热处理工艺的原理与特点

热处理工艺的分类

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

整体热处理工艺的手段

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一

第五章 钢的热处理工艺

第五章

钢的热处理工艺供 应 窄 带 钢 行 业 热 处 理 设 备

Engineering Materials

MAT,SWJTU

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第五章 钢的热处理工艺

教学内容5.1 钢的退火与正火工艺 5.2 钢的淬火与回火 5.3 钢的表面热处理 5.4 钢的化学热处理

一般要求1. 钢在加热和冷却时组织转变的机理； 2. 各种热处理的具体工艺过程； 3. 钢在加热和冷却过程中产生的缺陷.

Engineering Materials

MAT,SWJTU

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第五章 钢的热处理工艺

重点掌握1. 钢在加热时组织转变的过程中及影响因素；

2. 本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大小的因素；3. 共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。C曲线中种温 度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点。 4. 非共析钢C曲线与共析钢C典线的差别及影响C典线的因素； 5. 奥低体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化 和最终性能的影响； 6. 各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途 和适用的钢种，零件的范围。Engineering Materials MAT,SW

沈阳理工大学热处理工艺课程设计

50CrVA钢调速弹簧的 热处理工艺设计

1 热处理工艺课程设计的意义

热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是：

（1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。

（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。

2 热处理课程设计的任务

①普通热处理工艺设计 ②特殊热处理工艺设计 ③制定热处理工艺参数 ④选择热处理设备

⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具 ⑥分析热处理工序中材料的组织和性能 ⑦填写工艺卡片

3 50CrVA调速弹簧的技术要求及选材

3.1 技术要求

50CrVA钢喷油泵调速弹簧技术要求如下：

硬度：HRC46～51

3.2 零件图

喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。

1

沈阳理工大学热处理工艺课程设计

图3.1 喷

江苏海力风电设备科技有限公司风电设备焊后热处理规范

1、 范围

本标准规定了碳钢、低合金钢焊接构件的焊后热处理工艺。

本标准适用于本公司风电设备所用的碳钢、低合金钢产品，以改善接头性能，降低焊接残余应力为主要目的而实施的焊后热处理。其他产品的焊后热处理亦可参照执行。 2、 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

NB/T47014-2011(JB/T4708) 承压设备焊接工艺评定 NB/T47015-2011(JB/T4709) 压力容器焊接规程 NB/T47016-2011(JB/T4744) 承压设备产品焊接试件的

力学性能检验

GB 150.4-2011 压力容器

GB/T 9452-2012 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T 30583-2014 承压设备焊后热处理规程 3、 要求

3.1 人员及职责

3.1.1 热处理操作人员应经培训，方可进行焊后热处理操作。

3.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。

3.1.3 热处理工应严格按焊后热处理工艺进行操作，并认真

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑

项目三钢的热处理任务1 热处理基本原理●钢加热时的组织转变●钢冷却时的组织转变任务2常见热处理工艺●普通热处理工艺●表面淬火●化学热处理任务3 热处理技术标注、位置与工艺分析●热处理工艺位置安排●典型零件、工具的工艺分析任务习题钢的退火与正火●

退火与正火工艺的比较退火工艺退火去应力退火正火工艺完全退火加热冷却应用Ac3 +30～50℃炉冷亚共析钢球化退火Ac1 +20～40℃炉冷共析、过共析钢正火Ac3（Accm）+30～50℃空冷所有钢(亚、共、过析钢) ①细化晶粒，↑HB，改善切削性②消除网状Fe3C 500～600℃炉冷铸、锻、焊件消除内应力目的P,细化细化晶粒，↓HB获球状，晶粒，↓HB，改善切削性改善切削性工艺曲线Ac3Ac1Ac1Ac3Ac1钢的退火与正火●

退火工艺Windows Media Player钢的退火与正火●

正火工艺Windows Media Player钢的退火与正火●

退火与正火工艺的加热温度范围亚共析钢共析钢过共析钢

热处理工艺分析

铸铁热处理工艺介绍铸铁热处理主要可以分为以下几种： (1)去应力退火热处理；(2)石墨化热处理；(3)改变基体组织热处理。本章简要介绍上述热处理工艺的理 论基础和工艺特点。

第一节 去应力退火热处理

去应力退火就是将铸件在一定的温度下保温，然后缓慢冷却，以消除铸件中的铸造残留应力。对于灰口 铸铁，去应力退火可以稳定铸件几何尺寸，减小切削加工后的变形。对于白口铸铁，去应力退火可以避免铸 件在存放、运输和使用过程中受到振动或环境发生变化时产生变形甚至自行开裂。

