中小型锻件常用热处理工艺介绍.
锻件热处理
锻件热处理锻件是一种金属成形加工方法，在完成锻造后需要经过热处理。
锻件热处理是指将锻件加热到一定的温度，使之发生一系列物理或化学变化，达到改变其组织结构和性能的目的。
本文将针对锻件热处理的流程、方法和机理进行阐述。
锻件热处理的流程锻件热处理流程通常包括三个步骤：加热、保温和冷却。
其中，加热和冷却的过程都非常关键，因为这两个步骤会直接影响到锻件的微观组织和力学性能。
1.加热加热是指将锻件加热到一定的温度，使之发生晶粒长大、变形、晶格缺陷消失、相变等变化，从而获得一定的机械性能。
加热温度和时间是通过锻件的成分、形状和尺寸等因素来决定的。
一般来说，锻件加热到一定温度后，其冷却速度直接影响到锻件的性能。
常见的加热方式包括电阻加热、燃气加热、电弧加热、激光加热等。
2.保温保温是指将已经加热到一定温度的锻件保持在一个固定的温度下一定时间，以使锻件内部保持均匀温度，从而达到热处理的效果。
保温时间和温度取决于锻件的材质和尺寸。
优化中间温度和时间会对晶粒尺寸和锻件性能有着直接的影响。
相较于加热和冷却，保温过程是一个相对简单的步骤。
3.冷却冷却是指将经过加热和保温过程的锻件缓慢冷却至室温，使之形成相应的组织结构和力学性能。
冷却方式和速度对锻件的性能有着直接的影响。
常用的冷却方式包括空气冷却、水冷却等。
锻件热处理的方法和机理1.灭火热处理灭火热处理是指将经过加热处理的锻件，迅速放入冷却介质中，使其迅速冷却达到强化锻件的目的。
灭火热处理可以分为水淬火、油淬火、高温淬火和空气冷却等多种方式，其中以水淬火的强度最大，油淬火次之，在高温淬火和空气冷却中最低。
灭火热处理的机理是利用快速冷却的方式，使锻件内部的物理性能和化学性能发生变化，形成更加细小的晶粒和组织结构。
从而达到提高锻件材质的强度和硬度的目的。
2.回火热处理回火热处理是指在灭火热处理完成后，对锻件进行再次加热并显著降低冷却速度，从而提高锻件的韧性和塑性。
对于某些硬度较高的锻件，为了兼顾强度与韧性的要求，通常需要进行回火处理。
锻造工艺过程及模具设计第3章锻造的加热
3.6.2 锻件的冷却规范
1．空冷 ：在空气中冷却，速度较快 。
2．坑（箱）冷：锻件锻后放到地坑 或铁箱中封闭冷却，或埋入坑中砂 子、石灰或炉渣内冷却。
3．炉冷：锻件锻后直接装入炉中按 一定的冷却规范缓慢冷却。
3.7 中小钢锻件的热处理
3.7.1 退火 退火是将钢加热到一定的温度，保温
1）反应是可逆反应，向右：氧化反应，向左：
还原反应。 2）加热时，与空气消耗系数有关。
空气消耗系数：又称空气过剩系数，是燃料燃 烧实际供给的空气量与理论计算空气量之比。 3）空气充足时，炉气呈氧化性，空气不足时， 炉 气呈还原性。 4）控制反应前后的生成物与反应物的浓度比。
炉气和被加热钢材的平衡图如下：
• 电热体材料：铁铬铝合金 镍铬合金 碳化硅元件 二硅化钼
图3.1 电阻炉原理图 1－电热体 2－坯料 3－变压器
●盐浴炉加热原理： 电流通过炉内电极产生
的热量把导电介质——盐熔 融，通过高温介质的对流与 传导将埋入介质中的金属加 热。 ●盐浴炉的分类：按照热源的 位置分外热式和内热式。 ●盐浴炉加热的优点：
、
辐射加热坯料。
燃料来源方便、加热炉修造容易、
加热费低、适应性强。
缺点：：劳动条件差，加热速度慢， 质量低、热效率低。
应用范围：大、中、小型坯料。
2 电加热 利用电能转换热能来加热坯料。
1）电阻加热 电阻加热与火焰加热原理相同，根据
发热元件的不同分为： 电阻炉加热、 盐浴炉加热、接触电
加热
• 电阻炉加热原理：利用电 流通过炉内的电热体产生 的能量，加热炉内的金属 坯料。原理如图3.1。
升温快、加热均匀，可 以实现 金属坯料整体或局 部的无氧化加热。 ●盐浴炉加热的缺点：
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度)以下,保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。
2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上,保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。
3、把金属材料加热到相变温度(800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油)快速冷却叫淬火.◆表面淬火•钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
感应表面淬火后的性能:1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。
2。
耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高.这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果.3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力,因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
一般硬化层深δ＝（10～20）％D。
较为合适,其中D。
为工件的有效直径.◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度,保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
