常用热处理和表面处理资料.doc

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1、钢铁材料常用热处理和表面化学热处理工艺和应用种类工艺方法要点热处理目的及应用退火将偏离平衡状态的钢加热到适当温度，一定时间保温后再缓冷（常规可随炉冷却）以得到接近平衡状态组织。退火可分为完全退火、高温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。退货处理能够消除由加工引起的内应力，降低硬度改善抗应力腐蚀开裂性能，改善切削性能，提高冷变形加工性，调整晶粒度，以获得设计要求的机械及其他性能，提高塑性和韧性。也可为下一步热处理做组织准备。退火长用于高碳钢和高碳低合金钢。高合金钢和工具钢应采用高温退火或者球化退火。正火将钢加热到AC3（对于亚共析钢）或Acm（对于过共析钢）以上约30~50℃，保持适当时间后在

2、空气中均匀冷却，得到珠光体类组织的热处理称为正火，其冷却速度高于退火的冷却速度。正火能使组织均匀、细化、提高机械性能。机械性能要求不高的普通结构零件，常用正火作为最终热处理而代替调质。合金调质钢先正火再进行调质，以保证组织细密和均匀；对于过共析钢，可减少二次渗碳体并使其不成连续网状，为球化退火做准备，低碳钢和低碳合金钢退货后硬度太低，正火可以提高其硬度，改善其切削性能，消除加工内应力，所以低碳钢和低碳合金钢采用正火；中碳钢和中碳低合金钢一般也采用正火，因为正火可以缩短处理时间也不会使硬度提高很多。淬火将钢加热到变相温度以上，保持一定时间，在快速冷却以得到亚稳定状态过饱和和固溶体的组织，谓淬火。

3、钢的淬火温度一般为AC3（亚共析状态）AC1（共析钢或过共析钢）以上30~50℃。冷却介质常为水和油，盐浴介质可减小淬火变形。淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和高温淬火。淬火可得到细晶粒的马氏体，明显提高钢的机械性能，提高耐磨性和硬度，是钢强化的最重要的方法。但淬火易产生内应力、变脆。因此淬火后应及时回火消除应力提高零件的韧性。水淬适用于形状简单的碳钢件，油淬适用于小截面尺寸（小于3~5mm）的碳钢件及合金钢件；双介质淬火适用于中高碳钢及合金钢（大型件），合金钢件可用油——空冷淬火；分级淬火适用于碳钢和合金钢小件，截面尺寸较大、形状复杂的高淬透性钢制工件（高速钢、高合金模具钢件）应采

4、用可以减少变形的多级分级淬火，合金钢和含碳量高于0.6%的碳钢可采用等温淬火,中低淬透性碳钢和合金钢、含碳量大于0.36%的钢件,均可采用高频表面淬火（正火或调质预处理，淬火后尽快低温会火）回火淬火后再加热到AC1以下某一温度，保温一定时间，然后再冷却至室温，以消除残余应力，获得所要求的组织和性能的热处理称为回火。回火分为低温回火、中温回火和高温回火（高温回火指500~650℃的回火）回火可以消除淬火产生的脆性和内应力，稳定工件的尺寸和形状，增加塑性和韧性，提高强度和硬度。低温回火用于渗碳和氰化、表面淬火零件，碳钢和合金钢也可采用低温回火；中温回火，用于一定韧性的高硬度、高弹性极限的零件（如各

5、种弹簧）；高温回火可以得到回火索氏体组织，综合机械性能好，并有较高的强度、塑性和韧性。调质将零件加热到高于淬火温度10~20℃（或20~30℃）保温后淬火，然后在400℃~720℃进行高温回火。调质能得到粒状渗碳体，组织均匀细密具有良好的塑性、韧性及强度，提高综合机械性能，且可以降低淬火变形和开裂，提高切削性能，用于碳钢和合金钢工件的最终处理。时效将零件长期（6个月以上）存放于室温或露天自然条件下，不需任何人工加热或冷却的处理为自然时效。将零件加热到100℃~150℃，铸铁100℃~150℃），经8~5小时的长期保温，再缓冷到室温为人工时效。时效处理能够消除或减少淬火后产生的微观应力，防止变形

6、和开裂，稳定工件的形状和尺寸，消除切削加工和铸造产生的内应力。适用于各种高性能要求的精密机械零件及量具，如丝杠、滚动轴承等，生产一般多采用人工时效。表面淬火将工件在感应磁场中将工件表面升温到淬火温度再快速冷却，得到淬硬的表面层，为感应表面淬火。用乙炔——氧等火焰加热零件表面，再快速冷却而得到淬硬表面层为火焰表面淬火。表面淬火可以得到高硬度和高耐磨性的马氏体表面层，且中心仍有良好的韧性。中碳钢、中碳合金钢及高碳钢及高碳合金钢一般采用感应表面加热淬火，通常先正火或调质后再进行表面淬火，表面淬火后再进行低温回火，一降低淬火的应力。火焰表面加热淬火适用于中碳钢和中碳合金钢的单件或小批零件。渗碳将工件置

7、于装有固体渗碳剂的密封渗碳箱中，在炉中加热到900℃~950℃，保持足够时间，使活性碳原子渗入共建表层，此为固体渗碳。将共建置于密封的渗碳炉中加热到900℃~950℃渗碳能够得到高含碳量和一定含碳浓度梯度的表面渗碳层，明显提高表面层的硬度耐磨性和疲劳强度，保持心部良好的韧性和塑性。低碳钢及低碳合金钢采用渗碳处理可以承受冲击且表面耐磨，如机床的主轴，风动工具，汽车和拖拉机齿轮等零件长采用渗碳。液体渗