常用金属材料热处理方法
常用金属材料热处理方法机械性能及应用范围
Y40Mn
≤50
-
-
＜207
18CrMnTi
≤50
≥7000
≥4300
-
160-207
18CrMnTi
1.900-950℃渗碳 渗碳，淬油 2.箱冷 3.加热至860-880℃淬油 4.180-200℃回火 正火 1.加热至880-900℃ 2.空气冷却 1.加热至860-880℃淬水 或油 2.490-510℃回火
≤70
≥10000 心部 46006000
≥8000 心部 30004000
心部 240-300
表面 58-62
20Cr
≤50
-
143-179 这种钢一般经渗碳淬火或调质后使用很少在正火状态下使用
20Cr
调质
≤50
≥7000
≥5000
-
179-212 用于制造高速中等冲击负荷的零件 这种钢经渗碳，淬火后的机械性能和18CrMnTi相似，但心部 ≥212 的强度销低，用于要求心部强度较高，表面耐磨，尺寸较大 的渗碳零件，如齿轮，齿轮轴，蜗杆，凸轮，柱塞，活塞 销，主轴，爪型，离合器等 抗拉强度与屈服强度比相应的碳素钢高20%，并具有良好的淬 180-230 透性， 很少在正火状态下使用。在许可条件下应尽量用45号缸代替 10Cr钢制造机床零件。 230-280 用于受交变负荷，中等连……负荷下的零件……齿轮， 用滚动轴的主轴和轴，顶夹套……轴等；
≤50
10000
8000
表面 56-58
用于中等负荷并要求耐磨的零件。定位和紧固螺钉，轴，梢子等
40
25
5700
3400
-
40钢是有较高的强度，用于制造要求较高的零件。如轴，连 杆，圆盘等。这种钢可焊接，但焊接前须预热至150℃
金属材料热处理方法有几种
金属材料热处理方法有几种？各有什么特点？金属材料热处理方法有退火、谇火及回火，渗碳、氮化及氰化等。
(1) 退火处理退火处理按工艺温度条件的不同，可分为完全退火、低温退火和正火处理。
①完全退火是把钢材加热到Ac3 (此时铁素体开始溶解到奥氏体中，指铁碳合金平衡图中Ac3，即临界温度）以上20〜30℃，保温一段时间后，随炉温缓冷到400〜500(，然后在空气中冷却。
完全退火适用于含碳量小于0.83%的铸造、锻造和焊接件。
目的是为了通过相变发生重结晶，使晶粒细化，减少或消除组织的不均匀性，适当降低硬度，改善切削加工性，提高材料的韧性和塑性，消除内应力。
② 低温退火是一种消除内应力的退火方法。
对钢材进行低温退火时.先以缓慢速度加热升温至500〜600匸，然后经充分的保温后缓慢降温冷却。
低温退火（消除内应力退火）主要适用于铸件和焊接件，是为了消除零件铸造和焊接过程中产生的内应力，以防止零件在使用工作中变形。
采用这种退火方法，钢材的结晶组织不发生变化。
③ 正火是退火处理中的一种变态，它与完全退火不同之处在于零件的冷却是在静止的空气中，而不是随炉缓慢降温冷却。
正火处理后的晶粒比完全退火更细，增加了材料的强度和韧性，减少内应力，改善低碳钢的切削性能。
正火处理主要适合那些无需调质和淬火处理的一般零件和不能进行淬火和调质处理的大型结构零件。
正火时钢的加热温度为753〜900°C。
(2) 淬火及回火处理淬火可分整体淬火和表面淬火，淬火后的钢一般都要进行回火。
回火是为了消除或降低淬火钢的残余应力，以使淬火后的钢内纟且织趋于稳定。
钢材淬火后为了得到不同的硬度，回火温度可采用几种温度段。
① 淬火后低温回火目的是为了降低钢中残余应力和脆性、而保持钢淬火后的高硬度和耐磨性，硬度在HRC58〜64范围内。
适合于各种工具、渗碳零件和滚动轴承。
回火温度为150〜250匸。
② 淬火后中温回火目的是为了保持钢材有一定的韧性、在此基础上提高其弹性和屈服极限。
热处理的种类
热处理的种类热处理是金属材料加工中常用的一种工艺方法，通过对金属材料进行加热和冷却，改变其组织结构和性能。
热处理过程中，温度、时间和冷却速率是关键因素，不同的热处理方法可以使金属材料获得不同的组织和性能。
下面将介绍几种常见的热处理方法。
1. 退火退火是最常用的热处理方法之一，通过加热金属到适当温度后，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。
