钢的普通热处理之退火
1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的热处理-退火
不锈钢无缝管316不锈钢管cvb1Cr13、2Cr13、3Cr13可采用完全退火、等温退火或低温退火。
⒈1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的完全退火钢的完全退火的加热温度一般在Ac3以上50～100℃，实际生产中，通常选用850～880℃。
在充分保温后，采用炉冷或最大不超过50℃/h的速度冷却至600℃左右出炉空冷。
通过完全退火，可较好地完成组织转变过程，获得均匀的铁素体和碳化物的平衡态组织。
完全退火可改善钢材锻造、轧制、铸造等加工后可能存在的不良组织，并为以后淬火、回火热处理提供良好的组织保证；可以完全消除各种应力，降低硬度，便于加工。
锻轧态的1Cr13、2Cr13、3Cr13钢经完全退火后，硬度分别不大于150HB，180HB和210HB。
一些对机械性能、耐腐蚀性能要求不高的零部件可以在完全退火状态下使用。
⒉1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的等温退火等温退火是把钢加热到奥氏体化温度（一般采用850～880℃），也可以将钢材锻造或铸造后冷却到这一温度区间，充分保温，再冷却到该钢奥氏体转变最快的温度范围（俗称转变曲线的鼻子部分，为700～740℃）充分保温，使奥氏体充分转变后空冷。
等温退火可以起到完全退火的作用，而且比完全退火缩短了占用加热炉的时间，提高了效率。
在工作实践中还发现，这类马氏体不锈钢的等温退火对改善不良的锻造组织，提高淬火、回火后的力学性能，特别是提高冲击韧性有着特殊的作用。
由某锻造厂提供的一批泵轴，具体成分为（质量%）：C，1.10；Si，0.34；Mn，0.36；S，0.01；P，0.028；Cr，11.67；Ni，0.56；Mo，0.30；Cu，0.01。
成分符合该产品泵轴的材料标准。
规定力学性能为：Rm≥690N/mm2；Rp0.2≥550N/mm2，A≥20%，Z≥60%；Akv≥65J。
我们进行几次热处理，Akv平均只能过到46.4～60J，始终达不到65J的标准。
钢的普通热处理
三、 回火的分类、组织及应用
回火 回火温度
类型
(℃ )
低温回火 150～250
中温回火 250～500
高温回火 500～600
回火后 组织
M回
T回
S回
回火后硬度
性能特点
(HRC)
58～64 硬度高， 耐磨性好，
脆性、 内应力降低。
35～50
良好弹性 ，屈强比高， 一定的韧性和抗疲劳性
一般规律： 随T回↑，钢的强度、硬度↓，塑性、韧性↑。（高合金钢不遵循）
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
❖ 合金钢的回火（与碳钢相比）
➢ 回火稳定性高
回火温度相应升高
➢ 合金碳化物弥散析出
二次硬化
➢ 残余奥氏体多
需多次回火
四、钢的回火脆性
➢ 回火脆性的概念：淬火钢在某些温度范围内回
1. M在过冷奥氏体低温转变中形成， M回在 淬火钢低温回火中形成；二者形态相似，光镜下
M回比M黑；强度硬度相差不大，但M回脆性已大 大降低。
回火索氏体 马氏体
2. S在过冷奥氏体高温转变中形成，S回在淬 火钢高温回火中形成；S呈层片状，S回呈颗粒状； S回比S的塑性要好。
回火马氏体
淬火钢回火后性能的变化
淬火 精度要求高的工件
新型淬火介质： 聚乙烯醇、三硝盐水溶液等。
淬火工艺
淬火后的组织：一般，
亚共析钢 0.5%C时，为M 0.5%C时，为M+A残
共析钢：M＋A残 过共析钢： M+粒状Fe3C+A残
15钢淬火组织：M板条
45钢淬火组织：M板条＋M片状
T8钢淬火组织：M片状＋A残
钢的热处理方法
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。
常见热处理 —退火与正火
4、热处理的目的是提高工件的强度和硬度。
答案：× 答案：√
（ ）
5、任何热处理都由加热、保温和冷却三个阶段组成。（）
6、退火热处理可以提高材料硬度，改善内部组织，细化 晶粒。（） 答案：× 答案：√
7、正火比退火冷却速度快，组织细，强度、硬度高。（）
小结：
退火与正火工艺过程、目的及两种热处理工艺的选
3）只消除内应力，选去应力退火。
4）一般工件应先选正火，复杂工件选退火。
练一练 A.完全退火 B.正火 C.球化退火
1、为提高低碳钢的切削加工性，通常采用（ ）处理。
答案：B
2、45钢退火与正火后的强度关是（ ）。 A.退火>正火 答案：B 3、为了降低零件的制造成本，选择正火和退火时， 应优先采用（ ）。 A.正火 答案：A B.退火 C.都行 B.退火<正火 C.退火=正火
退火分类
1）完全退火
2）球化退火
3）去应力退火
1）完全退火
是将钢加热到完全奥氏体化，随之缓慢冷却，以
获得接近平衡状态组织的工艺方式。
目的：平衡组织，降低硬度、细化晶粒、充 分消除内应力。
45号钢锻件完全退火
2）球化退火
是将钢加热到临界点温度以上，保温一定时间，以不 大于50℃/h的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化 物呈球状的工艺方法。 目的：降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火做 准备。 T10钢球化退火
项目二 常见热处理
—— 退火与正火
一. 普通热处理
普通热处理有“四火”。
1、退火
将钢加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷 却的热处理艺。
目的：
1）降低硬度，以利于切削加工；
2)提高塑性和韧性，以利于冷变形加工；
常用钢热处理工艺
常用钢热处理工艺热处理是一种通过改变金属结构来改善其力学性能的方法。
