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1、正火：正火，又又称常化化，是将将工件加加热至AAc3或Accm以上440660，保保温一段段时间后后，从炉炉中取出出在空气气中或喷喷水、喷喷雾或吹吹风冷却却的金属属热处理理工艺。其其目的是是在于使使晶粒细细化和碳碳化物分分布均匀匀化，去去除材料料的内应应力，降降低材料料的硬度度。正火，又又称常化化，是将将工件加加热至AAc3(Ac是指加加热时自自由铁素素体全部部转变为为奥氏体体的终了了温度)或Accm(Acm是实际际加热中中过共析析钢完全全奥氏体体化的临临界温度度线 )以上33050，保温温一段时时间后，从从炉中取取出在空空气中或或喷水、喷喷雾或吹吹风冷却却的金属属热处理理工艺。其其目的是是在
2、于使晶晶粒细化化和碳化化物分布布均匀化化。正火与与退火的不不同点是是正火冷冷却速度度比退火火冷却速速度稍快快，因而而正火组组织要比比退火组组织更细细一些，其其机械性性能也有有所提高高。另外外，正火火炉外冷冷却不占占用设备备，生产产率较高高，因此此生产中中尽可能能采用正正火来代代替退火火。 正火的主主要应用用范围有有： 用于低低碳钢，正正火后硬硬度略高高于退火火，韧性性也较好好，可作作为切削削加工的的预处理理。用于于中碳钢钢，可代代替调质质处理作作为最后后热处理理，也可可作为用用感应加加热方法法进行表表面淬火火前的预预备处理理。用用于工具具钢、轴轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，
3、从而得到球化退火所需的良好组织。用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。 正火后的的组织：亚共析析钢为FF+S，共共析钢为为S，过过共析钢钢为S+二次渗渗碳体，且且为不连连续。 正火主要要用于钢钢铁工件件。一般般钢铁正正火与退退火相似似，但冷冷却速度度稍大，组组织较细细。有些些临界冷冷却速度度（见淬火火）很小小的钢，在在空气中中冷却就就可以使
4、使奥氏体体转变为为马氏体体，这种种处理不不属于正正火性质质，而称称为空冷冷淬火。与与此相反反，一些些用临界界冷却速速度较大大的钢制制作的大大截面工工件，即即使在水水中淬火火也不能能得到马马氏体，淬淬火的效效果接近近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.250.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正
5、火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。 普通结构构零件的的最终热热处理 ，由于于正火后后工件比比退火状状态具有有更好的的综合力力学性能能，对于于一些受受力不大大、性能能要求不不高的普普通结构构零件可可将正火火作为最最终热处处理，以以减少工工序、节节约能源源、提高高生产效效率。此此外，对对某些大大型的或或形状较较复杂的的零件，当当淬火有有开裂的的危险时时，正火火往往可可以代替替淬火、回回火处理理，作为为最终热热处理。正火目的的：（1）去去除材料料的内应应力 （2）降降低材料料的硬度度 这样是为为了接下下来的加加工做准准备。和和退火差差不多的的作用，只只是为了了提高效效率，降降低成
6、本本。钢件的热热处理工工艺正正火钢的的热处理理种类分分为整体体热处理理和表面面热处理理两大类类。常用用的整体体热处理理有退火火，正火火、淬火火和回火火；表面面热处理理可分为为表面淬淬火与化化学热处处理两类类。 正火火是将钢钢件加热热到临界界温度以以上30050,保温温适当时时间后，在在静止的的空气中中冷却的的热处理理工艺称称为正火火。正火火的主要要目的是是细化组组织，改改善钢的的性能，获获得接近近平衡状状态的组组织。 正火与退退火工艺艺相比，其其主要区区别是正正火的冷冷却速度度稍快，所所以正火火热处理理的生产产周期短短。故退退火与正正火同样样能达到到零件性性能要求求时，尽尽可能选选用正火火。大