退火可以消除金属材料的内部应力，提高延展性和韧性，改善加工性能。
退火的应用范围广泛，适用于各种金属材料。
2. 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却至室温的热处理方法。
淬火可以使金属材料获得高硬度和高强度，但也会产生较高的脆性。
淬火适用于需要高硬度和高强度的金属制品，如刀具、弹簧等。
3. 回火回火是在淬火后，将金属材料重新加热到适当温度，保温一段时间后冷却至室温的热处理方法。
回火可以减轻淬火引起的脆性，提高金属材料的韧性和塑性。
回火一般用于淬火后的金属制品，以提高其综合性能。
4. 热处理强化热处理强化是通过对金属材料进行多次热处理，使其组织结构更加致密，从而提高强度和硬度。
热处理强化一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将金属材料加热到固溶温度，保温一段时间后迅速冷却，使固溶体中的溶质均匀分布。
时效处理是将固溶体再次加热到较低温度，保温一段时间后冷却，使金属材料获得细小、均匀的析出物，进一步提高强度和硬度。
5. 氮化处理氮化处理是将金属材料暴露在含氮气体的高温环境中，使金属表面形成氮化物层的热处理方法。
氮化处理可以提高金属材料的表面硬度和耐磨性，同时改善其耐腐蚀性能。
氮化处理广泛应用于切削工具、轴承等金属制品。
热处理是一种重要的金属加工工艺，可以改变金属材料的组织结构和性能，提高其机械性能和耐用性。
不同的热处理方法适用于不同的金属材料和要求，通过合理选择和控制热处理参数，可以使金属制品获得理想的性能。
金属材料的热处理
4CrW2Si合金工具钢4CrW2Si合金工具钢特性及适用范围：4CrW2Si耐冲击工具用钢，4CrW2Si既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢。
4 CrW2Si合金工具钢是在铬硅钢的基础上加入2.00%~2.50%(质量分数)的钨而成的，因而在具有一定淬透性和高温强度同时，在回火状态下可能获得较高的韧性。
主要用于制作高冲击载荷下操作的工具，如风动工具、錾子、冲裁切边复合模、冲模、冷切用的剪刀等冲剪工具，以及部分小型热作模具。
参考对应钢号：我国GB标准钢号是4CrW2Si，日本JIS标准钢号SKS41，美国AISI/SAE标准钢号S1 ，德国标准钢号35WCRV7/45WCRV7。
4CrW2Si合金工具钢化学成份：碳 C ：0.35～0.45硅Si：0.80～1.10锰Mn：≤0.40硫S ：≤0.030磷P ：≤0.030铬Cr：1.00～1.30镍Ni：允许残余含量≤0.25铜Cu：允许残余含量≤0.30钨W ：2.00～2.504CrW2Si合金工具钢力学性能：硬度：退火,217～179HB,压痕直径4.1～4.5mm;淬火,≥53HRC4CrW2Si合金工具钢热处理规范及金相组织：热处理规范：试样淬火860～900℃,油冷。
4CrW2Si合金工具钢交货状态：钢材以退火状态交货。
[1]45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为: C45 。
[编辑本段]化学成分含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，C r含量<=0.25%。
[编辑本段]处理方法热处理推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火600.45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。
1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。
金属热处理方案
金属热处理方案简介金属热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其物理和机械性质的过程。
本文档将介绍金属热处理的基本原理和常见的热处理方案。
热处理的基本原理金属热处理的目标是通过改变金属内部的晶体结构来改善其性能。