•退火的目的①降低钢的硬度,提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备.③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。
不锈钢锻件锻后热处理
不锈钢锻件锻后热处理
不锈钢锻件在锻造过程中会产生大量的应力和变形，因此需要进行锻后热处理来消除这些应力和变形，同时提高其力学性能和抗腐蚀能力。
常见的锻后热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理。
1. 退火处理：通过加热至一定温度，保持一定时间后再缓慢冷却，使锻件内部组织得到均匀细小的晶粒，消除锻造过程中的应力和变形。
常用的退火处理方法有全退火、球化退火和退火软化处理。
2. 固溶处理：特定不锈钢合金中存在固溶相，通过加热至一定温度使其达到固溶态，然后迅速冷却到室温，可提高不锈钢合金的强度和硬度，并改善其耐腐蚀性能。
常用的固溶处理方法有单相固溶处理和双相固溶处理。
3. 时效处理：在固溶处理之后，将锻件加热至一定温度，保持一定时间后再通过快速冷却来稳定其组织和性能。
时效处理可进一步提高不锈钢锻件的强度和硬度，同时保持其良好的耐腐蚀性能。
需要注意的是，不同种类的不锈钢合金可能需要不同的热处理方法和工艺参数，因此在实际操作中需根据具体情况进行选择。
另外，合理控制热处理过程中的温度和时间，以确保达到预期的热处理效果。
常用表面处理工艺及热处理工艺
正火：又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
运用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。
退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
目的：降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
注: 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
淬火：将钢件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
热锻模热处理工艺技术分析与应用
根据热锻 模 的工 作 条件 和性 能要 求 ，我公 司 选用
５ ｒ ｉ 、５ ｒ Ｍｏ ＣＮ Ｍｏ Ｃ Ｍｎ 为模 具材 料。５ ｒ ｉ 、５ ｒ Ｍｏ Ｃ ＮＭｏ Ｃ Ｍｎ 的化学成分见 表 ｌ 。
表 ２ Ｃ Ｍｎ 完全退火工艺参数 ５ ｒ Ｍｏ
加热温度／ ℃ 保温时 间／ ｈ
８ ０～８０ ３ ５ ５ ～６
似 ，在塑性 良好 的情况下具有较 高强度 ，这样在硬度 基
本相同的情况 下 ，冲击韧度会显 著提 高 ，而模 具 的耐 磨 性不足 ，但可采用工作型腔 磨损 强烈的部分进行 轮廓感
表 １ ５ ｒ Ｍｏ Ｃ Ｍｎ 钢 的 化 学成 分 Ｃ Ｎｉ 、５ ｒ ｎｏ
化学 成分 （ 质量分数 ， ％）
钢 号
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｎｉ ＭＯ
２０ ｔ ００ 以上 ，怎样提 高模 具 的使 用寿命 是我们 工程 技术
人 员共 同关心的问题。
目 ，国内使 用 的锤锻 模材 料大 多采 用 ５ ｒｉ ｏ 前 ＣＮＭ 、
坏其碳化物骨架 ，减少碳化物 的不 均匀性。我公 司采用
２ 热锻模性能要求 ．
在工作温度下保持高的强度及 良好 的冲击 韧度 ，良
好的抗热烧蚀性 （ 包括高的热疲劳抗力 、抗 氧化性和热
锻造方法进行毛坯制作 ，毛坯镦粗 、 长交替次数不 少 拔 于 ３次 ，始 锻 温 度 ｌ０ １０一ｌ８ｏ １０ Ｃ，终 锻 温 度 ８０ ５ ８０Ｃ ８ ￣，总锻 造比不小于 １ ；锻造 后缓冷 ，以防产 生 白 ０
锻件的热处理
锻件的热处理1.热处理常用设备及其使用热处理加热的专用设备称为热处理炉，根据热处理方法的不同，所用的加热炉也不同，常用的有箱式电阻炉等。
箱式电阻炉如图所示。
按工作温度可分为高温、中温及低温炉三种，其中以中温箱式电阻炉应用最广，其最高工作温度为950℃，可用于碳素钢、合金钢的退火、正火、淬火。
操作电阻炉时应注意炉衬严禁掩击，进料时不得随意乱抛，不要触碰电阻丝，以免引起短路。
电阻炉本体及温度控制系统应经常保持清洁，勤检查，防止烧毁电热元件。
炉内的氧化铁屑必须经常清除干净，以防粘在电热元件上发生短路。
Array 2.锻件的热处理工艺及其基本操作热处理是指将钢在固态下加热、保温、冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺。
锻件在热处理时，要根据零件的形状、大小、材料及其成分和性能要求，采用不同的热处理方法，如退火、正火、淬火、回火及表面热处理等。
1.退火将锻件或加热到某个温度（碳钢为740〜880℃)，保温一定时间，随后缓慢冷却（一般随炉冷却约100℃/h)的处理工艺称为退火。
退火的主要目的是降低硬度，消除内应力，改善组织和性能，为后续的机械加工和热处理做好准备。
2.正火将钢加热到某个温度，（碳钢为760〜920℃)，保温一定时间，随后从炉中取出，在静止空气中冷却的处理工艺称为正火。
锻件正火的目的与退火基本相似，但正火的冷却速度比退火稍快，故能得到较细密的组织，机械性能较退火好。
正火后的钢硬度比退火高，对于低碳钢的工件更具存良好的切削加工性能（实践表明，硬度在HB170〜HB230范围内的钢锻件，切削加工性能较好，硬度过高或过低，切削加工性能均会下降）。
