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机械前沿：机械前言

钢材一般热处理

姓名

热处理工艺

热处理目的

1.退火

将钢件加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却至室温。

①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷变形加工

②细化晶粒，均匀化钢组织，改善钢的性能，为后续热处理做好准备

③消除钢材内应力，防止零件加工后变形、开裂

撤退

火

种类

不

(1)完全退火

将钢件加热到临界温度以上30-50℃（不同钢材的临界温度也不同，一般为710-750℃，个别合金钢的临界温度可达800-900℃），保温一段时间一定时间，然后在炉中缓慢冷却（或埋在沙子中冷却）

细化晶粒，使组织均匀，降低硬度，充分消除内应力。 完全退火适用于碳含量（质量分数）在O.8%以下的锻件或铸钢件

(2)球化退火

将钢件加热至临界温度以上20~30℃，保温后缓慢冷却至500℃以下，出炉空冷。

降低钢材的硬度，改善切削性能，为后续淬火做好准备，减少淬火后的变形和开裂。 球化退火适用于含碳量（质量分数）大于O.8%的碳钢和合金工具钢

(3)去应力退火

将钢件加热到500~650℃，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般采用炉冷）

消除钢件焊接、冷矫时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，防止后续加工和使用过程中变形。

去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等。

2.正火

将钢件加热到临界温度以上40-60℃，保温一定时间，然后在空气中冷却

①改善组织结构和切削性能

②对于机械性能要求不高的零件，常采用正火作为最终热处理。

③消除内应力

3、淬火

将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油中快速冷却（有些材料在空气中）

①使钢件获得更高的硬度和耐磨性

② 使钢件经回火后获得某些特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等。

淬火

火

种类

不

(1)单液淬火

将钢件加热至淬火温度，保温，然后在淬火剂中冷却

单液淬火仅适用于形状比较简单、技术要求不高的碳钢和合金钢零件。淬火时，对于直径或厚度大于5～8毫米的碳钢零件，采用盐水或水冷却； 对于合金钢零件，采用油冷却。

(2)双液淬火

将钢件加热至淬火温度。 保温后，在水中快速冷却至300-400℃，然后转移到油中冷却。

(3)火焰表面淬火

将乙炔和氧气的混合燃烧火焰喷射到零件表面，将零件快速加热到淬火温度，然后立即将水喷射到零件表面。 火焰表面淬火适用于单件或小批量生产。 要求表面坚硬、耐磨，能承受冲击载荷的大型中碳钢和中碳合金钢零件，如曲轴、齿轮和导轨等。

(4)表面感应淬火

火

将钢部件放入感应器中。 电感器在一定频率的交流电作用下产生磁场。 钢件在磁场作用下产生感应电流，使钢件表面迅速加热（2～10min）至淬火温度。 这时，立即向钢材表面喷水。

经过表面感应淬火的零件表面坚硬耐磨，而心部则保持良好的强度和韧性。

表面感应淬火适用于中碳钢和中等碳含量的合金钢零件

4.回火

将淬火钢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

回火是淬火后立即进行的，也是热处理的最后一步。

① 获得所需的机械性能。 一般情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性明显降低，而零件的实际工况要求有良好的强度和韧性。选择合适的回火温度进行回火后，所需的可以获得机械性能

② 组织稳定，规模稳定

③消除内应力

(1)低温回火

将淬火钢件加热至150-50℃，在此温度下保持一定时间，然后在空气中冷却。 低温回火多用于切削工具、量具、模具、滚动轴承和渗碳零件等。

消除钢件淬火产生的内应力

种类

不

(1)中温回火

将淬火钢件加热至350~450%，保温一段时间后冷却。 一般用于各类弹簧和热冲压模具等零件。

使钢件获得较高的弹性、一定的韧性和硬度

(1)高温回火

淬火钢件加热至500-650℃，保温后冷却。 主要用于要求高强度、高韧性的重要结构件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮、连杆等。

使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度、韧性和足够的硬度，并消除钢件淬火产生的内应力。

5.调理

淬火钢件的高温（500-600℃）回火多用于重要的结构件，如轴、齿轮、连杆等。淬火、回火通常在粗加工后进行。

细化晶粒可以使钢件获得较高的韧性和足够的强度，从而赋予其良好的综合力学性能。

6.

时效处理

(1)人工老化

将淬火钢件加热至100~160℃，长时间保温，然后冷却。

消除内应力，减少零件变形，稳定尺寸，这对于精度要求较高的零件更为重要。

(2)自然老化

将铸件放置在露天； 将钢件（如长轴、螺钉等）放入海水中或长时间悬挂或轻敲。 对于需要进行自然时效的零件，最好先进行粗加工。

7、化学热处理

将钢件置于含有一定活性原子（如碳、氮、铬等）的化学介质中，通过加热、保温、冷却等，使介质中的部分原子渗入钢件表面，从而实现改变。 钢件表层的化学成分赋予钢件表层某些特殊性能

改变

学习

热的

在

原因

(1)渗碳钢

将碳原子渗入钢件表面

常用于耐磨、受冲击的零件，如轮、齿轮、轴、活塞销等。

表面具有高硬度（HRC60~65）和耐磨性，而中心仍保持高韧性

(2)渗钢用氮

将氮原子渗入钢件表面

常用于重要的螺栓、螺母、销轴等零件

提高钢材表面的硬度和耐磨性，

耐腐蚀性能

种类

不

(3)钢铁的氰化

将碳、氮原子同时渗入钢件表面，适用于低碳钢、中碳钢或合金钢零件，也可用于高速钢切削刀具。

提高钢材表面硬度和耐磨性

8.发黑

金属件在极浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化，使金属件表面形成磁性三价铁氧化膜。 常用于低碳钢和低碳合金工具钢。

由于材料等因素的影响，黑化层的膜色有蓝黑色、黑色、红棕色、棕褐色等，其厚度为0.6～0. 8μm

防锈，增加金属表面的美观和光泽，消除淬火时的应力

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