常用材料和热处理办法知识
常见材料热处理方法
常见材料热处理方法部份材料热处理方法一、45 钢调质:1. 正常情况下加热温度在 810,840?之间:只要充分奥氏体化，加热温度越低越好。
2. 冷却中应注意的问题:热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。
如:开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。
?出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。
只要不低于Ar3，是不会析出铁素体而影响表面硬度的。
?水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过 30?，若超过 30?，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透，硬度很难高于 300HB。
因此要严格控制水温不要超过 30?。
?工件入水后要不停的在水中移动，以快速破裂蒸汽膜而提高 500?以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。
?为避免复杂工件开裂，温度低于 300?以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过 150?出水回火。
3. 严格按 45 钢的回火温度回火:一般取中偏下的回火温度，按 HRC=62-T×T/9000 进行计算，并结合每台炉子自身温差及淬火情况进行适当调整。
4. 其它注意事项:?对于小件，特别是 30mm 以下的工件，要注意淬裂的问题。
45 钢仍然可能开裂，在硬度要求不太高时，可以选择油淬。
?除严格按规定的温度回火外，应根据实际淬火情况调整回火参数。
?对于批量较大且要求硬度较高的小件，要特别注意在水中的搅动问题，以增加冷却能力。
否则，返工不可避免。
?选择合适的电炉，确保加热时间不可过长，长时间加热并不利于提高工件硬度。
二、合金结构钢调质:1. 合金结构钢调质:可以参照上面的要求。
应注意的是:由于加入合金元素，C 曲线不同程度右移，甚至改变了形状;提高了珠光体的稳定性，提高了钢的淬透性和淬硬性，淬裂倾向增加。
因此，对相同含碳量来说，各临界点有所升高，加热温度要略高一些，保温时间要适当延长，便于合金碳化物的分解;淬火冷却时要适当缩短水冷时间，增加空冷时间，从而避免开裂。
热处理重点知识总结
第一章1.工程材料：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2.强度指标：屈服强度、抗拉强度。
塑性指标：伸长率、断面收缩率。
硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
韧性指标：冲击韧性。
3.强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
4.塑性：塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。
5.刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。
其指标即为弹性模量。
6.硬度：材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力称为硬度。
7.冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为冲击韧性。
8.实际工作中的构件常常是在受交变载荷的作用，所谓交变载荷是指大小或方向随时间而破坏的载荷。
第二章1.热处理：热处理是根据钢在固态下组织转变的规律，通过不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，达到改善钢材性能的一种热加工工艺。
热处理一般是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
2.加热时的转变主要是奥氏体转变。
3.板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错。
位错密度高达1223.0(-~⨯cm，故又称为位错马氏体。
)9.0104.片状马氏体又称为针状马氏体。
5.片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶。
6.含碳量低于0.25%的板条马氏体的正方度很小，1/≈c,为体心a立方晶格。
7.马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，其中主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等。