而对于中碳合金钢和高碳钢的工件，则因正火后硬度偏高，切削加工性能较差，以采用退火为宜。
正火难以消除内应力，为防止工件的裂纹和变形，对大件和形状复杂件仍多采用退火处理。
从经济方面考虑，正火比退火的生产周期缩短，设备利用率提高，节约能源，降低成本，操作简便，所以在可能条件下，应尽量以正火代替退火。
锻件常用的热处理方法有哪几种
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。
这些过程互相衔接，不可间断。
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。
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、油或其他无机盐、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℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，叫做调质处理.固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺时效处理可分为自然时效和人工时效两种自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底.固溶热处理-正文将合金加热到适当温度，保持足够长的时间，使一种或几种相(一般为金属间化合物)溶入固溶体中，然后快速冷却到室温的金属热处理操作，简称固溶处理。
经过固溶热处理的合金，其组织可以是过饱和固溶体或通常只存在于高温的一种固溶体相，因此在热力学上处于亚稳态，在适当的温度或应力条件下会发生脱溶或其他转变。
有些书刊中，常常把固溶热处理看作是含义更广泛的“淬火”的一种形式，这是因为固溶热处理工艺采取快速冷却的操作。
在一般情况下，固溶热处理是一种预先热处理，它的作用是为合金随后的热处理准备最佳条件。
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目的
作为普通结构钢锻件最终热处理，可细化晶粒、提 高力学性能。 低中碳结构钢的预热处理，获得合适的硬度，有利 于切削加工。 可以抑制或消除过共析钢网状二次渗碳体的形成。
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中小型锻件常用热处理工艺介绍
主讲教师：张宠元 包头职业技术学院
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目录
1 退火 1 2 正火 3 淬火、回火、调质、淬火+时效
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一、退火
概念 退火是将钢加热到一定的温度，保温一定的 时间后缓慢冷却下来的热处理工艺方法。
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目的： 降低硬度，改善切削加工性。 细化晶粒，改善力学性能。 消除内应力，防止锻件变形或开裂，稳定工件尺寸， 减少淬火时变形或开裂的倾向。 提高塑性，便于冷加工。
特点 正火比退火生产周期短，节省能源； 正火后锻件硬度较高，为了降低硬度还应进行高 温回火。
应用 低碳钢多采用正火而不采用退火。
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三、淬火、回火、调质、淬火+时效
淬火 淬火是将锻件加热到Ac3+(30～50)℃（亚共析钢）或 Ac1～Acm之间（过共析钢），经保温后进行急冷。
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淬火+时效
高温合金和能够通过热处理强化的铝合金、镁合金， 在锻后常采用淬火时效处理。 淬火是把合金加热到适当温度，经过充分保温，使合 金中某些组织生成物溶解到基体中去形成均匀的固溶 体，然后迅速冷却，成为过饱和固溶体。其目的是改 善合金的塑性和韧性，并为进一步时效处理作好组织 准备。
分类： 完全退火（通常称退火）、球化退火（不完全退火）。
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二、正火
概念
正 火 是 将 亚 共 析 钢 加 热 到 Ac3+(30 ～ 50) ℃ 、 过共析钢加热到Accm+(30～50)℃,保温一定时间 后在空气中冷却的热处理工艺方法。
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淬火+时效 时效处理是把过饱和固溶体或经冷加工变形后的合金 置于室温或加热至某一温度，保温一段时间，使先前 溶解于基体内的物质，均匀弥散地析出。时效处理的 目的是提高合金的强度和硬度。
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回火 回火是将锻件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时 间，然后空冷或快冷。
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调质 中碳钢或中碳低合金钢的调质处理：淬火＋高温回 火。 调质处理主要用于各种重要的结构零件，特别是在 交变载荷下工作的连杆、连接螺栓、齿轮及曲轴等。
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