熱處理熱處理工藝—鋼的熱處理改善鋼的性能主要有兩個途徑調(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)過不同熱處理工藝之后，性能將會發(fā)生顯著變化。零件熱處理質(zhì)量的高低對成品的質(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）和冷卻過程中它的組織變化規(guī)律。熱處理工藝鋼在加熱和冷卻時的轉(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組織變化的主要依據(jù)。鋼在加熱時的轉(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大。鋼在冷卻時的轉(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的轉(zhuǎn)變鋼在回火時的轉(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時間保溫，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，時間短、費(fèi)用低。在生產(chǎn)中常常用正火來消除過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——鋼在淬火時能獲得淬硬層深度的能力。鋼的淬透性大小取決于鋼的臨界冷卻速度，則臨界冷卻速度愈小，淬透性愈大。合金元素（除Co以外）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。僅與鋼中含碳量有關(guān)。常規(guī)規(guī)熱熱處處理理回火火的的概概念念、、目目的的和和分分類類回火火———鋼件件淬淬火火后后，，再再加加熱熱到到Ac1以下下的的某某一一溫溫度度，，保保溫溫一一段段時時間間，，然然后后冷冷卻卻到到室室溫溫的的熱熱處處理理工工藝藝。。目的的————回火火的的目目的的是是為為了了消消除除淬淬火火造造成成的的內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力，，提提高高鋼鋼的的韌韌性性，，獲獲得得所所需需要要的的力力學(xué)學(xué)性性能能。。分類類————根據(jù)據(jù)回回火火溫溫度度和和對對淬淬火火力力學(xué)學(xué)性性能能的的要要求求，，一一般般分分三三類類：：低溫溫回回火火（150℃℃～～250℃℃）），，組組織織為為回回火火馬馬氏氏體體。。目的的-是是保保證證淬淬火火后后工工件件的的高高硬硬度度和和高高耐耐磨磨性性，，降降低低淬淬火火應(yīng)應(yīng)力力，，提提高高韌韌性性。。應(yīng)用用——用于各各種種刀刀具具、、模模具具、、量量具具、、滾滾動動軸軸承承等等。。中溫溫回回火火（250℃℃～500℃℃）），，組組織織為為回回火火屈屈氏氏體體。。目的的-可可顯顯著著減減小小工工件件淬淬火火內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力，，提提高高彈彈性性、、屈屈服服強(qiáng)強(qiáng)度度及及一一定定的的塑塑性性和和韌韌性性。。應(yīng)用用——常常用用于于彈彈簧簧和和熱熱作作模模具具的的處處理理。。高溫溫回回火火（500℃℃～～700℃℃），，組組織織為為回回火火索索氏氏體體。。目的的-獲獲得得較較高高的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和良良好好的的塑塑性性與與韌韌性性。。(即綜綜合合力力學(xué)學(xué)性性能能較較好好））應(yīng)用用——常常用用于于軸軸、、齒齒輪輪、、連連桿桿等等的的處處理理。。通常常將將淬火火+高高溫溫回回火火稱稱為為““調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)處處理理””，獲獲得得良良好好的的綜綜合合力力學(xué)學(xué)性性能能。。淬火火鋼鋼的的回回火火溫溫度度越越高高，，硬硬度度和和強(qiáng)強(qiáng)度度越越低低，，而而塑塑性性和和韌韌性性越越高高。。