8.在通常情况下，马氏体转变不能进行到底，也就是说当冷却到M点温度后还不能获得100%的马氏体，而在组织中保留有一定f数量的未转变的奥氏体，称之为残余奥氏体。
9. 粗大的魏氏组织是钢的一种过热缺陷组织。
10.回火：回火是将淬火钢加热到低于临界点A的某一温度保温1一定时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。
11.淬火钢在回火时的组织转变规律：（1）马氏体中碳的偏聚。
（2）马氏体的分解。
（3）残余奥氏体的转变。
（4）碳化物的转变。
常用材料热处理工艺完整版
常用材料热处理工艺完整版热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等一系列措施，改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
常用材料热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。
1.退火退火是指将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的过程。
退火能够消除材料内部的应力，改善材料的可加工性和机械性能。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和时效退火等。
-全退火全退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织发生再结晶，然后缓慢冷却到室温。
全退火能够使材料获得良好的塑性和韧性。
-球化退火球化退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织中的晶粒成球状，然后缓慢冷却。
球化退火能够使材料获得细小均匀的晶粒，提高材料的韧性和延展性。
-时效退火时效退火是将材料加热到一定温度，在保温一定时间后快速冷却。
时效退火能够使材料的晶粒尺寸增大，提高材料的硬度和抗腐蚀性能。
2.正火正火是将材料加热到临界温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火能够消除材料内部的应力，使组织细化，提高材料的硬度和韧性。
正火适用于一些低碳钢和合金钢的热处理。
3.淬火淬火是指将材料加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却到室温。
淬火能够使材料快速形成马氏体组织，并获得高硬度。
淬火适用于一些高碳钢和合金钢的热处理。
4.回火回火是指将淬火处理后的材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
回火能够使材料的硬度降低，提高材料的韧性和抗脆性。
回火适用于一些淬火处理后需要获得一定韧性的材料。
总结起来，常用材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火。
不同的材料和要求会选择不同的热处理工艺，以达到最佳的组织结构和性能。
材料及热处理基本知识
21）铸造不锈钢：ZGCr17Ni2、ZG1Cr17Ni3、ZG3Cr13A 、ZG1Cr11Ni2WMoV、 ZG1Cr18Ni9Ti；
22）铸钢：ZG25Cr3Mo、ZG20Cr3Mo、ZG16Cr2MnTi、ZG35CrMnSi
23）硬质合金：YG3、YG3X、YG6、YG6X、YT5、YT15、YT30、 24）马氏体不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、Cr17Ni2、1Cr17Ni2、 1Cr11Ni2W2MoV； 25）奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9、4Cr14Ni14W2Mo、 0Cr14Ni15Mo2Cu2Nb； 26）高硬度不锈钢：9Cr18、9Cr18MoV； 27）铸造锑青铜：ZQSb3.5-20； 28）变形铝合金：2A11、2A12、6A02、2A50、2A70、6061； 29) 灰口铸铁材料：HT10-26、HT15-33、HT20-40、HT25-47、HT30-54； 球墨铸铁材料：QT40-17、QT42-10、QT50-5；QT60-2、QT70-2； 可锻铸铁材料： KT35-10、KT33-8、KT30-6、KT37-12； 30) 铝合金材料 防锈铝合金：LF2、LF3、LF5、LF10、LF21； 硬铝合金： LY1、LY2、LY4、LY10、LY11、LY12； 超硬铝合金：LC3、LC4、LC5； 锻造铝合金：LD2、LD5、LD6、LD7、LD10；
5.不锈钢的热处理
有色金属包括：铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金。
a 铝合金：防锈铝、硬铝、锻铝、铸造铝合金；（铝合金分类见图2） b 铜合金：黄铜、青铜；（铜合金分类见图3） c 镁合金：铸造镁合金、形变镁合金； ｄ 钛合金：α钛合金、β钛合金、α＋β钛合金；