7、部部分中、低低碳钢的的坯料一一般都采采用正火火热处理理。一般合金金钢坯料料常采用用退火，若若用正火火，由于于冷却速速度较快快，使其其正火后后硬度较较高，不不利于切切削加工工。回火：回火目的的：（1）减减少或消消除淬火火内应力力，防止止工件变变形或开开裂；（2）获获得工艺艺要求的的力学性性能；（3）稳稳定工件件尺寸；（4）对对于某些些高淬透透性的钢钢，空冷冷即可淬淬火，如如采用退退火则软软化周期期太长，而而采用回回火软化化则既能能降低硬硬度，又又能缩短短软化周周期。 对于未经经淬火的的钢，回回火是没没有意义义的，而而淬火钢钢不经回回火一般般也不能能直接使使用。为避免免淬火件件在放置置过程中中发生
8、变变形或开开裂，钢钢件经淬淬火后应应及时进进行回火火。中文文名称：回火 英文文名称：temmperringg 定义义：将淬淬火后的的钢，在在AC11以下加加热、保保温后冷冷却下来来的热处处理工艺艺。 应用用学科：电力（一一级学科科）；热热工自动动化、电电厂化学学与金属属（二级级学科） 回火是将将淬火钢加热到到奥氏体体转变温温度以下下，保温温1到22小时后后冷却的的工艺。回火往往往是与与淬火相相伴，并并且是热热处理的的最后一一道工序序。经过回回火，钢钢的组织织趋于稳稳定，淬淬火钢的的脆性降降低，韧韧性与塑塑性提高高，消除除或者减减少淬火火应力，稳稳定钢的的形状与与尺寸，防防止淬火火零件变变形和开
9、开裂，高高温回火火还可以以改善切切削加工工性能。依据加热热温度不不同，回回火分为为： 低温回火火：加热温温度15502000。淬淬火产生生的马氏氏体保持持不变，但但是钢的的脆性降降低，淬淬火应力力降低。主主要用于于工具、滚动轴承、渗碳零件和表面淬火零件等要求高硬度的零件。中温回火 加热温度350500。回火组织为针状铁素体和细粒状渗碳体（FeC）的混合物，称为回火屈氏体。中温回火火：能获得得较高的的弹性极极限和韧韧性，主主要用于于弹簧和和热作磨磨具回火火。高温回火火：加热温温度50006000。淬淬火加高高温回火火的连续续工艺称称为调质质处理。高高温回火火组织为为多边形形的铁素素体（fferr
10、ritee）和细细粒状渗渗碳体（FFeC）的的混合组组织，称称为回火火索氏体体。高温温回火为为了得到到强度、硬硬度和塑塑性韧性性等性能能的均衡衡状态，主主要用于于重要结结构零件件的热处处理，如如轴、齿齿轮、曲曲轴等。回火是工工件淬硬硬后加热热到ACC1以下的的某一温温度，保保温一定定时间，然然后冷却却到室温温的热处处理工艺艺。 回火一般般紧接着着淬火进进行，其其目的是是： (aa)消除除工件淬淬火时产产生的残残留应力力，防止止变形和和开裂； (bb)调整整工件的的硬度、强强度、塑塑性和韧韧性，达达到使用用性能要要求； (cc)稳定定组织与与尺寸，保保证精度度； (dd)改善善和提高高加工性性能
11、。因因此，回回火是工工件获得得所需性性能的最最后一道道重要工工序。 按回火温温度范围围，回火火可分为为低温回回火、中温回回火和高高温回火火。 (1)低低温回火火：工件件在15502250进行的的回火。 目的的是保持持淬火工工件高的的硬度和和耐磨性性，降低低淬火残残留应力力和脆性性。回火后后得到回回火马氏氏体，指指淬火马马氏体低低温回火火时得到到的组织织。 力学性能能：588644HRCC，高的的硬度和和耐磨性性。 应用范围围：刃具具、量具具、模具具、滚动动轴承、渗碳及表面淬淬火的零零件等。 (2)中中温回火火：工件在33505000 之间进进行的回回火。 目的是得得到较高高的弹性性和屈服服点，
12、适适当的韧韧性。 预先热处处理回火后得得到回火火屈氏体体，指马马氏体回回火时形形成的铁铁素体基基体内分分布着极极其细小小球状碳碳化物（或或渗碳体体）的复复相组织织。 力学学性能：3550HHRC，较较高的弹弹性极限限、屈服服点和一一定的韧韧性。 应用范围围：弹簧簧、锻模模、冲击击工具等等。 (3)高高温回火火：工件件在5000以上进进行的回回火。 目的的是得到到强度、塑塑性和韧韧性都较较好的综综合力学学性能。 回火火后得到到回火索索氏体，指指马氏体体回火时时形成的的铁素体体基体内内分布着着细小球球状碳化化物（包包括渗碳碳体）的的复相组组织。 力学学性能：20003550HBBS，较较好的综综合
