常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数
钢的热处理工艺
钢的热处理第一章钢的热处理热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。
然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。
1□□钢的加热1.1□制定钢的加热制度加热温度、加热速度、保温时间。
1.1.1加热温度的选择加热温度取决于热处理的目的。
热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。
淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。
在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。
对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；正火A C3或A CM以上30～50℃；1.1.2加热速度的选择必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。
如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。
对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。
钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小；b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小；c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。
1.1.3钢在加热时的缺陷a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。
粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。
已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。
b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。
常用钢材热处理参数表
火 等温℃
炉冷
710
炉冷
正 温度℃ 火 冷却
900-950 900-950
900-950 870-880
空冷
930-950
温度℃ 980
880
840 820
淬
硬度
火
61-64 58-60 ＞62
65
HRC
840
860 800
800 840
53-58 62-66 62 62-64 62-65
150℃ 63
810-870 800-870 780-800 炉冷
850-870
正 温度℃ 820-860 820-860 830-860 850-880
火 冷却
空冷
温度℃ 淬
硬度 火
HRC
810 57-64
810 57-64
870 ＞60
860 56-62
880 54-56
880 950 1050 1130 58-60 60-62 62-63 42-45
各 150℃ 61
61
61
56
54
59
60
63
42
种 200℃ 58
58
60
55
52
58
59
62
42
不 300℃ 54
54
56
51
48
53
58
59
43
同 400℃ 47
47
51
49
42
48
57
57
44
温 500℃
39
39
43
45
39
42
54
55
48
常用的热处理和表面处理常识
常用的热处理和表面处理常识1．退火:加热到临界温度以上30-50℃，保温一段时间，然后缓慢冷却（在炉子冷却）。
作用：消除热加工零件的内应力，细化晶粒，降低硬度，便于切削加工，消除冷加工零件的加工硬化现象，恢复塑性，以便于继续压力加工。
2．回火：将淬硬的钢件加热到临界温度以下的一定温度，保温一定时间，然后在空气或油中冷却。
作用：消除淬火钢的内应力及脆性，提高钢的塑性和冲击韧性以获得所需的性能。
3．正火：钢件加热到临界温度以上，保温一段时间然后在空气中冷却，冷却速度比退火快。
作用：增强强度与韧性，减少内应力，改善切削性能。
4．淬火：钢件加热到临界温度以上，保温一段时间，再在冷却水．油或盐水中急速冷却。
作用：提高硬度．强度及耐磨性，由于淬火后钢件内应力很大，钢变脆，易变形开裂，应及时回火。
5．调质：淬火后高温回火称为调质（处理）。
作用：提高强度．韧性。
6．表面淬火：用火焰或高频电流将零件表面迅速加热到临界温度以上，急速冷却。
适用：低碳钢或低合金钢。
7．渗碳：在渗碳剂中将加热到900-950℃，停留一定时间，将碳原子渗入钢表面，深度约0.5-2㎜，再淬火后回火。
适用：低碳非淬火钢。
8．渗氮：在500-600℃通入的炉子内加热，向钢的表面渗入氮原子，氮化层为0.025-0.8㎜, 氮化时间需40-50小时。
适用：含铬.铂.铝等合金钢。
9．碳氮共渗：在820-860℃炉内通入碳.氮保温1-2小时，使钢件的表面同时渗入碳.氮原子，可得到0.2-0.5㎜的硬化层。
适用：碳素钢.合金结构钢以及高速钢。
10．时效处理：A.自然时效：铸件在露天中长期存放半年到一年；B.人工时效：铸件加热到200℃左右，保温10-20小时或更长时间。
适用：机床床身等大型铸件。
11．发蓝发黑：将零件放在浓的碱或氧化剂溶液中加热氧化，使表面形成一层氧化铁组成的薄膜。
适用：常用的紧固件等。
铸钢件常见热处理工艺
按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。
1．退火：退火是将铸钢件加热到Ac3以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。
退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。
碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。
