火感應(yīng)加熱淬淬火利用感應(yīng)電電流通過(guò)工工件所產(chǎn)生生的熱效應(yīng)應(yīng)，使工件件表面、局局部或整體體加熱并快快速冷卻的的淬火工藝藝。分類高頻感應(yīng)加加熱（100~1000KHZ)，淬硬層為為0.2-2mm，適用中小小齒輪、軸軸等零件。。中頻感應(yīng)加加熱（0.5~10KHZ)，淬硬層為為2-8mm，適用于中中型齒輪、、軸等零件件。工頻感應(yīng)加加熱（50HZ)，淬硬層大大于10-15mm，適用于直直徑大于300mm的軋輥、軸軸等大型工工件。感應(yīng)加熱淬淬火的電流流頻率越高高，淬硬層層越潛。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量量好，表層層組織細(xì)、、硬度高脆脆性小、生生產(chǎn)效率高高、便于自自動(dòng)化，缺缺點(diǎn)點(diǎn)：設(shè)備一一次性投入入大，形狀狀復(fù)雜的感感應(yīng)器不易易制造；不不適于單件件生產(chǎn)。表面熱處處理鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理——是將工件件置于某某種化學(xué)學(xué)介質(zhì)中中，通過(guò)過(guò)加熱、、保溫使使介質(zhì)中中某些元元素滲入入它的表表層，以以改變其其化學(xué)成成分、組組織和性性能的一一種熱處處理。特點(diǎn)———同時(shí)改變變工件表表層的成成分、組組織。鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理化學(xué)熱處處理的基基本過(guò)程程和方法法基本過(guò)程程滲入介質(zhì)質(zhì)的分解解，形成成活性組組分?；钚越M分分被工件件表面吸吸收滲入元素素向工件件內(nèi)部擴(kuò)擴(kuò)散主要方法法滲C滲NC-N共滲鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理滲碳碳滲碳——為了增加加鋼件表表層的碳碳含碳量量，將鋼鋼件在滲滲碳介質(zhì)質(zhì)中加熱熱并保溫溫，使碳碳原子滲滲入到鋼鋼件表層層的化學(xué)學(xué)熱處理理工藝。。目的提高工件件表層的的含碳量量和一定定的碳的的濃的梯梯度；處理后的的工件表表面具有有高硬度度和耐磨磨性，心心部保持持一定的的強(qiáng)度及及較高的的塑性和和韌性。。應(yīng)用如齒輪、、活塞銷銷、套筒筒等。滲碳用鋼鋼低碳鋼、、低合金金鋼。如如20、20Cr、20CrMnTi等。滲碳方法法固體滲碳碳、液體體滲碳、、氣體滲滲碳。滲碳設(shè)備備井式爐、、可控氣氣氛爐、、真空爐爐。鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理滲氮氮滲氮——在一定溫溫度下使使活性氮氮原子滲滲入工件件表面的的化學(xué)熱熱處理工工藝。目的——提高鋼件件表面硬硬度、耐耐磨性、、疲勞強(qiáng)強(qiáng)度和抗抗蝕性及及熱硬性性。應(yīng)用——如高速傳傳動(dòng)的精精密齒輪輪、精密密機(jī)床主主軸、鏜鏜床鏜桿桿等。滲氮用鋼鋼——一般采用用中碳合合金鋼如如38CrMoAlA、38CrWVAlA等。滲氮方法法——?dú)怏w氮化化、離子子氮化鋼的化學(xué)學(xué)熱處理理碳氮共滲滲碳氮共滲滲——在一定溫溫度下，，同時(shí)向向工件表表面滲入入碳和氮氮原子的的化學(xué)熱熱處理。。目的——提高零件件表面的的硬度、、耐磨性性、抗蝕蝕性和疲疲勞強(qiáng)度度。優(yōu)點(diǎn)——與滲碳相相比，碳碳氮共滲滲溫度低低，速度度快，另另件變形形小。應(yīng)用——常用于低低中碳合合金鋼制制造的重重、中負(fù)負(fù)荷齒輪輪。