13、力学学性能。 应用用范围：广泛用用于各种种较重要要的受力力结构件件，如连连杆、螺螺栓、齿齿轮及轴轴类零件件等。 工件淬火火并高温温回火的的复合热热处理工工艺称为为调质。调调质不仅仅作最终终热处理理，也可可作一些些精密零零件或感感应淬火火件预先先热处理理。 455钢正火火和调质质后性能能比较见见下表所所示。 45钢(200mm400mm)正火和和调质后后性能比比较钢淬火后后在3000左左右回火火时，易易产生不不可逆回回火脆性性，为避避免它，一一般不在在25003550 范围内内回火。 含铬、镍镍、锰等等元素的的合金钢钢淬火后后在50006650回火，缓缓冷易产产生可逆逆回火脆脆性，为为防止它它，
14、小零零件可采采用回火火时快冷冷；大零零件可选选用含钨钨或钼的的合金钢钢。回火是将将淬火成马马氏体的的钢加热热到临界界点A1以下某某个温度度，保温温适当时时间，再再冷到室室温的一一种热处处理工艺艺。回火火的目的的在于消消除淬火火应力，使使钢的组组织转变变为相对对稳定状状态。在在不降低低或适当当降低钢钢的硬度度和强度度的条件件下改善善钢的塑塑性和韧韧性，以以获得所所希望的的性能。中中碳和高高碳钢淬淬火后通通常硬度度很高，但但很脆，一一般需经经回火处处理才能能使用。钢钢中的淬淬火马氏氏体，是是碳在-Fee中的过过饱和固固溶体,具有体体心正方方结构，其其正方度度c/a随含碳碳量的增增加而增增大(cc/
15、a=1+0.0045wwt%CC)。马马氏体组组织在热热力学上上是不稳稳定的，有有向稳定定组织过过渡的趋趋势。许许多钢淬淬火后还还有一定定量的残残留奥氏氏体，也也是不稳稳定的，回回火过程程中将发发生转变变。因此此，回火火过程本本质上是是在一定定温度范范围内加加热粹火火钢，使使钢中的的热力学学不稳定定组织结结构向稳稳定状态态过渡的的复杂转转变过程程。转变变的内容容和形式式则视淬淬火钢的的化学成成分和组组织，以以及加热热温度而而有所不不同（见见马氏体体相变） 二次预热热碳钢的回回火过程程：淬火碳碳钢回火火过程中中的组织织转变对对于各种种钢来说说都有代代表性。回回火过程程包括马马氏体分分解，碳碳化物
16、的的析出、转转化、聚聚集和长长大，铁铁素体回回复和再再结晶，残残留奥氏氏体分解解等四类类反应。低低、中碳碳钢回火火过程中中的转变变示意地地归纳在在图1中中。根据据它们的的反应温温度，可可描述为为相互交交叠的四四个阶段段。 第一阶段段回火（2250以下）：马氏体体在室温温是不稳稳定的,填隙的的碳原子子可以在在马氏体体内进行行缓慢的的移动,产生某某种程度度的碳偏偏聚。随随着回火火温度的的升高，马马氏体开开始分解解,在中中、高碳碳钢中沉沉淀出-碳化化物（图图2），马马氏体的的正方度度减小。高高碳钢在在 5001000回火后后观察到到的硬度度增高现现象，就就是由于于-碳碳化物在在马氏体体中产生生沉淀硬
17、硬化的结结果（见见脱溶）。-碳化化物具有有密排六六方结构构，呈狭狭条状或或细棒状状，和基基体有一一定的取取向关系系。初生生的 -碳化化物很可可能和基基体保持持共格。在在2500回火后后，马氏氏体内仍仍保持含含碳约00.255%。含含碳低于于 0.2%的的马氏体体在2000以下回回火时不不发生-碳化化物沉淀淀，只有有碳的偏偏聚，而而在更高高的温度度回火则则直接分分解出渗渗碳体。第二二阶段回回火(22003000)：残留奥奥氏体转转变。回回火到22003000的温度度范围，淬淬火钢中中原来没没有完全全转变的的残留奥奥氏体，此此时将会会发生分分解，形形成贝氏氏体组织织。在中中碳和高高碳钢中中这个转转
18、变比较较明显。含含碳低于于 0.4%的的碳钢和和低合金金钢，由由于残留留奥氏体体量很少少，所以以这一转转变基本本上可以以忽略不不计。 第三三阶段回回火(22003500)：马氏体体分解完完成,正正方度消消失。-碳化化物转化化为渗碳碳体 (Fe33C)，这一转转化是通通过 -碳化化物的溶溶解和渗渗碳体重重新形核核长大方方式进行行的。最最初形成成的渗碳碳体和基基体保持持严格的的取向关关系。渗渗碳体往往往在-碳化化物和基基体的界界面上、马马氏体界界面上、高高碳马氏氏体片中中的孪晶晶界上和和原始奥奥氏体晶晶粒界上上形核（图图3）。形形成的渗渗碳体开开始时呈呈薄膜状状，然后后逐渐球球化成为为颗粒状状的F