适用于所有牌号的铸钢件。
2．正火：正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30～50℃保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也是作为以后热处理的预备处理。
正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。
经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。
一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
3．淬火：淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。
或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。
铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数：(1)淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。
原则上，亚共析铸钢淬火温度为Ac。
以上20～30℃，常称之为完全淬火。
共析及过共析铸钢在Ac。
以上30～50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。
这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。
(2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。
为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。
钢的热处理工艺
12
正火工艺较简单、经济，主要应用于以下方面：
（1）改善低碳钢的切削加工性能 碳量〈0.25 ％的低碳钢及低合金钢，退火后硬度过低，正火处理 可提高硬度，改善切削加工性能。 （2）消除中碳钢热加工缺陷 中碳结构钢铸、锻、轧及焊件，热加工后易出现魏氏组织、晶粒 粗大等过热缺陷和带状组织，正火可消除，达到细化晶粒、均匀组织、 消除内应力的目的。 （3）消除过共析钢网状碳化物
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（１）热应力及其变化规律
工件在加热和冷却时，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不 一致而产生的内应力称为热应力。 以圆柱 工件为例分 析热应力的 变化规律 到了冷却后期，表层温度的 降低和体积的收缩已经终止，而 心部体积继续收缩，由于心部受 到表层的牵制，应力逐渐转变为 拉应力，而表层则受到压应力。 当整个试样冷至室温时，内外温 差消失，冷却后期的应力状态被 保留下来成为残余应力。 因此，工件淬火冷至室温时， 由于热应力引起的残余应力 表层
炉冷至略低于 Ar1的温度等温处理。如此多次反复加热和冷却，最后冷 至室温，以获得球化效果最好的粒状珠光体组织。
一次球化退火 等温球化退火
往复球化退火
8
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
9
（4）扩散退火
扩散退火 又称 均匀化退火 ，是将铸锭、铸件加热至 Ac3 或 Accm 以上 150 ～ 300℃，保温 10 － 15h ，然后随炉缓慢 冷却的热处理工艺。
温度）所需要的时间，而且取决于组织转变所需要的时间。完全退火 保温时间与钢材的化学成分、工件的形状和尺寸、加热设备类型、装 炉量以及装炉方式等因素有关。 退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的 过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高。碳钢＜ 200℃/h ，低合 金钢＜100℃/h，高合金钢＜50℃/h。出炉温度在600℃以下。 将奥氏体化后的钢很快降至稍低于 Ar1 温度等温，使奥氏体转变 为珠光体，在空冷至室温，称为等温退火。 等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢等，可以显著缩 短退火时间；但不适合大截面工件和大批量炉料。
关于40Cr的热处理工艺
40Cr热处理制定40Cr钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺，测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性，并进行材料的金相组织分析，得出了40Cr钢调质处理具有良好综合性能的结论。
1 40Cr材料简介1．1 40Cr的化学成分及临界温度40Cr的化学成分及临界温度见表1。
表1 40Cr的化学成分及临界温度化学成分临界温度C Mn Si l C Ac Ac0 A A 00．37～0．45 O．5～O．8 。
．2～。
．4I。
．8。
～1．1。
743 800 693 73O1．2 4OCr的性质从铁碳合金相图来看，40Cr钢属于亚共析钢，缓冷到室温后的组织为铁素体+珠光体；从钢的分类来看，40Cr钢属于低淬透性调质钢，具有很高的强度，良好的塑性和韧性，即具有良好的综合机械性能；40Cr钢可用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床的主轴等零件。
2 40Cr热处理工艺特性介绍2．1 预备热处理调质钢经热加工后，必须经过预备热处理来降低硬度，便于切削加工，消除热加工时造成的组织缺陷，细化晶粒，改善组织，为最终热处理做好准备。
对于40Cr钢而言，可进行正火或退火处理。
2．2 最终热处理调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
一般可以采用较慢的冷却速度淬火，可以用油淬以避免热处理缺陷。
当强度较高时，采用较低的回火温度，反之选用较高的回火温度。