常用材料及零件热处理
常用材料及零件热处理
3.表面热处理方法特点和应用
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和朔性（即表面火），或同时表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表层硬度更高的处理方法。
6.钢的淬透性
不同的钢种，接受淬火的能力不同，淬透层深度愈大，表明该钢种的淬透性愈好。
淬透性大的钢，其力学性能沿截面分布均匀；而淬透性小的钢心部力学性能低。
但全部淬透的工件，通常表面残留拉应力，对工件承受疲劳不利，工件热处理中也易变形开裂。
未淬透工件表面可残留压应力，反而有一定好处。
淬透层深度是指由淬火表面马氏体---50％马氏体+50％珠光体层的深度。
碳钢的淬透性低。
在设计大尺寸零件时，用碳钢正火比用碳钢调质更经济，而效果相似。
直径较大并具有几个台阶的台阶轴，需经调质处理时，考虑到淬透性影响，应先粗车成形，然后调质。
如果以棒料先调质，再车外圆，由于直径大，表面淬透层浅，阶梯轴尺寸较小的部分调质后的组织在粗车时可能被车去，起不到调质作用。
7.几种典型零件热处理示例
机床齿轮等零件常用材料及热处理。
常用材料及热处理名词解释
不经热处理可用于中等载荷的零件，如拉杆、轴、套筒、钩子等。经调质处理后适用于强度及韧性要求较高的零件如传动轴等。
普通含锰钢
15
用于强度要求较高的零件。通常在调质或正火后使用。用于制造齿轮，机床主轴，花键轴，联轴器等。由于它淬透性差，因此截面大的零件很少采用。
60
这是一种强度和弹性相当高的钢。用于制造连杆，轧辊。弹簧、轴等。
硬度测定是为了检验材料经热处理后的机械性能—硬度
用于经退火、正火、调质的零件及铸件的硬度检查。
HRC洛氏硬度
用于经淬火、回火及表面化学热处理的零件的硬度检查。
HV维氏硬度
特别适用于薄层硬化零件的硬度检查。
HT200
HT250
163-255
属高强度铸铁。用于较重要铸铁如汽缸、齿轮、凸轮、机座、床身、飞轮、皮带轮、齿轮箱、阀壳、联轴器、衬筒。轴承座等。
HT300
HT350
HT400
170-255
170-269
197-269
属高强度、高耐磨铸件如齿轮、凸轮、床身、高压液压泵和滑阀的壳体、车床卡盘等。
球墨铸铁
冰冷处理
冰冷处理
将淬火钢继续冷却至室温以下的处理方法
进一步提高硬度，耐磨性并使其尺寸趋于稳定
用于滚动轴承的钢球、量规等。
发蓝发黑
发蓝发黑
氧化处理。用加热方法使一件表面形成一层氧化铁所组成的保护必薄膜。
防腐蚀，美观
用于一般常见的紧固件
硬度
HB布氏硬度
材料抵抗硬的物体压入零件表面的能力称”硬度”。根据测定方法不同，可以分布氏硬度，洛氏硬度、维氏硬度等。
A6
A7
延伸率低，拉拉强度高，耐磨性好，焊接性不够好。用于制造不重要的轴、键。弹簧等。
常用金属材料热处理规范
常用金属材料热处理规范热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺方法，使金属材料在固态下发生化学、物理或机械性能变化的过程。
热处理可以提高金属材料的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，从而满足具体的应用要求。
下面将介绍几种常用金属材料的热处理规范。
1.碳钢的退火处理碳钢是最常见的金属材料之一，经过退火处理后可以提高其塑性和韧性。
通常将碳钢加热至800-900°C，保温时间由材料厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温，这样可以得到具有良好塑性和韧性的碳钢。
2.不锈钢的固溶处理不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，但在焊接后会出现晶间腐蚀的问题。
固溶处理是为了解决晶间腐蚀问题而进行的热处理过程。
通常将不锈钢加热至1050-1150°C，保温时间取决于材料的厚度。
然后将材料迅速冷却到室温，这样可消除晶界处的过饱和元素，减少晶界的碳化物析出，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
3.铸铁的正火处理铸铁是一种含碳量较高的金属材料，通过正火处理可以提高其硬度和强度。
通常将铸铁加热至850-950°C，保温时间由材料的厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温。
正火处理可以改善铸铁的组织和性能，提高其机械性能。
4.铝合金的时效处理铝合金具有良好的强度和韧性，但在加工过程中可能会出现软化现象。
时效处理是为了提高铝合金的强度和稳定性的热处理过程。
通常将铝合金加热至150-200°C，保温时间由材料的合金组成决定，通常是几小时至几十小时。
然后将材料迅速冷却到室温。
以上是几种常用金属材料的热处理规范，不同的金属材料可能需要不同的热处理工艺。