19、ee3C。 第四四阶段回回火(33507000)：渗碳体体球化和和长大,铁素体体回复和和再结晶晶。渗碳碳体从4400开始球球化，6600以后发发生集聚聚性长大大。过程程进行中中，较小小的渗碳碳体颗粒粒溶于基基体，而而将碳输输送给选选择生长长的较大大颗粒。位位于马氏氏体晶界界和原始始奥氏体体晶粒间间界上的的碳化物物颗粒球球化和长长大的速速度最快快，因为为在这些些区域扩扩散容易易得多。 铁素体在在35006000发生回回复过程程。此时时在低碳碳和中碳碳钢中，板板条马氏氏体的板板条内和和板条界界上的位位错通过过合并和和重新排排列，使使位错密密度显著著降低，并并形成和和原马氏氏体内板板条束密密切关联联
20、的长条条状铁素素体晶粒粒。原始始马氏体体板条界界可保持持稳定到到6000；在高碳碳钢中,针状马马氏体内内孪晶消消失而形形成的铁铁素体，此此时也仍仍然保持持其针状状形貌。在在60007000间铁素素体内发发生明显显的再结结晶，形形成了等等轴铁素素体晶粒粒。此后后，Fee3C颗粒粒不断变变粗，铁铁素体晶晶粒逐渐渐长大。 合金元素素的影响响：对一一般回火火过程的的影响 合金元元素硅能能推迟碳碳化物的的形核和和长大,并有力力地阻滞滞-碳碳化物转转变为渗渗碳体；钢中加加入2%左右硅硅可以使使-碳碳化物保保持到4400。在碳碳钢中，马马氏体的的正方度度于3000基本消消失，而而含Crr、Moo、W、VV、
21、Tii和Sii等元素素的钢,在4550甚至 5000回火后后仍能保保持一定定的正方方度。说说明这些些元素能能推迟铁铁碳过饱饱和固溶溶体的分分解。反反之，MMn和NNi促进进这个分分解过程程（见合合金钢）。 合金金元素对对淬火后后的残留留奥氏体体量也有有很大影影响。残残留奥氏氏体围绕绕马氏体体板条成成细网络络；经3000回火后后这些奥奥氏体分分解，在在板条界界产生渗渗碳体薄薄膜。残残留奥氏氏体含量量高时，这这种连续续薄膜很很可能是是造成回回火马氏氏体脆性性(30003350)的原因因之一。合合金元素素,尤其其是Crr、Sii、W、MMo等，进进入渗碳碳体结构构内,把把渗碳体体颗粒粗粗化温度度由3
22、5504400提高到到50005550，从而而抑制回回火软化化过程,同时也也阻碍铁铁素体的的晶粒长大大。 特殊殊碳化物物和次生生硬化 当钢中中存在浓浓度足够够高的强强碳化物物形成元元素时，在在温度为为45006550范围内内，能取取代渗碳碳体而形形成它们们自己的的特殊碳碳化物。形形成特殊殊碳化物物时需要要合金元元素的扩扩散和再再分配，而而这些元元素在铁铁中的扩扩散系数数比C、NN等元素素要低几几个数量量级。因因此在形形核长大大前需要要一定的的温度条条件。基基于同样样理由，这些特殊殊碳化物物的长大大速度很很低。在在45006550形成的的高度弥弥散的特特殊碳化化物,即即使长期期回火后后仍保持持其
23、弥散散性。图图4表明明，在44506500之间合合金碳化化物的形形成对基基体产生生强化作作用，使使钢的硬硬度重新新升高，出出现峰值值。这一一现象称称为次生生硬化。钢在回火火后的性性能：淬火钢回回火后的的性能取取决于它它的内部部显微组组织，钢的显显微组织织又随其其化学成成分、淬淬火工艺艺及回火火工艺而而异。碳碳钢在11002500之间回回火后能能获得较较好的力力学性能能。合金金结构钢钢在20007700之间回回火后的的力学性性能的典典型变化化如图55所示。从从图5可可以看出出,随着着回火温温度的升升高，钢钢的抗拉拉强度b单调调下降；屈服强强度0.33 先稍稍升高而而后降低低;断面面收缩率率 和伸
24、伸长率 不断断改善；韧性(用断裂裂韧度KK1c为为指标)总的趋趋势是上上升，但但在30004400之间和和50005550之间出出现两个个极小值值，相应应地被称称为低温温回火脆脆性与高高温回火火脆性。因因此，为为了获得得良好的的综合力力学性能能，合金金结构钢钢往往在在三个不不同温度度范围回回火：超高强强度钢约约在20003300；弹簧钢钢在4660附近；调质钢钢在55506650回火。碳碳素及合合金工具具钢要求求具有高高硬度和高高强度,回火温温度一般般不超过过2000。回火火时具有有次生硬硬化的合合金结构构钢、模模具钢和和高速钢钢等都在在50006550范围内内回火。 回火脆性性：低温温回火脆