这可以通过以下几种方式实现：1. 固溶处理：将金属加热至高温，使其溶解，然后迅速冷却，以形成均匀的固溶体结构。
2. 相变处理：通过控制金属的冷却速率和温度，使其发生相变，从而改变其组织结构和性能。
3. 淬火：将金属加热至适当温度，然后迅速冷却，以产生硬而脆的组织结构。
4. 回火：将淬火后的金属再次加热至较低温度，然后缓慢冷却，以减少脆性并增加韧性。
5. 预应力处理：通过在金属制品上施加预定的应力，以提高其抗拉强度和弯曲性能。
常见的热处理方案以下是一些常用的金属热处理方案：1. 空气淬火：将金属加热至适当温度，然后将其暴露在自然空气中进行冷却。
这种方法适用于低碳钢等较低强度的材料。
2. 水淬火：将金属加热至适当温度，然后将其迅速浸入冷却介质（通常是水）中进行冷却。
这种方法适用于高碳钢等高强度的材料。
3. 油淬火：将金属加热至适当温度，然后将其迅速浸入冷却介质（通常是油）中进行冷却。
这种方法适用于中碳钢等中等强度的材料。
4. 回火退火：将淬火后的金属加热至较低温度，然后缓慢冷却。
这种方法既可以提高金属的韧性，又可以降低其硬度。
5. 固溶处理：将金属加热至高温，使其溶解，然后迅速冷却。
这种方法可用于调整金属的硬度和强度。
请注意，热处理方案的选择应根据具体金属材料的成分和要求来确定，并且需要遵循相关的标准和规范。
以上是关于金属热处理方案的简要介绍，希望对您有所帮助。
如有任何疑问，请随时与我们联系。
常用金属材料的热处理
Ar1
Ar1
温度 温度
时间 等温冷却
时间
图5 两种冷却方式 连续冷却
示意图 18
a)等温冷却
一、过冷奥氏体等温转变
（一）共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线建立
将不同等温转变过程中奥氏体转变开始和终结时 间，标注在温度时间坐标系中，分别连接开始转变点 和终结点，所得的图即为等温转变图，共析钢的等温 转变图如图6所示。
的平衡临界点是在极缓慢的加
热或冷却时的转变温度。 ▪ 在实际生产中，加热速度和
冷却速度都比较快，因此组织 转变都有一定的滞后现象，也 就是通常所说的过冷或过热。
Ac3、加热Ac时cm来的表临示界；点用：Ac1、 Ar3、冷却Ar时cm来的表临示界。点用：Ar1、
A+Fe3C A+F
F+P
P+Fe3C
a)显微组织（羽毛状）（600×） b)形成示意图
23
图9 下贝氏体（B下） a)显微组织（黑色针状）（600×） b)形成示意图
24
3.马氏体转变（低温转变）
在Ms以下，得到碳在α-Fe中的过饱和固 溶体，即马氏体。马氏体转变速度极快，瞬 间完成。马氏体量随温度下降而增加，但总 有一部分奥氏体残留下来，称为残余奥氏体， 它将降低钢的硬度，影响零件形状、尺寸的 稳定性。
(2)等温冷却
• 奥氏体化的钢 较快地冷却 A1线以下，产生过冷奥氏体 保温 奥氏体转变 冷却到室温 得所需组织发生P向A转变。
• 过冷奥氏体，被冷却到A1温度以下，尚未发生转变而暂时 存在的奥氏体。
17
▪ 同一种钢在相同的奥氏体化条件下，若采 用不同的冷却方法，可获得不同的组织和性能， 即钢热处理后的组织和性能是由冷却过程决定 的，故奥氏体的冷却过程是钢热处理的关键工 序。
金属热处理原理与工艺
金属热处理原理与工艺金属热处理是指对金属材料进行加热处理来改变其组织结构和性质的一种方法。
这种方法可以通过控制加热温度和保温时间等参数来实现不同的处理效果。
金属热处理可以改善金属的硬度、强度、韧性、延展性、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而满足不同的工业应用需求。
金属热处理的原理金属热处理的原理基于金属的组织结构和性质随温度的变化而变化。
当金属材料受到热加工时，温度升高会导致金属晶粒的尺寸增加，晶粒之间的间距变大，这使得金属的塑性和韧性增加。
而当金属材料受到冷加工时（如锻造、轧制），由于冷加工过程中金属材料处于冷却状态，因此晶粒不会发生明显的变形，而是保持原来的晶粒组织。
这种组织结构会使金属变得更加硬而脆，但相应的韧性和延展性会降低。
金属热处理的工艺金属热处理的工艺包括加热、保温和冷却等步骤。
