钢的热处理方法
钢的热处理(原理及四把火)
钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。
第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。
在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。
2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。
（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。
（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。
分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1~10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
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。
钢铁材料一般热处理方法
回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理的最后一道工序
①获得所需的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需的力学性能
(4)表面感应淬
火
将钢件放在感应器中，感应器在一定频率的交流电的作用下产生磁场，钢件在磁场作用下产生感应电流，使钢件表面迅速加热(2一l0min)到淬火温度，这时立即将水喷射到钢件表面。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持着较好的强度和韧性。
表面感应淬火适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件
4.回火
(3)去应力退火
将钢件加热到500～650ºC，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)
消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和用过程中发生变形
去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等
2.正火
将钢件加热到临界温度以上40～60ºC，保温一定时间，然后在空气中冷却
细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在0.8％以下的锻件或铸钢件
(2)球化退火
将钢件加热到临界温度以上20～30ºC，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷
降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于0.8％的碳素钢和合金工具钢
(2)钢渗的氮
将氮原子渗入钢件表层
常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件
提高钢件表层的硬度、耐磨性、
耐蚀性
合金钢热处理
合金钢热处理
合金钢热处理是指将合金钢加热到一定温度，保持一段时间后再进行冷却的工艺过程。
通过热处理可以改变合金钢的组织和性能，提高其硬度、强度、耐腐蚀性等。
常见的合金钢热处理方法包括退火、正火、淬火、调质等。
1. 退火：将合金钢加热至一定温度，保温一段时间后慢慢冷却。
退火可以消除合金钢内部的应力，改善其可加工性和韧性。
2. 正火：将合金钢加热至适当温度，经过一定时间保温后以空气冷却。
正火可以使合金钢的组织均匀化，提高其硬度和强度。
3. 淬火：将合金钢加热至适当温度，迅速冷却。
淬火可以使合金钢的组织变为马氏体，从而提高硬度和强度。
4. 调质：先进行淬火处理，然后将合金钢重新加热至一定温度保温一段时间，最后进行适当冷却。
调质可以减轻淬火带来的内部应力，提高合金钢的韧性和耐蚀性。
不同的合金钢成分和要求会选择不同的热处理方法，以达到预期目标。
合理的热处理可以提高合金钢的整体性能，延长其使用寿命。
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺一、钢材常用的热处理方法1、正火钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。
正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。
2、淬火钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。
钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。
钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。
钢加热温度的选择见表1。
钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。
3、回火钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。
回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。
钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。
碳素工具钢的回火温度见表2。
表2碳素工具钢的回火温度4、退火钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。
退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。
碳钢的退火规范见表3。
表3碳钢的退火规范注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。
二、几种常见零件的热处理1、齿轮机床齿轮的热处理见表3。
2、蜗轮蜗轮的热处理见表43、丝杠丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。
丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。
为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。
丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。
经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。
为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。
丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。
但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。
钢的热处理
3．处理温度低，变形极小，比渗碳及表面淬火的变形小得多，一般渗氮是加工路线中最后一道工序，氮化后最多需要精磨或研磨抛光
4．具有很高的抗腐蚀性
缺点：1.渗碳时间太长，2强化渗氮必须采用特殊的合金钢
另外，由于氮的渗入，工件会略有“长大”现象。在设计尺寸要求极为严格的工件时应考虑补救
这种方法易行，设备简单，但火焰加热温度不易控制，淬火质量不够稳定
适用于单件或小批量生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮、凹槽小孔等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中谈合金钢，如40Cr、65Mn等，还可用于灰铸铁件、合金铸铁件。碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金过高，则易脆裂，因此，以含碳量在0.35%~0.5%之间的碳素钢最适宜