表面面熱熱處處理理鋼的的表表面面淬淬火火表面面淬淬火火———是將將工工件件表表面面快快速速加加熱熱到到奧奧氏氏體體區(qū)區(qū)，，在在熱熱量量未未傳傳到到心心部部時時立立即即迅迅速速冷冷卻卻，，使使表表面面得得到到一一定定深深度度的的淬淬硬硬層層，，而而心心部部仍仍保保持持原原始始組組織織的的一一種種局局部部淬淬火火方方法法。。方法法火焰焰加加熱熱淬淬火火感應(yīng)應(yīng)加加熱熱淬淬火火高頻頻感感應(yīng)應(yīng)加加熱熱（（100~1000KHZ)中頻頻感感應(yīng)應(yīng)加加熱熱（（0.5~10KHZ)工頻頻感感應(yīng)應(yīng)加加熱熱（（50HZ)表面面熱熱處處理理鋼的的表表面面淬淬火火火焰焰加加熱熱淬淬火火應(yīng)用用氧氧-乙炔炔等等混混合合氣氣體體的的火火焰焰對對零零件件表表面面進(jìn)進(jìn)行行加加熱，，隨隨之之淬淬火火冷冷卻卻的的工工藝藝。。淬淬硬硬層層深深度度一一般般為為2-6毫米米。。特點(diǎn)點(diǎn)簡便便、、無無需需特特殊殊設(shè)設(shè)備備，，成成本本低低。。但但生生產(chǎn)產(chǎn)率率低低，，工工件件表表面面易易過過熱熱，，淬淬火火質(zhì)質(zhì)量量不不穩(wěn)穩(wěn)定定。。應(yīng)用用適用用單單件件或或小小批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)的的工工件件及及大大型型零零件件（（如如軸軸、、齒齒輪輪、、軋軋輥輥等等））的的淬淬火火。。表面面熱熱處處理理鋼的的表表面面淬淬火火感應(yīng)應(yīng)加加熱熱淬淬火火利用用感感應(yīng)應(yīng)電電流流通通過過工工件件所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱效效應(yīng)應(yīng)，，使使工工件件表表面面、、局局部部或或整整體體加加熱熱并并快快速速冷冷卻卻的的淬淬火火工工藝藝。。分類類高頻頻感感應(yīng)應(yīng)加加熱熱（（100~1000KHZ)，淬淬硬硬層層為為0.2-2mm，適適用用中中小小齒齒輪輪、、軸軸等等零零件件。。中頻頻感感應(yīng)應(yīng)加加熱熱（（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愈高高，淬硬層層愈淺。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量量好，表層層組織細(xì)、、硬度高、、脆性小、、生產(chǎn)效率率高、便于于自動化，，缺缺點(diǎn)：設(shè)備備一次性投投入大，形形狀復(fù)雜的的感應(yīng)器不不易制造；；不適于單單件生產(chǎn)。。表面熱處理理鋼的化學(xué)熱熱處理鋼的化學(xué)熱熱處理———是將工件置置于某種化化學(xué)介質(zhì)中中，通過加加熱、保溫溫使介質(zhì)中中某些元素素滲入工件件表層以改改變工件表表層的化學(xué)學(xué)成分和組組織，從而而使其表面面具有與心心部不同性性能的一種種熱處理。。特點(diǎn)——同時改變工工件表層的的成分、組組織。鋼的化學(xué)熱熱處理化學(xué)熱處理理的基本過過程和方法法基本過程滲入介質(zhì)的的分解，形形成活性組組分?；钚越M分被被工件表面面吸收滲入元素向向工件內(nèi)部部擴(kuò)散主要方法滲C滲NC-N共滲鋼的化學(xué)熱熱處理滲碳碳滲碳——為了增加鋼鋼件表層的的含碳量，，將鋼件在在滲碳介質(zhì)質(zhì)中加熱并并保溫，使使碳原子滲滲入到鋼件件表層的化化學(xué)熱處理理工藝。目的提高工件表表層的含碳碳量和一定定的碳的濃濃的梯度；；處理后的工工件表面具具有高硬度度和耐磨性性，心部保保持一定的的強(qiáng)度及較較高的塑性性和韌性。。應(yīng)用如齒輪、活活塞銷、套套筒等。滲碳用鋼低碳鋼、低低合金鋼。。如20、20Cr、20CrMnTi等。滲碳方法固體滲碳、、液體滲碳碳、氣體滲滲碳。滲碳設(shè)備井式爐、可可控氣氛爐爐、真空爐爐。鋼的化學(xué)熱熱處理滲氮氮滲氮——在一定溫度度下使活性性氮原子滲滲入工件表表面的化學(xué)學(xué)熱處理工工藝。