根据不同的处理效果，这些步骤的温度和时间可以做出相应的调整。
以下是几种常见的金属热处理方法：1. 灭火处理：灭火处理是指将金属加热至高温后迅速冷却至室温的处理过程。
这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其硬度和强度。
灭火处理通常适用于需要较高硬度和强度的金属制品。
2. 固溶处理：固溶处理是指将金属加热至一定温度后进行保温，使固态的金属中的固溶体中的扰动原子可以逸出到基体里。
这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其韧性和延展性。
固溶处理通常适用于需要具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属制品。
3. 时效处理：时效处理是指将金属加热至一定温度进行保温，然后迅速冷却后再进行再加热保温的过程。
这种处理可以使金属的晶粒长大并沉淀出一些固相化合物，从而提高金属的强度和硬度。
时效处理通常适用于需要高强度和高韧性的金属制品。
4. 钝化处理：钝化处理是指将金属制品加热至一定温度后，在空气或氧化性环境中，使其表面形成一层韧性较强的氧化皮。
这种处理可以使金属制品具有较好的耐腐蚀性。
金属热处理是一种重要的金属加工工艺，可以通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数来实现不同的处理效果，以满足不同的工业应用需求。
常用金属材料热处理规范
常用金属材料热处理规范热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺方法，使金属材料在固态下发生化学、物理或机械性能变化的过程。
热处理可以提高金属材料的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，从而满足具体的应用要求。
下面将介绍几种常用金属材料的热处理规范。
1.碳钢的退火处理碳钢是最常见的金属材料之一，经过退火处理后可以提高其塑性和韧性。
通常将碳钢加热至800-900°C，保温时间由材料厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温，这样可以得到具有良好塑性和韧性的碳钢。
2.不锈钢的固溶处理不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，但在焊接后会出现晶间腐蚀的问题。
固溶处理是为了解决晶间腐蚀问题而进行的热处理过程。
通常将不锈钢加热至1050-1150°C，保温时间取决于材料的厚度。
然后将材料迅速冷却到室温，这样可消除晶界处的过饱和元素，减少晶界的碳化物析出，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
3.铸铁的正火处理铸铁是一种含碳量较高的金属材料，通过正火处理可以提高其硬度和强度。
通常将铸铁加热至850-950°C，保温时间由材料的厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温。
正火处理可以改善铸铁的组织和性能，提高其机械性能。
4.铝合金的时效处理铝合金具有良好的强度和韧性，但在加工过程中可能会出现软化现象。
时效处理是为了提高铝合金的强度和稳定性的热处理过程。
通常将铝合金加热至150-200°C，保温时间由材料的合金组成决定，通常是几小时至几十小时。
然后将材料迅速冷却到室温。
以上是几种常用金属材料的热处理规范，不同的金属材料可能需要不同的热处理工艺。
在进行热处理时，需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以保证热处理的效果。
同时，需要根据具体应用要求选择适当的热处理工艺，以获得期望的材料性能。
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GB/T 1220 ASTM A564
淬火+回火 淬火+回火
固溶 固溶 固溶 固溶 淬火+回火 淬火+回火