常用钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
下面对这几种常用钢热处理工艺进行详细介绍。
1. 退火退火是指将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却。
退火工艺分为完全退火和等温退火两种。
完全退火是将钢材加热至超过临界温度，然后慢慢降温。
等温退火是将钢材加热至超过临界温度，然后在等温时间内，使钢材的温度均匀，从而使钢材的组织变得均匀，于是提高了钢材的韧性。
2. 正火正火是将钢加热到一定温度，然后快速冷却。
正火一般分为低温正火，中温正火和高温正火三种。
低温正火使钢材的硬度提高，但是韧性降低。
高温正火使钢材的韧性提高，但是硬度降低。
中温正火平衡了钢材的硬度和韧性。
3. 淬火淬火是指将钢加热到超过临界温度，然后快速冷却。
淬火一般分为油淬、水淬和气淬三种。
油淬适用于要求较低的钢材，水淬适用于要求较高的钢材，气淬适用于要求最高的钢材。
淬火后钢材的硬度很高，但是韧性降低，此时需要回火来消除内部应力，提高钢材的韧性。
4. 回火回火是将淬火后的钢在一定温度下加热一段时间，然后由于自然冷却所形成的工艺。
回火分为低温回火和高温回火两种。
低温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。
高温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。
5. 表面淬火表面淬火是一种特殊的热处理工艺，用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。
表面淬火和淬火不同的是，只在钢材表面进行加热和快速冷却。
这种技术对钢材表面的耐磨性提高很大，但是对钢材硬度的提高不大。
总之，钢材热处理是提高钢材力学性能的重要方法，常用的钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
选择适当的热处理工艺可以使钢材达到最佳的机械性能。
钢的普通热处理工艺主要有
钢的普通热处理工艺主要有钢的普通热处理工艺是指对钢材进行加热和冷却的一系列工艺，以改变其组织和性能。
主要包括退火、正火、淬火、回火等几种工艺。
一、退火退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织达到均匀化和软化的目的。
退火分为完全退火和球化退火两种。
完全退火：将钢材加热到临界温度以上50～100℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。
该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高塑性和韧性。
球化退火：将钢材加热到临界温度以上20～30℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。
该工艺可使球形碳化物分布均匀，提高韧性和抗拉强度。
二、正火正火是将钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却或用水或油冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。
正火分为低温正火和高温正火两种。
低温正火：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。
该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高硬度、强度和耐磨性。
高温正火：将钢材加热到临界温度以上100～200℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。
该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高韧性和抗拉强度。
三、淬火淬火是将钢材加热到一定温度，在水或油中急速冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。
淬火分为水淬和油淬两种。
水淬：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在水中急速冷却。
该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性大幅提高，但韧性降低。
油淬：将钢材加热到临界温度以上50～80℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在油中急速冷却。
该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性提高，但韧性相对水淬有所提高。
四、回火回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却，使其组织达到均匀化和调质的目的。
回火分为低温回火和高温回火两种。
低温回火：将淬火后的钢材加热到200～300℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。
钢的热处理
三、钢的回火
将淬火钢重新加热到低于727℃ 的某一温度，保温一定时间， 然后冷到室温的热处理工艺，成为回火。 淬火刚必须及时回火。回火的目的是减少或消除工件淬火时 产生的内应力，温度组织，以满足工件使用需要的性能。 按回火温度范围，回火分为三种： 1、低温回火（150~250V ℃ ） 低温回火目的是降低淬火内应力，提高韧性，并保持高硬度和 耐磨性 2、中温回火（250~500 ℃ ） 中温回火目的是使淬火钢具有高的弹性极限、屈服强度和适当 的韧性 3、高温回火（500~650 ℃ ） 高温回火的目的是获得硬度、强度、韧度、塑性，有较好的力 学性能
四、钢的表面热处理
