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1、金属材料热处理工艺具体工序及操作手法 一、热处理的定义热处理是指金属在固态下经加热、保温存冷却，以转变金属的内部组织和构造，从而获得所需性能的一种工艺过程。热处理的三大要素:加热 Heating目的是获得均匀细小的奥氏体组织。保温Holding目的是保证工件烧透，并防止脱碳和氧化等。冷却Cooling目的是使奥氏体转变为不同的组织。热处理后的组织加热、保温后的奥氏体在随后的冷却过程中，依据冷却速度的不同将转变成不同的组织。不同的组织具有不同的性能。二、热处理工艺1.退火操作方法：将钢件加热到 Ac+30-50 度或Ac +30-50 度或Ac 以下311的温度可以查阅有关资料后，一般随炉温缓慢
2、冷却。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能； 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做预备；3.消退冷、热加工所产生的内应力。应用要点：1.适用于合金构造钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进展退火 。2. 正火操作方法：将钢件加热到 Ac3或Acm 以上 30-50 度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能； 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做预备；3.消退冷、热加工所产生的内应力。应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性
3、能要求不高的低碳的和中碳的碳素构造钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最终热处理工序。3. 淬火操作方法：将钢件加热到相变温度 Ac3或 Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢如不锈钢、耐磨钢淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢； 2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应 力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进展回火以得到较好的综合力学 性能。4
4、. 回火操作方法：将淬火后的钢件重加热到 Ac 以下某一温度，经保1温后，于空气或油、热水、水中冷却。目的：1.降低或消退淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂； 2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火； 在保持肯定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火； 2. 一般钢尽量避开在 230-280 度、不锈钢在 400-450 度之间回火，由于这时会产生一次回火脆性。5. 调质操作方法：淬火后高温回火称调质，马上钢件加热到比淬火时高1020
5、度的温度，保温后进展淬火，然后在400-720 度的温度下进展回火。目的：1.改善切削加工性能，提高加工外表光滑程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。应用要点：1.适用于淬透性较高的合金构造钢、合金工具钢和高速钢；2. 不仅可以作为各种较为重要构造的最终热处理，而且还可以作为某些严密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。6. 时效操作方法：将钢件加热到80200 度，保温520 小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形； 2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳定外形和尺寸。应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢
6、种；2.常用于要求外形不再发生变化的严密工件，如严密丝杠、测量工具、床身机箱等。7. 冷处理操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质如干冰、液氮中冷却到6080 度或更低，温度均匀全都后取出均温到室温。目的：1使淬火钢件内的剩余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲乏极限；2稳定钢的组织 ，以稳定钢件的外形和尺寸。应用要点：1钢件淬火后应马上进展冷处理，然后再经低温回火，以消退低温冷却时的内应力；2冷处理主要适用于合金钢制的严密刀具、量具和严密零件。8. 火焰加热外表淬火操作方法：用氧乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件外表上， 快速加热，当到达淬火温度后马上喷水冷却。目
7、的：提高钢件外表硬度、耐磨性及疲乏强度，心部仍保持韧性状态。应用要点：1多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为 26mm； 2适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。9. 感应加热外表淬火操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。目的：提高钢件外表硬度、耐磨性及疲乏强度，心部保持韧性状态。应用要点：1多用于中碳钢和中堂合金构造钢制件；2 由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为 12mm，中频淬火一般为 3 5mm，高频淬火一般大于 10mm10. 渗碳操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至 900950 度并保温， 使钢件便面获
8、得肯定浓度和深度的渗碳层。目的：提高钢件外表硬度、耐磨性及疲乏强度，心部仍旧保持韧性状态。应用要点：1用于含碳量为 015025的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为 0525mm；2渗碳后必需进展淬火，使外表得到马氏体，才能实现渗碳的目的。11. 氮化操作方法：利用在 5600 度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件外表被氮饱和，形成氮化层。目的：提高钢件外表的硬度、耐磨性、疲乏强度以及抗蚀力量。应用要点：多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金构造钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为 002508mm 12氮碳共渗操作方法：向钢件外表同时渗碳和渗氮。目的：提高钢件外表的硬度、耐磨性、疲乏强度以及抗蚀力量。应用要点：1多用于低碳钢、低合金构造钢以及工具钢制件，一般氮化层深 0023mm；2氮化后还要淬火和低温回火。