在进行热处理时，需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以保证热处理的效果。
同时，需要根据具体应用要求选择适当的热处理工艺，以获得期望的材料性能。
常用金属材料及热处理
常用金属材料及热处理金属材料是一类常用的工程材料，具有良好的导电性、导热性、机械性能和可塑性。
常见的金属材料包括铁、铝、铜、钢、锌等。
铁是一种常用的金属材料，常见的有铸铁和钢。
铸铁具有较高的硬度和脆性，适合用于制造机械零件和汽车零件。
而钢具有较好的韧性和可塑性，广泛应用于建筑、制造业等领域。
铝是一种轻质金属，具有良好的导电性和导热性，常用于航空航天、汽车制造和电子设备等行业。
铝也可以通过热处理来提高其强度和硬度。
铜具有良好的导电性和导热性，广泛用于电子电气、建筑和水管等领域。
铜也可以通过热处理来强化其力学性能。
钢是一种含有铁和碳的合金，具有高强度和韧性。
钢的热处理方法包括退火、淬火和回火，可以使钢具有不同的硬度和韧性，适用于不同的应用领域。
锌是一种蓝白色的金属，具有较好的防腐性和延展性。
常用于镀锌钢管、锌板等工业制品中。
锌也可以进行热处理来提高其力学性能和耐蚀性。
热处理是金属材料加工中的一项重要工艺，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变其组织结构和性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火、正火等。
这些热处理方法可以改变金属的硬度、韧性、强度、耐腐蚀性等性能，使金属材料更加符合特定的工程需求。
不同金属材料适用的热处理方法有所不同，需要根据具体材料的组织结构和性能来选择合适的热处理工艺。
总而言之，常见的金属材料如铁、铝、铜、钢、锌等具有广泛的应用领域，热处理可以改变金属材料的性能，使其更符合工程需求。
金属材料在工程领域中广泛应用，其性能常常可以通过热处理来改善。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，使其发生组织和性能上的变化的工艺。
热处理通常分为退火、淬火、回火、正火等几种方式，每种方式都有不同的应用场景和效果。
退火是最基础的热处理方式之一，通过在适当温度下加热材料一段时间后缓慢冷却，以消除材料内部的应力和提高其延展性。
退火使金属材料结构上发生改变，晶粒变大并更加均匀，强度相对降低，但具有较好的塑性和韧性。
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举例
120HBS10/1000/30
载荷保持时间30s 9807N试验载荷 直径为10mm的钢球 硬度为120
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
洛氏硬度计
采用不同的压头和载荷相配合，洛氏硬度有HRA、HRB、HRC等 几种不同的标度
锥顶角为120°的
P
金刚石作压头，
P＝1500N
120°
h
洛氏硬度HRC
标度 HRA HRB HRC
测量范围 压头类型
60~85 25~100 20~67
120O的金刚石 圆锥体
直径1.588mm 的淬火钢球
120O的金刚石 圆锥体
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
标注
52HRC 70HRA
HR=k – e
低碳钢的拉伸曲线
P
颈缩
Ps
Fb
Pe
•试样在拉断前所能承 受的最大应力称拉应力， 称为抗拉强度，可通过 下式计算：
σb = Fb/S0
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
2. 塑性
材料在外力作用下产生永久变形而不 破坏的性能，称为塑性。
断后伸长率 断面收缩率
l l0 100%
l0 S0 S10% 0
常用材料和热处理办法知识
布氏硬度
原理
标准硬度和一定 直径的淬火钢球 或硬质合金球
P D
d
压力/压痕面积
布氏硬度
常用材料和热处理办法知识
布氏硬度
•采用直径为D的淬火 压 适 的头用材钢在作样为于料球相用表淬布或应下面火氏硬的垂，钢硬质试直保球度合验的持时值金力压规用在P球入定的H4，试的5B0S以，下 压头时为间硬后质卸合载金。球时用HBW， 适 的用材•面以于料积试布的验氏比力硬值P度与作值压为在痕布6表5氏0以下 适用硬于度调。质钢、正火钢、退火钢、铸铁、有色金 属毛坯或半成品等硬度较低的材料，HBS（HBW） 值越大，则材料的硬度越大
常用材料和热处理办法知识
试样
常用材料和热处理办法知识
常用材料和热处理办法知识
材料性能及基本特性——抗拉强度
抗拉强度
常用材料和热处理办法知识
低碳钢的拉伸曲线
F
颈缩
Fs Fe
•当外力小于Fe时，试样 产生的变形属于弹性变 形，即外力去除后材料 将恢复到初始状态。
•当外力大于Pe后，试样 除产生弹性变形外，还 产生部分塑性变形。
碳含量对碳钢的力 学性能影响最大, 以 0.09 ％为界.