25、脆性：许多合合金钢淬淬火成马马氏体后后在25504400回火中中发生的的脆化现现象。已已经发生生的脆化化不能用用重新加加热的方方法消除除，因此此又称为为不可逆逆回火脆脆性。引引起低温温回火脆脆性的原原因已作作 了大量研研究。普普遍认为为，淬火火钢在22504000范围内内回火时时，渗碳碳体在原原奥氏体体晶界或在在马氏体体界面上上析出，形形成薄壳壳，是导导致低温温回火脆脆性的主主要原因因。钢中中加入一一定量的的硅，推推迟回火火时渗碳碳体的形形成，可可提高发发生低温温回火脆脆性的温温度，所所以含硅硅的超高高强度钢钢可在33003200回火而而不发生生脆化，有有利于改改进综合合力学性性能。 高温回火
26、火脆性：许多合金金钢淬火火后在55005500之间回回火,或或在6000以上温温度回火火后以缓缓慢的冷冷却速度度通过55005500区间时时发生的的脆化现现象。如如果重新新加热到到6000以上温温度后快快速冷却却，可以以恢复韧韧性,因因此又称称为可逆逆回火脆脆性。已已经证明明,钢中中P、SSn、SSb、Ass等杂质质元素在在50005550温度向向原奥氏氏体晶界界偏聚，导导致高温温回火脆脆性;NNi、MMn等元元素可以以和P、SSb等杂质质元素发发生晶界界协同偏偏聚(ccoseegreegattionn),CCr元素素则又促促进这种种协同偏偏聚，所所以这些些元素都都加剧钢钢的高温温回火脆脆性。
27、相相反，钼钼与磷交交互作用用，阻碍碍磷在晶晶界的偏偏聚，可可以减轻轻高温回回火脆性性。稀土土元素也也有类似似的作用用。钢在在 6000以上温温度回火火后快速速冷却可可以抑止止磷的偏偏析，在在热处理理操作中中常用来来避免发发生高温温回火脆脆性。淬火：钢的淬火火是将钢钢加热到到临界温温度Acc3（亚共共析钢）或或Ac11（过共共析钢）以以上某一一温度，保保温一段段时间，使使之全部部或部分分奥氏体体1化，然然后以大大于临界界冷却速速度的冷冷速快冷冷到Mss以下（或或Ms附附近等温温）进行行马氏体体（或贝贝氏体）转转变的热热处理工工艺。通通常也将将铝合金金、铜合合金、钛钛合金、钢钢化玻璃璃等材料料的固
28、溶溶处理或或带有快快速冷却却过程的的热处理理工艺称称为淬火火。“蘸火”是是淬火工工艺的行行业术语语，起源源于工艺艺处理的的方法，因因为淬火火就是把把加热到到一定程程度的热热工件蘸蘸一下介介质，以以达到要要求，过过去工匠匠们形象象的称谓谓淬火为为蘸火，淬淬火工艺艺应用很很广，读读法也随随之流传传开来。淬火的目目的是使使过冷奥奥氏体进进行马氏氏体或贝贝氏体转转变，得得到马氏氏体或贝贝氏体组组织，然然后配合合以不同同温度的的回火，以以大幅提提高钢的的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
29、将金属属工件加加热到某某一适当当温度并并保持一一段时间间，随即即浸入淬淬冷介质质中快速速冷却的的金属热热处理工工艺。常常用的淬淬冷介质质有盐水水、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
30、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。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。 淬火效果果的重要要因素，淬淬火工件件硬度要要求和检检测方法法：淬火工件件的硬度度：淬火工件件的硬度度影响了了淬火的的效果。淬淬火工件件一般采采用洛氏氏硬度计计，测试试HRCC硬度。淬淬火的薄薄硬钢板板和表面淬淬火工件件可测试试HRAA的硬度度。厚度度小于00.8mmm的淬淬火钢板板、浅层层表