3 40Cr热处理工艺的制定按上述知识，对40Cr钢分别采用退火、正火、淬火、不同的回火温度情况下的热处理，测定不同情况下试样的硬度与冲击韧性值。
3．1 退火工艺的制定图1为退火及正火工艺曲线图。
加热温度：A 。
+(3O～50) C，由此确定加热温度为850 C；保温时间：120min；冷却方式：随炉冷却。
t／mirl图1 退火及正火工艺曲线图3．2 正火工艺的制定加热温度：Ac。
+ (30~50)C，由此确定加热温度为850 C；保温时间：120min；冷却方式：空冷。
3．3 淬火工艺的制定图2为淬火工艺曲线图。
40nicrmo7热处理
40nicrmo7热处理中括号为主题，研究关于40NiCrMo7热处理的文章引言：热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，以改变材料的组织结构和性能。
40NiCrMo7是一种常见的铬镍钼合金钢，具有良好的可锻性、热加工性和耐磨性。
本文将详细介绍40NiCrMo7的热处理工艺，包括退火、正火和淬火，以及热处理后的组织结构和性能变化。
第一节：退火热处理40NiCrMo7的退火热处理是通过加热材料到临界温度，并在适当的时间下保持温度稳定，在空气中冷却。
这一过程旨在消除材料内部的应力和改善其可加工性。
具体的退火工艺参数是：- 加热温度：800-850；- 保温时间：1-2小时；- 冷却方式：自然冷却至室温。
第二节：正火热处理40NiCrMo7的正火热处理是通过加热材料到临界温度，并在适当的时间下保持温度稳定，直至材料完全温度均匀。
然后，将材料快速冷却至室温。
这一过程旨在增加材料的硬度和韧性。
具体的正火工艺参数是：- 加热温度：850-900；- 保温时间：30分钟到1小时；- 冷却方式：水或油淬火。
第三节：淬火热处理40NiCrMo7的淬火热处理是通过将材料加热到临界温度，并在适当的时间下保持温度稳定，然后迅速将材料从高温状态冷却至低温状态。
淬火可以使材料的组织结构发生相变，同时提高其硬度和强度。
具体的淬火工艺参数是：- 加热温度：850-900；- 保温时间：30分钟到1小时；- 冷却方式：水或油淬火。
第四节：热处理后的组织结构和性能变化经过不同热处理工艺的40NiCrMo7，其组织结构和性能将发生显著变化。
在退火状态下，材料的晶粒大小变大，同时应力得到释放，从而提高了材料的塑性和可加工性。
在正火状态下，材料的晶粒得到更加均匀的细化，在硬度和强度方面表现出更好的性能。
在淬火状态下，材料的晶粒被快速冷却，形成了马氏体，并显著提高了材料的硬度和强度。
结论：热处理是一种重要的金属加工技术，可以通过控制加热和冷却过程，显著改善材料的组织结构和性能。
常见金属热处理参考
一、常见热处理方法名称操作方法目的应用退火将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。
1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。
正火将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。
对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。
淬火将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。
1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。
回火将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。
1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。
1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。
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常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数常用钢材的临界温度
1.低碳钢：低碳钢的临界温度大约在723℃左右。
2.中碳钢：中碳钢的临界温度在723-900℃之间。
3.高碳钢：高碳钢的临界温度超过900℃。
热加工温度范围
1.锻造：一般情况下，低碳钢的锻造温度范围为1000-1250℃，中碳
钢的锻造温度范围为900-1100℃，高碳钢的锻造温度范围为800-1000℃。
2.滚轧：常见钢材的滚轧温度范围较宽，一般在800-1200℃之间。
3.淬火：淬火温度取决于钢材的合金成分和硬度要求等因素，一般在800-950℃之间。
4.高温热处理：高温热处理的温度范围较大，低碳钢的回火温度可以
低至150℃，而高碳钢的回火温度一般在250-600℃之间。
1.淬火：淬火是通过加热钢材至适当的温度后迅速冷却，使其产生马
氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。
淬火的工艺参数包括加热温度、
保温时间和冷却介质等。
一般来说，加热温度越高，冷却速度越快，得到
的马氏体含量越高，钢材的硬度和强度也就越大。
冷却介质通常使用水、
盐水、油等，选择冷却介质要根据钢材的合金成分和所需硬度来确定。
2.回火：回火是指在淬火后加热钢材至适当温度后冷却，通过改变钢
材的组织结构来调整其硬度和强度。
回火的工艺参数主要包括回火温度、
回火时间和冷却速度等。
回火温度一般低于淬火温度，可以根据需要选择
不同的回火温度来控制钢材的硬度和韧性。
回火时间越长，回火效果越明显。
冷却速度可以选择自然冷却或控制冷却，根据钢材的要求来确定。
总结
常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数对于钢材的制造和使用具有重要作用。
通过合理的控制临界温度和选择适当的热加工温度范围，可以保证钢材的质量和性能。
而热处理工艺参数的选择则可以调节钢材的硬度、韧性和强度等性能，满足特定的使用需求。
因此，了解和掌握常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数是进行钢材生产和应用的基础。