钢铁材料的热处理

表1 钢铁材料的基本组织

表2 钢铁材料的一般热处理

注：含碳量皆指质量分数

名称

热处理过程

热处理目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切 削加工及冷变形加工

1.退 火

将钢件加热到一定温度，保温一定 时间，然后缓慢冷却到室温

②细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的 性能及为以后的热处理作准备 ③消除钢中的内应力。 防止零件加工后 变形及开裂

将钢件加热到临界温度(不同钢材 临 界 温 度 也 不 同 ， 一 般 是 (1)完全退火 710-750℃,个别合金钢的临界温 度 可 达 800—900º C) 以 上 30—50º C,保温一定时间，然后随 炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却) 将钢件加热到临界温度以上20~ (2)球化退火 退 火 类 别 (3)去应力退火 将钢件加热到500~650º 保温一 C, 定时间，然后缓慢冷却(一般采用随 炉冷却) 30º C,经过保温以后，缓慢冷却至 500℃以下再出炉空冷 降低钢的硬度，改善切削性能，并为以 后淬火作好准备， 以减少淬火后变形和 开裂,球化退火适用于含碳量(质量分 数)大于 O. 8%的碳素钢和合金工具钢 消除钢件焊接和冷校直时产生的内应 力， 消除精密零件切削加工时产生的内 应力， 以防止以后加工和用过程中发生 变形 去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊 接件和冷挤压件等 将钢件加热到临界温度以上40~ 2.正火 60º C,保温一定时间，然后在空气 中冷却 将钢件加热到淬火温度，保温一段 3. 淬火 时间，然后在水、盐水或油(个别材 料在空气中)中急速冷却 一种淬火剂中冷却 (1)单液淬火 单液淬火只适用于形状比较简单，技术要求 不太高的碳素钢及合金钢件。淬火时，对于 直径或厚度大于5~8mm 的碳素钢件，选用 盐水或水冷却；合金钢件选用油冷却 将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，先 (2)双液淬火 淬 火 类 别 (3)火焰表面淬火 在水中快速冷却至300—400º 然后移人油 C, 中冷却 用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到零件 表面，使零件迅速加热到淬火温度，然后立 即用水向零件表面喷射, 火焰表面淬火适用 于单件或小批生产、表面要求硬而耐磨，并 能承受冲击载荷的大型中碳钢和中碳合金 ①改善组织结构和切削加工性能 ②对机械性能要求不高的零件， 常用正 火作为最终热处理 ③消除内应力 ①使钢件获得较高的硬度和耐磨性 ②使钢件在回火以后得到某种特殊性 能，如较高的强度、弹性和韧性等 细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分 消除内应力完全退火适用于含碳量(质 量分数)在 O.

8%以下的锻件或铸钢件

将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，在

钢件，如曲轴、齿轮和导轨等 将钢件放在感应器中，感应器在一定频率的 交流电的作用下产生磁场，钢件在磁场作用 下产生感应电流，使钢件表面迅速加热(2一 (4)表面感应淬 火 lOmin)到淬火温度，这时立即将水喷射到钢 件表面。 经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而 心部保持着较好的强度和韧性。 表面感应淬火适用于中碳钢和中等含碳量 的合金钢件

①获得所需的力学性能。在通 常情况下， 零件淬火后的强度 和硬度有很大提高， 但塑性和 将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温 一段时间，然后在空气或油中冷却 4.回火 回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理 的最后一道工序 韧性却有明显降低， 而零件的 实际工作条件要求有良好的 强度和韧性。选择适当的回火 温度进行回火后，可以获得所 需的力学性能 ②稳定组织，稳定尺寸 ③消除内应力

将淬硬的钢件加热到150-50º C,并在这个温 (1)低温回火 度保温一定时间， 然后在空气中冷却,低温回 火多用于切削刀具、量具、模具、滚动轴承 和渗碳零件等 类 别 将淬火的钢件加热到350~450%, 经保温一 (1)中温回火 段时间冷却下来,一般用于各类弹簧及热冲 模等零件 将淬火后的钢件加热到500~650º 经过保 C, (1)高温回火 温以后冷却,主要用于要求高强度、 高韧性的 重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮 和连杆等 将淬火后的钢件进行高温(500~600º C)回 5.调质 火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、 连杆等调质一般是在粗加工之后进行的 (1)人工时效 将经过淬火的钢件加热到100~160℃, 经过 长时间的保温，随后冷却 将铸件放在露天；钢件(如长轴、丝杠等)放 (2)自然时效 在海水中或长期悬吊或轻轻敲打 要经自然 时效的零件，最好先进行粗加工 7.化学热处理 将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬 等)的化学介质中，通过加热、保温、冷却等 消除内应力，减少零件变形， 稳定尺寸， 对精度要求较高的 零件更为重要 使钢件获得较高的弹性、 一定 的韧性和硬度 使钢件获得较好的综合力学 性能， 即较高的强度和韧性及 足够的硬度，消除钢件因淬火 而产生的内应力 细化晶粒， 使钢件获得较高韧 性和足够的强度，使其具有良 好的综合力学性能 消除钢件因淬火而产生的内 应力

6. 时 效 处 理

方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表 层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使 钢件表层具有某种特殊的性能 化 学 热 处 理 类 别 (2)钢渗的氮 将碳原子渗入钢件表层 (1)钢渗的碳 轴、活塞

销等 将氮原子渗入钢件表层 常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件 将碳和氮原子同时渗人到钢件表层适用于 (3)钢的氰化 低碳钢、中碳钢或合金钢零件，也可用于高 速钢刀具 将金属零件放在很浓的碱和氧化剂溶液中 加热氧化，使金属零件表面生成一层带有磁 性的四氧化三铁薄膜常用于低碳钢、低碳合 8.发黑 金工具钢 由于材料和其他因素的影响，发黑层的薄膜 颜色有蓝黑色、黑色、红棕色、棕褐色等， 其厚度为0.6~O.8µm 防锈、 增加金属表面美观和光 泽 使 表 面 具 有 高 的 硬 度 心仍保持高的韧性 提高钢件表层的硬度、耐磨 性、 耐蚀性 提高钢件表层的硬度和耐磨 性 常用于耐磨并受冲击的零件，如:轮、齿轮、 (HRC60~65)和耐磨性， 而中

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fa01.html