31、面淬淬火工件件和直径径小于55mm的的淬火钢钢棒，可可改用表表面洛氏氏硬度计计，测试试HRNN硬度。 在焊接中中碳钢和和某些合合金钢时时，热影影响区中中可能发发生淬火火现象而而变硬，易易形成冷冷裂纹，这这是在焊焊接过程程中要设设法防止止的。 由于于淬火后后金属硬硬而脆，产产生的表表面残余余应力会会造成冷冷裂纹，回火可作为在不影响硬度的基础上，消除冷裂纹的手段之一。 淬火火对厚度度、直径径较小的的零件使使用比较较合适，对对于过大大的零件件，淬火火深度不不够，渗渗碳也存存在同样样问题，此此时应考考虑在钢钢材中加加入铬等等合金来来增加强强度。 淬火火是钢铁铁材料强强化的基基本手段段之一。钢钢中马氏氏
32、体是铁铁基固溶溶体组织织中最硬硬的相(表1)，故钢钢件淬火火可以获获得高硬硬度、高高强度。但但是，马马氏体的的脆性很很大，加加之淬火火后钢件件内部有有较大的的淬火内内应力，因因而不宜宜直接应应用，必必须进行行回火。 淬火工艺艺的应用用：淬火工工艺在现现代机械械制造工工业得到到广泛的的应用。机机械中重重要零件件，尤其其在汽车车、飞机机、火箭箭中应用用的钢件件几乎都都经过淬淬火处理理。为满满足各种种零件干干差万别别的技术术要求，发发展了各各种淬火火工艺。如如，按接接受处理理的部位位，有整整体、局局部淬火火和表面面淬火；按加热热时相变变是否完完全，有有完全淬淬火和不不完全淬淬火(对对于亚共共析钢，该
33、该法又称称亚临界界淬火)；按冷冷却时相相变的内内容，有有分级淬淬火，等等温淬火火和欠速速淬火等等。 工艺艺过程 包括加加热、保保温、冷冷却3个个阶段。下下面以钢钢的淬火火为例，介介绍上述述三个阶阶段工艺艺参数选选择的原原则。 以钢的相相变临界界点为依依据，加加热时要要形成细细小、均均匀奥氏氏体晶粒粒，淬火火后获得得细小马马氏体组组织。碳碳素钢的的淬火加加热温度度范围如如图1所所示。 由本图示示出的淬淬火温度度选择原原则也适适用于大大多数合合金钢，尤尤其低合合金钢。亚亚共析钢钢加热温温度为AAc3温度以以上300500。从图图上看，高高温下钢钢的状态态处在单单相奥氏氏体(AA)区内内，故称称为完
34、全全淬火。如如亚共析析钢加热热温度高高于Acc1、低于于Ac33温度，则则高温下下部分先先共析铁铁素体未未完全转转变成奥奥氏体，即即为不完完全(或或亚临界界)淬火火。过共共析钢淬淬火温度度为Acc1温度以以上300500，这温温度范围围处于奥奥氏体与与渗碳体体(A+C)双双相区。因因而过共共析钢的的正常的的淬火仍仍属不完完全淬火火，淬火火后得到到马氏体体基体上上分布渗渗碳体的的组织。这这一组织状状态具有有高硬度度和高耐耐磨性。对对于过共共析钢，若若加热温温度过高高，先共共析渗碳碳体溶解解过多，甚甚至完全全溶解，则则奥氏体体晶粒将将发生长长大，奥奥氏体碳碳含量也也增加。淬淬火后，粗粗大马氏氏体组
35、织织使钢件件淬火态态微区内内应力增增加，微微裂纹增增多，零零件的变变形和开开裂倾向向增加；由于奥奥氏体碳碳浓度高高，马氏氏体点下下降，残残留奥氏氏体量增增加，使使工件的的硬度和和耐磨性性降低。常常用钢种种淬火的的温度参参见表22。 实际生产产中，加加热温度度的选择择要根据据具体情情况加以以调整。如如亚共析析钢中碳碳含量为为下限，当当装炉量量较多，欲欲增加零零件淬硬硬层深度度等时可可选用温温度上限限；若工工件形状状复杂，变变形要求求严格等等要采用用温度下下限。 淬火保温温时间 由设备备加热方方式、零零件尺寸寸、钢的的成分、装装炉量和和设备功功率等多多种因素素确定。对对整体淬淬火而言言，保温温的目
36、的的是使工工件内部部温度均均匀趋于于一致。对对各类淬淬火，其其保温时时间最终终取决于于在要求求淬火的的区域获获得良好好的淬火火加热组组织。 加热与保保温是影影响淬火火质量的的重要环环节，奥奥氏体化化获得的的组织状状态直接接影响淬淬火后的的性能。一般钢件奥氏体晶粒控制在58级。 淬火冷却却：要使钢中中高温相相奥奥氏体在在冷却过过程中转转变成低低温亚稳稳相马氏体体，冷却却速度必必须大于于钢的临临界冷却却速度。工工件在冷冷却过程中，表表面与心心部的冷冷却速度度有-定定差异，如如果这种种差异足足够大，则则可能造造成大于于临界冷冷却速度度部分转转变成马马氏体，而而小于临临界冷却却速度的的心部不不能转变变
