轴承中碳合金钢组织的常用热处理工艺
常见的热处理方法
常见的热处理方法常见的热处理方法、目的和工序位置的安排由于热处理工序安排对车削类工艺影响较大，更重要的是往往由于热处理工序安排颠倒，使工件无法继续加工，而且所产生的废品往往是无法挽回的。
为此对热处理工序的安排要加以了解，并引起重视。
下面将常见的热处理方法、目的和工序位置的安排分别介绍如下：一、预备热处理预备热处理包括退火、正火、调质和时效等。
这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。
退火、正火、调质工序多数在粗加工前后，时效处理一般安排在粗加工、半精加工以后，精加工之前。
1.退火和正火目的是改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织；为以后热处理作准备。
例如：含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理；含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。
一般用于锻件、铸件和焊接件。
退火一般安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。
2.调质目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能，并为以后热处理作准备。
用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。
调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前。
调质是最常用的热处理工艺。
大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能，即提高拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击功。
调质处理能大大提高材料的拉伸和屈服强度，提高屈强比和冲击功，使材料具有强度和塑韧性的良好配合。
由于屈服强度、疲劳强度、冲击强度的提高，在零件设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少机械设备的整体重量，节省零件占用空问和能量消耗。
因此在某些场合为了减少机械空间和机械重量在设计过程中要有意识地利用调质工艺。
需要强调的是，一般来讲调质钢应该为中碳钢( C = 0．3％～0．6％)；碳钢中像30、35、40、45、50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用；而对高碳钢和低碳钢则不宜采用调质工艺调质过程是淬火加高温回火。
钢的热处理基本工艺
应用：用于铸、锻、焊毛坯或半成品件，为预备热处理。
退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退 火等。 火和扩散退
钢的热处理基本工将钢件完全奥氏体化（加热至 Ac3+（30～50）℃）后，保温一段时 间，在炉 内缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的工艺。生产中为提高生 产率，实际操作时，工件随炉缓慢冷却至500～600℃时出炉空冷。
钢的普通热处理和表面热处理。
钢的热处理基本工艺
一、钢的普通热处理 钢的最基本的热处理工艺有退火、正火、淬火和回火等。 1.钢的退火
工艺：指将钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热
处理工艺。 目的：消除偏析，均匀化学成分；降低硬度，便于切削加工；消除或
减小内应力，消除加工硬化，以便后续冷加工；细化晶粒，改善组织
钢的热处理基本工艺
热处理工艺在机械制造与维修过程中有着广泛的运用。钢 经过热处理后能充分发挥材料潜能，改善使用性能，提高
产品质量，延长使用寿命，节约金属材料，能显著提高经
济效益。
热处理工艺是指通过加热、保温和冷却来改变材料组织以 获得所需性能的方法。根据钢在实际操作中加热温度、冷 却条件以及对钢结构和性能的要求，可将热处理工艺分为
应用：等温退火用于高碳钢、中碳合金钢、合金渗碳钢、合金工具钢 和某些高合金钢的大型铸锻件及冲压件等
钢的热处理基本工艺
（3）球化退火
工艺：将共析钢或过共析钢加热至 Ac1+（10～20）℃，保温一定时间 后，随炉缓冷至室温（或冷却至略低于 Ar1再保温一定时间后出炉空
冷），使钢中碳化物球状化的工艺。
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式中碳钢或中碳合金钢的最佳热处理方式主要取决于所需的机械性能和用途。
以下是几种常用的热处理方式：
1.淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却，在水、油或其他淬火介质中冷却。
淬火可以使中碳钢的硬度大幅提高，但也会产生一些问题，如易于开裂、易于变形等。