一、铸造残留应力的产生

铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀， 这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间 的约束而不能自由地进行，于是便产生了铸造应力。如果产生应力的原因消除后，铸造应力随之消除，这种 应力叫做临时铸造应力。如果产生应力的原因消除后铸造应力仍然存在，这种应力叫做铸造残留应力。

铸件在凝固和随后的冷却过程中，由于壁厚不同，冷却条件不同，其各部分的温度和相变程度都会有所 不同，因而造成铸件各部分体积变化量不同。如果此时铸造合金已经处于弹性状态，铸件各部分之间便会产 生相互制约。铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。

二、去应力退火的理论基础

江苏海力风电设备科技有限公司风电设备焊后热处理规范

1、 范围

本标准规定了碳钢、低合金钢焊接构件的焊后热处理工艺。

本标准适用于本公司风电设备所用的碳钢、低合金钢产品，以改善接头性能，降低焊接残余应力为主要目的而实施的焊后热处理。其他产品的焊后热处理亦可参照执行。 2、 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

NB/T47014-2011(JB/T4708) 承压设备焊接工艺评定 NB/T47015-2011(JB/T4709) 压力容器焊接规程 NB/T47016-2011(JB/T4744) 承压设备产品焊接试件的

力学性能检验

GB 150.4-2011 压力容器

GB/T 9452-2012 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T 30583-2014 承压设备焊后热处理规程 3、 要求

3.1 人员及职责

3.1.1 热处理操作人员应经培训，方可进行焊后热处理操作。

3.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。

3.1.3 热处理工应严格按焊后热处理工艺进行操作，并认真

1 试对珠光体片层间距随温度的降低而减小作出定性的解释。

答：S与ΔT成反比，且 ，这一关系可定性解释

如下：珠光体型相变为扩散型相变，是受碳、铁原子的扩散控制的。当珠光体的形成温度下下降时，ΔT增加，扩散变得较为困难，从而层片间距必然减小（以缩短原子的扩散距离），所以S与ΔT成反比关系。在一定的过冷度下，若S过大，为了达到相变对成分的要求，原子所需扩散的距离就要增大，这使转变发生困难；若S过小，则由于相界面面积增大，而使表面能增大，这时ΔGV不变，σS增加，必然使相变驱动力过小，而使相变不易进行。可见，S与ΔT必然存在一定的定量关系，但S与原奥氏体晶粒尺寸无关。

分析珠光体相变的领先相及珠光体的形成机理。

答：从热力学上讲，在奥氏体中优先形成α相或Fe3C相都是可能的，所以分析谁是领先相，必须从相变对成分、结构的要求着手，从成分上讲，由于钢的含碳量较低，产生低碳区更为有利，即有利于铁素体为领先相；但从结构上讲，在较高温度，特别在高碳钢中，往往出现先共析Fe3C相，或存在未溶Fe3C微粒，故一般认为过共析钢的领先相为Fe3C，而共析钢的领先相并不排除铁素体的可能性。

珠光体形成时，在奥氏体中的形核，符合一般的相变规律。即母相奥氏

热处理原理与工艺课程试题（一）

一、术语解释（每题4分，共20分） 1．分级淬火： 2．淬透性： 3．TTT曲线： 4．Ms温度： 5．调质处理：

二、填空（每空1分，共20分）

1．大多数热处理工艺都需要将钢件加热到 相变临界点 以上。

2．．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为 ，其中低温 ，最初主要用于中碳钢的耐磨性及疲劳强度的提高，因为硬度提高不多，故又称为 。

3．奥氏体中的 碳浓度差 是奥氏体在铁素体和渗碳体相界面上形核的必然结果，也是相界面推移的驱动力。

4．钢中产生珠光体转变产物的热处理工艺称为 退火 或 正火 。

5．马氏体相变区别于其他相变最基本的两个特点是： 相变以切变共格方式进行 和 无扩散性。

6．贝氏体相变时随着钢中碳含量的增加，贝氏体相变速度减慢，等温转变C曲线向 右 移。

7．回火第一阶段发生马氏体的 分解 。

8．钢件退火工艺种类很多，按加热温度可分为两大类，一类是在 临界温度(Ac1或AC3)以上的退火，又称相变重结晶退火。

9．有物态的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： 蒸气膜 阶段 、 沸腾 阶段和 对流 阶段。

10.