常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种
1、表面淬火 表面淬火是仅对工件表面进行淬火，而心部仍保持未淬火状态。 常用的有火焰表面淬火、感应加热表面淬火 2、钢的化学热处理 化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却 的方法，使一种或几种元素渗入钢件表层，以改变钢件表面层 的化学成分、组织和性能的热处理工艺。常见的方法有渗碳、 氮化、碳氮共渗。
二、淬火
淬火：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后快速冷却的 热处理工艺.淬火的目的是提高钢的硬度，强度和耐磨性。钢在 淬火后必须配以适当的回火，才能获得理想的力学性能。
淬火的两个重要概念： 1、淬硬性: 淬硬性是钢经淬火后能达到的最高硬度，主要取决于钢中的碳含 量，碳含量愈高，获得的硬度愈高。 2、淬透性 淬透性是指钢经淬火获得淬硬深度的的能力，淬透性越好，淬硬 层越厚。
一、钢的退火和正火
1、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺 退火的目的：降低硬度，以利于切削加工，提高塑性和韧性，以利 冷变形加工；改善钢的性能或热处理做好组织准备；消除钢中的残 余内应力，防止变形和开裂。 2、正火 将钢加热到适当温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。 正火只适用于碳素钢及合金元素含量不高的合金钢 正火的目的是细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工 性；用于中碳钢或性能要求不高的零件，可代替调质处理。 正火与退火相比，刚在正火后的强度、硬度高于退火，而且操作 便，生产周期短，成本低，在可能的条件下宜用正火代替退火。
钢热处理工艺的四把火-退火、正火、淬火、回火
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。
球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥பைடு நூலகம்料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命
5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好
6.便于机械化和自动化
7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
• 感应加热的基本原理
将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。
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退火种类
退火种类
第一类退火：扩散退火，再结晶退火，去应力退火
退火的种类
第二类退火：完全退火，不完全退火，等温退火，球化退火
类别
工艺名称
主要目的 用途 加热至Ac3+(150-200)℃,消除成分偏析，和组 铸件及具有成分偏析的锻 扩散退火 长时间保温后冷却 织均匀化 件等
工艺特点
加热至再结晶温度+ 第一类退 再结晶退火 （100—250）℃，保温 消除冷变形，提高塑 性 后缓冷 火 加热至Ac1以下（100— 去应力退火 200）℃，保温后缓冷
偏析？
合金中各组成元素在结晶时， 分布不均匀！
危害
偏析会影响合金的机械性能和抗蚀性，对加工 工艺也有损害，当树枝状偏析非常严重时，将 恶化钢的性能。
偏析的解决方法
经 扩 散 退 火
Fe-Fe3C相图
刚加热和冷却时各临界点的实际位置
退火的温度曲线
• 去应力退火工艺曲线
•Hale Waihona Puke 扩散退火工艺曲线完全退火工艺曲线
钢的普通热处理之—退火
钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它 慢慢冷却的过程。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温 度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法
2.退火的目的：是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细 化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提 高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前 道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火 是属于半成品热处理，又称预先热处理。
球化等温退火工艺曲线
等温退火工艺曲线
几种金属退火组织下的显微图
感谢欣赏
加热至Ac3+(30-50)℃,(亚 共析钢)或Ac1+(3050)℃(共析钢或过共析钢)， 保温后等温冷却（稍低于 Aar1等温）组织珠光体型
第二 类退 火
不完全退火
晶粒未粗化的锻轧件
等温退火
细化组织，降低硬度
大型铸，锻件及冲压件（组 织与硬度较为均匀）
加热至Ac3+(10-20)℃， 碳化物球化，降低硬 共析钢，过共析钢锻轧件， 球化退火保温后等温冷却或缓冷，度，提高塑性，改善 结构钢冷挤压件 F基体上，均布球状FeC3 加工性质等
冷变形刚材和钢件
消除铸件，焊接件及锻轧件 等内应力，稳定尺寸，以减 少使用中的变形
消除残余内应力
加热至Ac3+(30— 细化组织，降低硬度，中碳钢及中碳合金钢，铸焊 完全退火 50)℃，保温后缓冷， 提高塑性，消除铸造 锻轧制件等。细化晶粒，降 低硬度 室温组织F+P 偏析 加热至Ac1+(30-50)℃, 细化组织，降低硬度 保温后缓冷