低温碳氮共渗主要是为了提高合金工具钢、高速钢制工具、刀具的热硬性和耐磨性，这种碳氮共渗的结果和渗氮相似，共渗层深度可达0.02~0.06mm
中温碳氮共渗主要适用于承受压力不是很大而只受磨损的中碳结构钢零件。共渗层深度一般为0.3~0.8mm
高温碳氮共渗主要用于承受压力很大的中碳钢及合金钢的小型结构零件，也可用于低碳钢件代替渗碳，层获得1~2mm的共渗层；中温或高温碳氮共渗用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能
3．稳定工件尺寸
钢的表面热处理
是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性及表面硬度比化学热处理更高的处理方法
名称
操作
特点
目的和应用
感应加热表面淬火
是利用感应电流通过工件表面所产生的热效应，使表面加热并经行快速冷却的淬火工艺。
3.适用于汽车、机车、柴油机、纺织机械、农业机械、机床、齿轮、枪炮、工具、模具等各种要求耐磨、耐蚀、耐疲劳的零件
钢热处理的工艺方法特点
钢热处理的工艺方法特点
钢热处理是指通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能。
其工艺方法特点如下：
1. 高温处理：钢热处理通常需要进行高温处理，以达到材料的相变温度，使其组织发生改变。
高温处理可使钢材微观组织中的碳溶解度增加，提高钢的硬度和强度。
2. 速冷处理：热处理过程中的速冷处理是钢热处理的一种重要方法，通过将钢材快速冷却至室温或低温，使钢材的组织发生相变，产生马氏体或贝氏体等具有更高硬度和强度的组织结构。
3. 淬火处理：淬火是钢热处理中最常用的方法之一，其通过将加热至临界温度以上的钢材快速冷却到室温，使其形成马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。
淬火还可通过选择不同的冷却介质和工艺参数，来控制钢材的组织和性能。
4. 回火处理：回火是将已经淬火处理的钢材再次加热至较低温度，并保持一定时间后再冷却至室温。
通过回火处理，可以减轻淬火过程中产生的内应力，降低钢材的脆性，并提高其韧性和塑性。
回火还可以调节钢的硬度和强度。
5. 正火处理：正火是利用加热和冷却的方法，通过控制钢材的加热温度和冷却速度，使钢材的组织发生变化，达到一定的性能要求。
正火处理可以提高钢材的
强度和硬度，同时保持一定的韧性。
总体而言，钢热处理的工艺方法特点是通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能，从而实现对钢材硬度、强度、韧性等性能指标的控制和调节。
不同的工艺方法可以根据需要选择，以满足不同的使用要求。
钢的热处理原理与方法论文
钢的热处理原理与方法论文摘要：热处理是指通过加热和冷却来改变金属材料的组织和性能。
钢的热处理是钢加工过程中重要的一步，可以显著改善钢材的强度、韧性和耐磨性等性能，提高其使用寿命和使用范围。
本文将介绍钢的热处理原理与方法，包括淬火、回火、正火等常用的热处理方法，以及热处理的影响因素和应用范围。
一、热处理原理钢的热处理是基于钢材的相变规律和组织变化规律来进行的。
钢材在加热过程中，会出现固溶、析出和相变等现象，从而改变钢材的组织和性能。
通过合理的加热和冷却过程，可以使钢材达到理想的组织状态，进而实现理想的力学性能。
钢材的相变规律是钢材热处理的基础。
一般来说，钢材的相变包括固溶相变和析出相变。
固溶相变是指固溶体中的一种化学成分在加热过程中溶解或析出的现象，如奥氏体相变和铁素体相变等。
析出相变是指固溶体中的化学成分在冷却过程中析出或析出的现象，如马氏体相变等。
钢材的组织变化规律是钢材热处理的另一个重要方面。
钢材的组织包括组织类型和组织形态两个方面。
组织类型是指钢材中各种物相的分布和比例，如奥氏体、铁素体、珠光体等；组织形态是指物相在钢材中的形状和大小，如粗大晶粒、细小晶粒等。
通过控制钢材的加热和冷却过程，可以控制钢材的组织类型和组织形态，从而实现理想的力学性能。
二、热处理方法1.淬火淬火是指将高温钢材迅速冷却到室温以下，使其产生马氏体相变。
马氏体具有高硬度和脆性的特点，可以显著提高钢材的硬度和强度，但降低了韧性。
因此，淬火一般需要进行回火处理来改善钢材的韧性。
2.回火回火是指将淬火后的钢材加热到较低温度并保温一段时间，然后冷却到室温。
回火可以消除淬火时产生的内应力和组织不均匀性，通过分解马氏体改善钢材的韧性，同时适当降低硬度和强度。
3.正火正火是指将低碳钢材加热到临界温度以上，保温一段时间，然后冷却至室温。
正火可以使铁素体相变为奥氏体，改善钢材的塑性和韧性，适用于需要保持一定塑性和耐久性的工件。
三、热处理的影响因素钢材的热处理效果和性能会受到多种因素的影响。
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钢的热处理方法
钢是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
为了提高钢的性能和使用寿命，需要对钢进行热处理。
热处理是指通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢材的组织和性能发生变化，从而达到预期的效果。
本文将介绍几种常见的钢的热处理方法。
第一种热处理方法是退火。
退火是将钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。
退火可以消除钢材中的应力，改善钢材的塑性和韧性，提高加工性能。
退火分为全退火和局部退火两种。
全退火是将整个钢材进行退火处理，局部退火是只对钢材的某一部分进行退火处理。
退火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定。
第二种热处理方法是淬火。
淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却的过程。
淬火可以使钢材的组织转变为马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。
淬火的冷却介质可以是水、油或气体，不同的冷却介质会对钢材的硬度和组织产生影响。
淬火后的钢材通常需要进行回火处理，以提高其韧性和减少内应力。
第三种热处理方法是正火。
正火是将钢材加热到临界温度，然后在空气中冷却的过程。
正火可以使钢材的组织转变为珠光体组织，从而提高钢材的韧性和塑性。
正火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行正火处理。
第四种热处理方法是回火。
回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，保持一定时间后，缓慢冷却的过程。
回火可以降低钢材的硬度和脆性，提高其韧性和塑性。
回火的温度和时间需要根据钢材的成分和要求来确定，通常需要多次进行回火处理。
第五种热处理方法是表面处理。
表面处理是通过加热和冷却的方式改变钢材表面的组织和性能。
常见的表面处理方法包括渗碳、氮化、镀层等。
渗碳是将钢材加热到高温，使其表面吸收碳元素，从而提高表面的硬度和耐磨性。
氮化是将钢材加热到高温，使其表面吸收氮元素，从而提高表面的硬度和耐腐蚀性。
镀层是将钢材表面涂覆上一层金属或非金属材料，以改变其表面的性质和外观。
以上是几种常见的钢的热处理方法。
不同的热处理方法可以使钢材的组织和性能发生变化，从而满足不同的使用要求。
在实际应用中，需要根据钢材的成分、形状和要求来选择合适的热处理方法，以获得最佳的效果。
同时，热处理过程中需要控制好加热温度、保温时间和冷却速度，以确保热处理的质量和稳定性。
通过科学合理的热处理方法，可以提高钢材的性能，延长其使用寿命，促进工业生产的发展。