齒輪表面面熱處理理方法的的選用序號(hào)齒面硬度模數(shù)適用范圍材料表面處理方法145~55HRC大冶金、礦山、機(jī)械用的大齒輪40Cr火焰淬火或中頻感應(yīng)單齒淬火2小機(jī)床齒輪45高頻感應(yīng)加熱淬火358~62HRC汽車、拖拉機(jī)變速箱齒輪20CrMnTi滲碳→淬火→回火465~72HRC高速傳動(dòng)精密齒輪38CrMoAl滲氮處理鑄鐵熱處處理強(qiáng)化鑄鐵鐵的方式式鑄鐵的力力學(xué)性能能主要受受基本組組織和石石墨所控控制，因因此，在在強(qiáng)化鑄鑄鐵時(shí)從從兩方面面考慮：：改變石墨墨的數(shù)量量大小、、形狀和和分布，，盡量減減少石墨墨的有害害作用。。通過(guò)合金金化、熱熱處理或或表面處處理方法法調(diào)整基基體組織織，提高高性能，，以改善善鑄鐵的的強(qiáng)韌性性。鑄鐵熱處處理灰鑄鐵的的熱處理理熱處理只只能改變變灰鑄鐵鐵的基體體組織，，改變不不了石墨墨的形態(tài)態(tài)，因此此，灰鐵鐵經(jīng)熱處處理提高高其力學(xué)學(xué)性能作作用不大大，生產(chǎn)產(chǎn)中主要要用于消消除內(nèi)應(yīng)應(yīng)力和改改善切削削加工性性能。常常用的方方法有三三種：消除內(nèi)應(yīng)應(yīng)力退火火（人工工時(shí)效））消除鑄件件白口、、降低硬硬度可選選用退火火或正火火表面淬火火（表面面熱處理理）鑄鐵熱處處理球墨鑄鐵鐵熱處理理與鋼一樣樣，球鐵鐵可進(jìn)行行多種熱熱處理以以改善組組織性能能。常用用的熱處處理方法法根據(jù)目目的不同同有四種種：退火消除內(nèi)應(yīng)應(yīng)力退火火——其工藝與與灰鑄鐵鐵相同。。高溫退火火——為消除白白口，獲獲得高韌韌性的鐵鐵素體基基體球鐵鐵。低溫退火火——當(dāng)基體組組織中自自由滲碳碳體較少少時(shí)，可可用低溫溫退火以以改善其其韌性。。正火——細(xì)化組織織以提高高球鐵的的強(qiáng)度、、硬度和和耐磨性性。高溫正火火中溫正火火調(diào)質(zhì)處理理——適用于要要求綜合合力學(xué)性性能較高的的球鐵。。如曲軸軸、連桿等。等溫淬火火——適用于形形狀復(fù)雜雜易變形形、又要要求綜合合力學(xué)性性能高的的球墨鑄鐵鐵。鑄鐵熱處處理可鍛鑄鐵鐵的熱處處理可鍛鑄鐵鐵的石墨墨化退火火將白口鑄鑄鐵加熱熱（900℃℃~1000℃））后，，長(zhǎng)時(shí)間間保溫（（30~40h），然后以一一定的冷冷卻速度度（200~300℃/h）冷卻到720℃后再空冷冷。鑄鐵熱處理蠕墨鑄鐵熱處處理目的——為了調(diào)整基體體組織，以獲獲得不同力學(xué)學(xué)性能。方法正火：普通蠕蠕鐵在鑄態(tài)時(shí)時(shí)，基體是大大量F，通過(guò)正火可增增加P量，提高強(qiáng)度度和耐磨性。。退火：為獲得得85%以上上的F基體，或清除除薄壁處的游游離滲碳體。。鑄鐵熱處理合金鑄鐵的熱熱處理合金鑄鐵———在灰鐵、球鐵鐵、蠕墨鑄鐵鐵中加入少量量合金元素，，顯著提高鑄鑄鐵的耐熱、、耐蝕、耐磨磨等特殊的物物理化學(xué)性能能。耐磨合金鑄鐵鐵——生產(chǎn)中在灰鐵鐵中加入Ni、Cr等合金，采用用“激冷”的的辦法使鑄件件表面獲得白白口組織，心心部仍保留灰灰鑄鐵組織，，從而使鑄件件既有高耐磨磨性，又有一一定的強(qiáng)度和和韌性。應(yīng)用：可用于于制造缸體、、凸輪軸，并并可進(jìn)行感應(yīng)應(yīng)加熱淬火。。鑄鐵熱處理機(jī)床床身熱處處理選材：灰鑄鐵鐵如HT200、HT250、HT300、HT350等。熱處理消除內(nèi)應(yīng)力退退火。目的是是消除鑄造后后產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力力，防止鑄件件變形、開(kāi)裂裂。表面淬火。為為了提高導(dǎo)軌軌表面硬度和和耐磨性可采采用火焰加熱熱