37、成马氏氏体的情情况。为为保证整整个截面面上都转转变为马马氏体需需要选用用冷却能能力足够够强的淬淬火介质质，以保保证工件件心部有有足够高高的冷却却速度。但但是冷却却速度大大，工件件内部由由于热胀胀冷缩不不均匀造造成内应应力，可可能使工工件变形形或开裂裂。因而而要考虑虑上述两两种矛盾盾因素，合合理选择择淬火介介质和冷冷却方式式。 冷却阶段段不仅零零件获得得合理的的组织，达达到所需需要的性性能，而而且要保保持零件件的尺寸寸和形状状精度，是是淬火工工艺过程程的关键键环节。淬火方式式：单介质淬淬火：工件在一一种介质质中冷却却，如水水淬、油油淬。优优点是操操作简单单，易于于实现机机械化，应应用广泛泛。缺点
38、点是在水水中淬火火应力大大，工件件容易变变形开裂裂；在油油中淬火火，冷却却速度小小，淬透透直径小小，大型型工件不不易淬透透。 双介质淬淬火：工件先在在较强冷冷却能力力介质中中冷却到到3000左右，再再在一种种冷却能能力较弱弱的介质质中冷却却，如：先水淬淬后油淬淬，可有有效减少少马氏体体转变的的内应力力，减小小工件变变形开裂裂的倾向向，可用用于形状状复杂、截截面不均均匀的工工件淬火火。双液液淬火的的缺点是是难以掌掌握双液液转换的的时刻，转转换过早早容易淬淬不硬，转转换过迟迟又容易易淬裂。为为了克服服这一缺缺点，发发展了分分级淬火火法。 分级淬火火：工件在低低温盐浴浴或碱浴浴炉中淬淬火，盐盐浴或碱
39、碱浴的温温度在MMs点附附近，工工件在这这一温度度停留22minn5mmin，然然后取出出空冷，这这种冷却却方式叫叫分级淬淬火。分分级冷却却的目的的，是为为了使工工件内外外温度较较为均匀匀，同时时进行马马氏体转转变，可可以大大大减小淬淬火应力力，防止止变形开开裂。分分级温度度以前都都定在略略高于MMs点，工工件内外外温度均均匀以后后进入马马氏体区区。现在在改进为为在略低低于 MMs 点点的温度度分级。实实践表明明，在MMs 点点以下分分级的效效果更好好。例如如，高碳碳钢模具具在1660的碱浴浴中分级级淬火，既既能淬硬硬，变形形又小，所所以应用用很广泛泛。 等温淬火火：工件件在等温温盐浴中中淬火
40、，盐盐浴温度度在贝氏氏体区的的下部(稍高于于Ms)，工件件等温停停留较长长时间，直直到贝氏氏体转变变结束，取取出空冷冷。等温温淬火用用于中碳碳以上的的钢，目目的是为为了获得得下贝氏氏体，以以提高强强度、硬硬度、韧韧性和耐耐磨性。低碳钢一般不采用等温淬火。表面淬火火：是将刚刚件的表表面层淬淬透到一一定的深深度，而而心部分分仍保持持未淬火火状态的的一种局局部淬火火的方法法。表面面淬火时时通过快快速加热热，使刚刚件表面面很快到到淬火的的温度，在在热量来来不及穿穿到工件件心部就就立即冷冷却，实实现局部部淬火。 感应淬火火：感应加加热就是是利用电电磁感应应在工件件内产生生涡流而而将工件件进行加加热。调质
41、：调质（qquennchiing andd hiigh temmperratuure temmperringg）即淬淬火和高高温回火火的综合合热处理理工艺。 调质质件大都都在比较较大的动动载荷作作用下工工作，它它们承受受着拉伸伸、压缩缩、弯曲曲、扭转转或剪切切的作用用，有的的表面还还具有摩摩擦，要要求有一一定的耐耐磨性等等等。总总之，零零件处在在各种复复合应力力下工作作。这类类零件主主要为各各种机器器和机构构的结构构件，如如轴类、连连杆、螺螺栓、齿齿轮等，在在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。
42、 在机械产产品中的的调质件件，因其其受力条条件不同同，对其其所要求求的性能能也就不不完全一一样。一一般说来来，各种种调质件件都应具具有优良良的综合合力学性性能，即即高强度度和高韧韧性的适适当配合合，以保保证零件件长期顺顺利工作作。钢的热处处理工艺艺：钢的热处处理工艺艺包括退退火、正火、淬火、回火和表面热热处理等等方法。其其中回火火又包括括高温回回火、中中温回火火和低温温回火。 回火火：将已经经淬火的的钢重新新加热到到一定温温度，再再用一定定方法冷冷却称为为回火。其其目的是是消除淬淬火产生生的内应应力，降降低硬度度和脆性性，以取取得预期期的力学学性能。 调质质通常指指淬火+高温回回火，以以获得回