Si,Mn 使钢强化. S使钢热脆, P导致
e=h/0.002 k=130
锥顶角为120°的
P
金刚石作压头，
P＝1500N
120°
h
洛氏硬度HRC
常用材料和热处理办法知识
维氏硬度
维氏硬度硬度计 136度的正四棱锥体的金刚石压头 优点：实验时所加载荷小，适合于测试零
件表面淬硬层及化学表面层；同时HV是一 个连续一致的标尺，载荷可以任意选择， 而不影响其硬度值的大小，因此可测量极 软到极硬的各种材料的硬度值。
第三章 常用材料与热处理知识
1 金属的性能 2 钢铁材料 3 钢铁材料的热处理 4 有色金属及非金属材料简介
常用材料和热处理办法知识
第一节 金属的性能
力学性能
强度 塑性 硬度
物理、化学性能 工艺性能
常用材料和热处理办法知识
1 强度
金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
F
S
单位Pa
三种硬度之间可通过查表进行换算。
硬度和强度之间存在有一定的关系，通常 材料的强度愈高，其硬度也愈高
常用材料和热处理办法知识
维氏硬度
表示方法
64HV30
适用范围
可测极软到极硬的各种金属材料，还可以测 渗碳、渗氮层的硬度。
常用材料和热处理办法知识
4 冲击韧性
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的 能力。
常用材料和热处理办法知识
三、工艺性能
是指金属材料对不同加工工艺方法的适 应能力。
包括：
铸造性 锻造性 焊接性 切削加工性
常用材料和热处理办法知识
第二节 钢铁材料
钢铁材料
钢 含碳量小于2.11% 碳素钢 合金钢
铸铁 含碳量大于2.11%碳素钢
简称碳钢,Wc<1.5 ％ , 并含有少量Si, Mn, S, P等杂质元素 的铁碳合金.
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
屈服点 FS
S
常用材料和热处理办法知识
低碳钢的拉伸曲线
P
颈缩
Ps Pe
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
材料产生屈服现象时 的应力，称为屈服点，可 按下式计算：
σs = Fs／S0
屈服强度，可按下式计算： σs = F0。2／S0
F0.2是残余伸长率为0.2% 时的载荷。
常用材料和热处理办法知识
常用材料和热处理办法知识
材料性能及基本特性——冲击实验
冲击韧度
常用材料和热处理办法知识
4 冲击韧性
冲击功： AK＝G(H1-H2)
G—摆锤重力； H1—初始高度； H2—摆锤回升高度；
常用材料和热处理办法知识
冲击韧度
K
AK S0
K ——冲击韧度，J/cm2。
AK ——冲击功，J
S 0 ——试样缺口处横截面积。
S0
常用材料和热处理办法知识
塑性
P
颈缩
Fs Fe
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
δ或φ愈大， 则材料的塑 性愈好。良 好的塑性是 金属材料进 行塑性加工 的必要条件
3. 硬度
材料抵抗比其本身更硬的物体压入其内部的性能，称 为硬度。
抵抗塑性变形、压痕或滑痕的能力。
硬度
测量方法
(1)布氏硬度HBS，HBW。 (2)洛氏硬度HRA~HRK (3)维氏硬度HV。 (4)肖氏硬度HS
1Pa＝1N/m2
常用材料和热处理办法知识
抗拉强度
• 先将被测金属材料制成标准试样。
• 测试时，将标准试样装夹在拉什试验机 的两个夹头上，在试样两端缓慢施加拉 力。随着拉力的增大，试样逐渐发生变 形，直至被拉断为止。
• 拉伸试验机自动的将每一瞬间试样所受 拉力P及相应的伸长量ΔL记录下来，绘 制成拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
5 疲劳强度
金属材料在多次交变应力的作用下，不 发生破坏的最大应力称为疲劳强度。
1
Mpa
常用材料和热处理办法知识
二、物理、化学性能
1 化学性能 成分、显微组织、结晶结构、抗腐
蚀性。耐酸性、耐碱性、抗氧化性。 2 物理性能
材料本质不发生变化所表现的性能。 颜色、密度、熔点、折射率、导热 率、热膨胀率、热变形温度、吸水率、绝 缘强度、电阻率、比热等