碳钢热处理工艺.

三、钢的淬火
概念 将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热 到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却 速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处 理工艺。
目的 获得马氏体，提高钢的力学性能。
（1）淬火温度的确定 选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体组织。 亚共析钢的淬火温度： 一般为Ac3以上30℃～ 50℃，淬火后获得均匀 细小的马氏体组织。 过共析钢淬火温度： 一般为Ac1以上30℃～50℃
（4）淬火方法 原则：保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减
小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
温 度
A1
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单液淬火 双液淬火 分级淬火 等温淬火
1）单液淬火 ★概念 将奥氏体状态的工件放入一 种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点 操作简单，容易实现机械化 ★适用范围 形状简单的碳钢和合金钢工 件。
金属材料及热处理
钢的热处理工艺
钢的热处理工艺 通过加热、保温和冷却的方法改变钢 的组织结构以获得工件所要求性能的一种 热加工技术。 分类 普通热处理（退火、正火、淬火、回火） 表面热处理（表面淬火、化学热处理） 形变热处理
一、退火
什么是退火？ 将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，保温以 后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状 态组织的一种热处理工艺。 目的： 均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒， 调整硬度，消除内应力和加工硬化 ，改善钢 的成形和切削加工性能， 为淬火做好组织准备。
2.不完全退火
概念 将钢加热到Ac1+（30~50）保温后缓慢冷却的热处理工艺。 目的：细化组织、降低硬度、改善可加工性，消除内应力 应用：晶粒并未粗化的中、高碳钢和低合金的锻轧件
3、等温退火 （1）概念
将奥氏体化后的钢较快地 冷却到稍低于Ar1温度等温，使 奥氏体转变为珠光体，再空冷 到室温的热处理工艺。 （2）目的 缩短退火时间 （3）适用钢种 适用于高碳钢、合金工 具钢和高合金钢。
（3）淬火冷却介质的确定 淬火要得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂 在“鼻尖”温度以上，在保证不 出现珠光体类型组织的前提下，可以 尽量缓冷； 在“鼻尖”温度附近则必须快冷， 以躲开“鼻尖”，保证不产生非马氏 体相变； 在Ms点附近又可以缓冷，以减 轻马氏体转变时的相变应力。
常用的淬火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各种矿物 油、植物油。
一次完全退火或正火来细化晶粒。
二、正火
概念 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热 处理工艺。得到的组织为：索氏体 亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。
正火与退火的主要区别
冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组 织很细，因而强度和硬度也较高。 正火不但力学性能高，而且操作简便，生产周期短，能量耗费 少，故在可能的条件下，应优先考虑正火处理。 应用 （1）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能 （2）作为最终热处理，提高工件的力学性能 （3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理 （4）消除热加工缺陷。
三、退火和正火的选用
含碳量<0.25%的钢，选用正火代替退火 含碳量0.25-0.5%钢，也可选用正火代替退 火 含碳量0.5-0.75%钢，也可选用完全退火 含碳量>0.75钢，选用球化退火 中碳钢、合金钢正火硬度高不易切削，选 用完全退火 在要求不高时，尽量选用正火。
3、退火与正火的加热速度与加热时间 4、退火与正火零件的硬度误差范围
分类
（1）按加热温度分为临界温度以上或以下 完全退火 临界温度以上 扩散退火 不完全退火 球化退火
再结晶退火
临界温度以下 去应力退火
（2）按冷却方式 等温退火 连续冷却退火
加热温度范围
1.完全退火
概念 将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥 氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处 理工艺。 目的 均匀组织，细化晶粒 降低硬度，消除内应力 改善钢的切削加工性能。 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等） 实际生产中，600℃出炉空冷。 得到的组织：铁素体和珠光体
概念
5.扩散退火（均匀化退火）
将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为 1050℃～1150℃），长时间（一般10～20h）保温，然后随 炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。 （也叫均匀化退火。） 目的 均匀钢内部的化学成分，消除偏析。 适用情况 主要于铸造后的高合金钢。 缺点:温度高，时间长、均匀化退火后晶粒剧烈长大，所以还要经过
概念
4.球化退火
将过共析钢加热到Ac1+(10~20) ，保温后缓慢冷却的热处理工艺。
目的 让其中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二次 渗碳体。（因此叫做球化退火。） 适用钢种 主要适用于共析或过共析的工模具钢
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
4.去应力退火
概念
为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残 余内应力而进行的退火称为去应力退火。 退火温度 不超过Ac1，一般500～650℃。
2）双液淬火 概念 先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
3）分级淬火 概念 将奥氏体状态的工 件首先淬入略高于钢的 Ms点的盐浴或碱浴炉中 保温，当工件内外温度 均匀后，再从浴炉中取 出空冷至室温，完成马 氏体转变。
图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定
加热时间由升温时间和保温时间组成。
由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并 以此作为保温时间的开始。 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。 加热时间通常根据经验公式估算或通过实验确定。生产中 往往要通过实验确定合理的加热及保温时间，以保证工件 质量。