43、回火索氏氏体的热热处理工工艺。方法也也就是先先淬火，淬淬火温度度：亚共共析钢为为Ac33+300500；过过共析钢钢为Acc1+300500；合合金钢可可比碳钢钢稍稍提提高一点点。淬火火后在55006500进行行回火即即可。调调质的主主要目的的是得到到强度、塑性都比较好的综合机械性能。 但是是,同时时应该注注意,还还有调质质钢这一一说,调质钢钢是在冶冶炼钢材材时候加加锰,硅硅进行的的过程.要注意意区别。退火:退火是一一种金属属热处理理工艺，指指的是将将金属缓缓慢加热热到一定定温度，保保持足够够时间，然然后以适适宜速度度冷却。目目的是降降低硬度度，改善善切削加加工性；消除残残余应力力，稳定定尺寸
44、，减减少变形形与裂纹纹倾向；细化晶晶粒，调调整组织织，消除除组织缺缺陷。退火定义义：将金属属缓慢加加热到一一定温度度，保持持足够时时间，然然后以适适宜速度度冷却(通常是是缓慢冷冷却，有有时是控控制冷却却)的一一种金属属热处理理工艺。 目的：是是使经过过铸造、锻锻轧、焊焊接或切切削加工工的材料料或工件件软化，改改善塑性性和韧性性，使化化学成分分均匀化化，去除除残余应应力，或或得到预预期的物物理性能能。退火火工艺随随目的之之不同而而有多种种，如等等温退火火、均匀化化退火、球化退退火、去去除应力力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。 1金属属工具使使用时因因受热而而失去原原有的硬硬度；2
45、把金金属材料料或工件件加热到到一定温温度并持持续一定定时间后后，使缓缓慢冷却却。退火火可以减减低金属属硬度和和脆性，增增加可塑塑性。也也叫焖火火。目的：(1) 降低低硬度，改改善切削削加工性性； (22)消除除残余应应力，稳稳定尺寸寸，减少少变形与与裂纹倾倾向； (33)细化化晶粒，调调整组织织，消除除组织缺缺陷；(44)均匀匀材料组组织和成成分，改改善材料料性能或或为以后后热处理理做组织织准备。 在生产中中，退火火工艺应应用很广广泛。根根据工件件要求退退火的目目的不同同，退火火的工艺艺规范有有多种，常常用的有有完全退退火、球球化退火火、和去去应力退退火等。退火方法法：退火的一一个最主主要工艺
46、艺参数是是最高加加热温度度（退火火温度），大大多数合合金的退退火加热热温度的的选择是是以该合合金系的的相图为基基础的，如如碳素钢钢以铁碳碳平衡图图为基础础（图11）。各各种钢(包括碳碳素钢及及合金钢钢)的退退火温度度，视具具体退火火目的的的不同而而在各该该钢种的AAc3以上、AAc1以上或或以下的的某一温温度。各各种非铁铁合金的的退火温温度则在在各该合合金的固固相线温温度以下下、固溶溶度线温温度以上上或以下下的某一一温度。 重结晶退退火(完完全退火火)：应用于于平衡加加热和冷冷却时有有固态相相变(重重结晶)发生的的合金。其其退火温温度为各各该合金金的相变变温度区区间以上上或以内内的某一一温度。
47、加加热和冷冷却都是是缓慢的的。合金金于加热热和冷却过程中中各发生生一次相相变重结结晶，故故称为重重结晶退退火，常常被简称称为退火火。 这种种退火方方法，相相当普遍遍地应用用于钢。钢钢的重结结晶退火火工艺是是：缓慢慢加热到到Ac33（亚共共析钢）或或Ac11（共析析钢或过过共析钢钢）以上上3050，保持持适当时时间，然然后缓慢慢冷却下下来。通通过加热热过程中中发生的的珠光体体（或者者还有先先共析的的铁素体体或渗碳体）转转变为奥奥氏体（第第一回相相变重结结晶）以以及冷却却过程中中发生的的与此相相反的第第二回相相变重结结晶，形形成晶粒粒较细、片片层较厚厚、组织织均匀的的珠光体体(或者者还有先先共析铁铁素体或或渗碳体体)。退退火温度度在Acc3以上（亚亚共析钢钢）使钢钢发生完完全的重重结晶者者，称为为完全退退火，退退火温度度在Acc1与Acc3之间 (亚共共析钢)或Acc1与Accm之间（过过共析钢钢），使使钢发生生部分的的重结晶晶者，称称为不完完全退火火。前者者主要用用于亚共共析钢的的铸件、锻锻轧件、焊焊件，以以消除组组织缺陷陷（如魏魏氏组织织、带状状组织等等），使使组织变变