因此，在淬火之后，需要进行进一步的热处理，如回火、正火等。
2.回火：回火是一种重要的热处理工艺，它是在淬火后进行的，通过加热到一定的温度并保持一段时间，以调整钢材的机械性能。
回火可以消除淬火引起的内应力，降低脆性，提高韧性。
3.调质处理：调质处理是淬火和回火的结合，通常在铸件或锻件完成后再进行。
调质处理可以使中碳钢的强度和韧性得到提高，并且改善其综合机械性能。
4.等温淬火：等温淬火是一种特殊的热处理方式，它通过将钢材加热到临界温度以上，然后在等温介质中缓慢冷却，以获得良好的机械性能。
等温淬火可以改善钢材的耐磨性、抗疲劳性能和抗腐蚀性能。
根据实际需求选择合适的热处理方式，以达到所需的机械性能和用途。
合金钢的球化和石墨化
合金钢的球化和石墨化合金钢是一种由铁和其他元素（如钼、铬、镍等）合金化而成的钢材。
球化和石墨化是两种常见的热处理方法，用于改善合金钢的力学性能和微观结构。
在下文中，我将详细介绍合金钢的球化和石墨化的原理和应用。
合金钢的球化是通过将钢材加热到一定温度，然后快速冷却，使其微观结构中的碳元素形成球状的碳化物。
球化处理能够提高合金钢的韧性和延展性，减少脆性。
这是因为球状的碳化物会改变钢材的晶界结构，减少晶界的应力集中，从而提高钢材的抗拉强度和塑性。
球化处理常用于高碳合金钢和合金元素含量较高的钢材。
石墨化是通过将合金钢加热到一定温度，然后冷却到室温，在适当的条件下，使钢材中的碳元素析出为石墨形态。
石墨化处理能够提高合金钢的切削性能和耐磨性。
石墨是一种具有良好自润滑性的材料，能够减少切削过程中的摩擦和磨损，提高切削效率和切削质量。
石墨化处理常用于切削工具和轴承等需要高耐磨性的应用领域。
球化和石墨化处理的具体方法和条件会根据不同的合金钢材料和应用要求而有所差异。
一般来说，球化处理的温度通常在900℃到950℃之间，冷却方式可以选择空冷、水淬或油淬。
而石墨化处理的温度通常在700℃到800℃之间，冷却方式可以选择空冷或水淬。
此外，球化和石墨化处理一般需要多次进行，以确保处理效果的稳定和一致性。
合金钢的球化和石墨化处理在工业制造中具有广泛的应用。
在航空航天、汽车制造和机械加工等领域，球化和石墨化处理能够显著提高合金钢的性能，延长材料的使用寿命。
例如，在航空航天领域，合金钢的球化处理可以提高材料的韧性和抗疲劳性能，增强零件的承载能力和抗冲击性能。
在汽车制造领域，合金钢的石墨化处理可以提高材料的耐磨性和降低切削力，从而提高发动机的工作效率和使用寿命。
在机械加工领域，合金钢的球化处理和石墨化处理可以提高切削刀具的切削性能和耐磨性，提高加工效率和质量。
总结起来，合金钢的球化和石墨化处理是一种重要的热处理方法，能够显著改善钢材的力学性能和微观结构。
轴承钢的热处理工艺及参数和发展
轴承钢的热处理工艺及参数和发展(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轴承钢热处理工艺参数时间：2010-06-14 08:59:46 来源：机械社区作者：三、轴承钢淬火回火工艺参数时间：2010-04-19 16:29:25 来源：中国金属加工在线作者：轴承钢是质量要求很严格的钢类。
目前对轴承钢提出的要求有：用户免加工和检查、提高质量、规格细化和提高尺寸精度等，而且，对这些要求的重要程度越来越高。
为满足这些要求，JFE制钢使用了各种保证产品质量和进行精加工的设备生产轴承钢。
这些设备与新开发的提高质量的技术相结合，可以生产尺寸范围宽、质量高、附加值高的热处理和热轧轴承钢。
JFE轴承钢制造技术的特点是：1）表面质量精细加工和质量检查体系用对钢坯进行火焰清理和将连铸坯轧制成小型圆坯的方法，均匀去除表面瑕疵、皮下夹杂物和脱碳层。
对质量要求特别高的材料，实施钢坯扒皮作业高度清除缺陷。
为保证小型圆坯的表面质量，用自动涡流探伤仪和磁粉探伤仪进行检查；对内部缺陷，用圆坯全断面超声波探伤仪检测内部孔隙和夹杂物。
2）轴承钢的精细制造技术和质量保证在线材-棒材厂，在棒材轧制线上增设线材轧制线，进行联合轧制。
对棒材和线材都采用4辊精轧机进行精轧，棒钢的尺寸精度在以下，用户可以省略扒皮和拉拔加工。
对线材可进行自由尺寸轧制，并可以生产Φ的小尺寸线材。
由于把线材已经轧制到锻造的尺寸，所以用户可以省略拔丝、热处理和表面处理工序。
3）提高钢的洁净度近年来，JFE制钢为了提高钢的洁净度，采用了PERM（加减压精炼）、LF（炉外精炼炉）对钢的生产工艺进行了改进。
PERM法是在转炉冶炼时，使氮、氢等气体溶解在钢中，然后，用RH炉（真空脱气）迅速减压，使钢中产生气体，利用这种气体捕捉并排除钢液中的夹杂物。
JFE制钢还在2008年新建LF炉，大大提高了夹杂物的去除能力。
采用上述工艺和设备的效果是：与原有工艺相比，夹杂物个数预测指数减少34%、夹杂物最大直径指数减少29%、夹杂物最大直径指数分布的标准偏差减少了73%。
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
轴承钢热处理工艺流程
轴承钢热处理工艺流程
轴承钢热处理工艺流程主要包括预先热处理和最终热处理两个步骤。