目的——提高鋼件表表面硬度、、耐磨性、、疲勞強(qiáng)度度和抗蝕性性及熱硬性性。應(yīng)用——如高速傳動動的精密齒齒輪、精密密機(jī)床主軸軸、鏜床鏜鏜桿等。滲氮用鋼——一般采用中中碳合金鋼鋼。如38CrMoAlA、38CrWVAlA等。滲氮方法——?dú)怏w氮化、、離子氮化化鋼的化學(xué)熱熱處理碳氮共滲碳氮共滲——在一定溫度度下，同時時向工件表表面滲入碳碳和氮原子子的化學(xué)熱熱處理。目的——提高零件表表面的硬度度、耐磨性性、抗蝕性性和疲勞強(qiáng)強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)——與滲碳相比比，碳氮共共滲溫度低低，速度快快，另件變變形小。應(yīng)用——常用于低中中碳合金鋼鋼制造的重重、中負(fù)荷荷齒輪。齒輪表面熱熱處理方法法的選用序號齒面硬度模數(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高速傳動精密齒輪38CrMoAl滲氮處理鑄鐵熱處理理強(qiáng)化鑄鐵的的方式鑄鐵的力學(xué)學(xué)性能主要要受基本組組織和石墨墨所控制，，因此，在在強(qiáng)化鑄鐵鐵時從兩方方面考慮：：改變石墨的的數(shù)量大小小、形狀和和分布，盡盡量減少石石墨的有害害作用。通過合金化化、熱處理理或表面處處理方法調(diào)調(diào)整基體組組織，提高高性能，以以改善鑄鐵鐵的強(qiáng)韌性性。鑄鐵熱處理理灰鑄鐵的熱熱處理熱處理只能能改變灰鑄鑄鐵的基體體組織，改改變不了石石墨的形態(tài)態(tài)，因此，，灰鐵經(jīng)熱熱處理提高高其力學(xué)性性能作用不不大，生產(chǎn)產(chǎn)中主要用用于消除內(nèi)內(nèi)應(yīng)力和改改善切削加加工性能。。常用的方方法有三種種：消除內(nèi)應(yīng)力力退火（人人工時效））消除鑄件白白口、降低低硬度可選選用退火或或正火表面淬火（（表面熱處處理）鑄鐵熱處理理球墨鑄鐵熱熱處理與鋼一樣，，球鐵可進(jìn)進(jìn)行多種熱熱處理以改改善組織性性能。常用用的熱處理理方法根據(jù)據(jù)目的不同同有四種：：退火消除內(nèi)應(yīng)力力退火——其工藝與灰灰鑄鐵相同同。高溫退火——為消除白口口，獲得高高韌性的鐵鐵素體基體體球鐵。低溫退火——當(dāng)基體組織織中自由滲滲碳體較少少時，可用用低溫退火火以改善其其韌性。正火——細(xì)化組織以以提高球鐵鐵的強(qiáng)度、、硬度和耐耐磨性。高溫正火中溫正火調(diào)質(zhì)處理——適用于要求求綜合力學(xué)學(xué)性能較高的球球鐵。如曲曲軸、連桿等。等溫淬火——適用于形狀狀復(fù)雜易變變形、又要要求綜合力力學(xué)性能高高的球墨鑄鐵。。鑄鐵熱處理理可鍛鑄鐵的的熱處理可鍛鑄鐵的的石墨化退退火將白口鑄鐵鐵加熱（900℃℃~1000℃℃）后，，長時間保保溫（30~40h），然后以一定定的冷卻速速度（200~300℃/h）冷卻到720℃后再空冷。。鑄鐵熱處理理蠕墨鑄鐵熱熱處理目的——為了調(diào)整基基體組織，，以獲得不不同力學(xué)性性能。方法正火：普通通蠕鐵在鑄鑄態(tài)時，基基體是大量量鐵素體，通過正火可可增加珠光光體量，提提高強(qiáng)度和和耐磨性。。退火：為獲獲得85%以上的鐵鐵素體基體體，或清除除薄壁處的的游離滲碳碳體。鑄鐵熱處理理合金鑄鐵的的熱處理合金鑄鐵———在灰鐵、球球鐵、蠕墨墨鑄鐵中加加入少量合合金元素，，顯著提高高鑄鐵的耐耐熱、耐蝕蝕、耐磨等等特殊的物物理化學(xué)性性能。耐磨合金鑄鑄鐵——生產(chǎn)中在灰灰鐵中加入入Ni、Cr等合金，采采用“激冷冷”的辦法法使鑄件表表面獲得白白口組織，，心部仍保保留灰鑄鐵鐵組織，從從而使鑄件件既有高耐耐磨性，又又有一定的的強(qiáng)度和韌韌性。應(yīng)用：可用用于制造缸缸體、凸輪輪軸，并可可進(jìn)行感應(yīng)應(yīng)加熱淬火火。鑄鐵熱處理理機(jī)床床身熱熱處理選材：灰鑄鑄鐵如HT200、HT250、HT300、HT350等。熱處理消除內(nèi)應(yīng)力力退火。目目的是消除除鑄造后產(chǎn)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力力，防止鑄鑄件變形、、開裂。