预先热处理包括正火和球化退火。
正火是通过将工件加热至适宜的温度后在空气中冷却，以细化材料晶粒，均匀化组织，消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。
球化退火则是通过将工件加热至略低于Ac1点温度，保温一段时间后缓慢冷却，使钢的碳化物球化，降低硬度，改善切削性能。
最终热处理则是根据不同的使用要求，选择不同的热处理方式。
常用的热处理方式有淬火、回火、表面淬火等。
淬火是将工件加热至Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间后快速冷却，使钢的奥氏体转变为马氏体，提高硬度和耐磨性。
回火则是将淬火后的工件加热至某一温度，保温一段时间后缓慢冷却，以消除内应力，稳定组织，提高韧性。
表面淬火则是通过将工件表面快速加热至淬火温度，然后迅速冷却，使工件表面硬化，而内部保持韧性。
在轴承钢的热处理过程中，应注意控制加热温度、保温时间、冷却速度等工艺参数，以保证工件的性能和精度。
同时，为避免氧化和脱碳等表面缺陷，通常在加热过程中进行保护处理。
钢的热处理工艺
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
Ar1以下20℃左右进行较长时间的等温处理。
球化退火的关键在于使奥氏体中保留大量未溶的碳化物质点，
并造成奥氏体中碳浓度分布的不均匀性。如果加热温度过高或保温
时间过长，则使大部分碳化物溶解，并形成均匀的奥氏体，在随后冷却时球 化核心减少，使球化不完全。
渗碳体颗粒大小取决于冷却速度或等温温度，冷却速度快或等温温 度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物聚集作用小，容易形成片状碳化物， 从而使硬度偏高。
表面脱碳会降低工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度。脱碳进行的速 度取决于化学反应速度和碳原子的扩散速度。加热温度越高，加热时间 越长，脱碳层越深。
为了防止工件氧化与脱碳，可采用盐浴加热、保护气氛加热、真空 加热或装箱加热等方法，还可以采用在工件表面热涂硼酸等方法，有效 防止或减少工件表面的氧化或脱碳。
３．淬火冷却
过共析钢淬火加热温度为Ac1以上30－50℃ 。（不完全淬火）
淬火前要球化退火，组织为粒状珠光体。加热后组织为细小奥氏体及未溶 粒状碳化物，淬火后得隐晶马氏体加细小粒状渗碳体，这种组织具有高硬 度、高强度、高耐磨性，且有较好的韧性。如淬火温度高于Accm，则渗 碳体全部溶入A中，含碳量增高，MS点降低，淬火后残余A量增多，降低 硬度和耐磨性，同时A晶粒粗大，冷却后得粗片状M，使钢的韧性降低。 低合金钢由于合金元素的加入，A化温度通常高于碳钢，一般为Ac1 或Ac3以上50－100℃ ；高合金工具钢含有较多的强碳化物形成元素，则 可采用更高的加热温度。
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轴承中碳合金钢组织的常用热处理工艺轴承钢热处理工艺分为预先热处理和最终热处理两个主要环节。
GCr15钢是轴承钢应用最广泛的，一种合金含量较少且性能良好的高碳铬轴承钢。
GCr15轴承钢经过热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
1.退火
（1）完全退火和等温退火：完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。
一般常作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
（2）球化退火：球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。
其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火：去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。
如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
2.淬火
为了提高硬度采取的方法，主要形式是加热、保温、速冷。
最常用的冷却介质是盐水、水和油。
盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，
甚至发生开裂。
而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
3.回火
（1）降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
（2）获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性、塑性。
（3）稳定工件尺寸。
（4）对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。