淬火+回火 淬火+回火 淬火+回火
固溶 固溶 淬火+回火 淬火+回火 正火+回火
空冷 空冷
1.硬度HB167～HB229； 2.要符合NACE要求，需进行二次回火； 3.调质处理（淬火+回火，硬度HB240～HB270)。
固溶
1040℃～1100℃
水冷 硬度≤HB237
固溶 固溶 固溶 固溶+稳定化处理
淬火+回火
淬火+回火
1040℃～1080℃
1040℃～1080℃
111180℃～1210℃
1150℃～1180℃
910℃～930℃
1150℃～1180℃水冷到 940℃～990℃保温再水冷
1180℃～1210℃
680℃±10℃
淬火850℃～880℃ 回火700℃±15℃ 1120℃～1150℃炉冷到 1020℃，然后水冷 1120℃～1150℃炉冷到 1050℃，然后水冷
LC1
ASTM A182
ASTM A182 ASTM A182 ASTM A182 ASTM A182 ASTM A182 ASTM A350 ASTM A350 ASTM A351 ASTM A352 ASTM A352
常用金属材料热处理方法
热处理方式 正火 正火
固溶+沉淀硬化
淬火+回火
热处理温度
固溶
固溶 固溶 淬火+回火
淬火950℃～970℃ 回火620℃～650℃ 正火950℃±10℃ 回火680℃～730℃ 正火950℃～970℃ 回火680℃～730℃ 正火950℃～970℃ 回火≥730℃ 正火900℃～980℃ 回火≥595℃ 正火930℃±10℃ 回火650℃～710℃ 淬火880℃～910℃ 回火≥540℃ 淬火850℃～880℃ 回火≥680℃
900℃～920℃
900℃～920℃ 固溶1040℃±15℃ 沉淀硬化620℃±10℃ 淬火910℃～940℃ 回火593℃～649℃
正火+回火
正火900℃～920℃ 回火≥675℃
正火+回火 正火+回火
正火900℃～920℃ 回火≥675℃
正火1010℃～1050℃ 一次回火≥675℃ 二次回火≥620℃
硬度HB200～HB235 1.硬度≤HB200； 2.调质处理（淬火+回火，硬度HB200～HB240） 1.硬度≤HB223； 2.调质处理（淬火+回火，硬度HB229～HB269） 双重时效硬化，硬度HB302～HB320
1100℃～1130℃
淬火850℃～927℃ 回火593℃～690℃
水冷 空冷 风冷 空冷 风冷 空冷 风冷 空冷 风冷 空冷 风冷 空冷 油冷 水冷 油冷 水冷
空冷
空冷
水冷
水冷
空冷
硬度≤HB237
硬度≤HB237
硬度≤HB237
硬度≤HB237
硬度≤HB237
硬度≤HB237
硬度≤HB229
硬度≤HB217 硬度HB190～HB235 硬度≤HB241 硬度≤HB321 硬度≤HB321 硬度≤HB321
固溶1040℃±10℃ 稳定化870℃～900℃ 淬火900℃～920℃ 回火620℃～650℃ 淬火950℃～970℃ 回火593℃～649℃
固溶
1040℃～1100℃
淬火+回火 淬火+回火
淬火900℃～920℃ 回火620℃～650℃
淬火900℃～920℃ 回火620℃～650℃
水冷
水冷
水冷 水冷 空冷 水冷 空冷 水冷 空冷
正火+回火 固溶+沉淀硬化
淬火850℃～927℃ 回火620℃～720℃ 淬火925℃～954℃ 回火650℃～670℃
1050℃～1080℃
1050℃～1080℃
1050℃～1080℃
1050℃～1080℃
淬火850℃～870℃ 回火≥455℃ 淬火850℃～870℃ 回火≥620℃ 淬火850℃～900℃ 回火≥595℃ 淬火850℃～900℃ 回火≥595℃ 淬火850℃～900℃ 回火≥620℃
WC4 WC5 WC6 ASTM A217
4130
ASTM A29
4140
410 420 NO6625 NO8825 NO4400
Cu5MCuC
CW6MC C95800
C63200
ASTM A29
ASTM A276 ASTM A276 ASTM B564 ASTM B564 ASTM B564
ASTM A494
1050℃～1100℃
1050℃～1100℃
淬火850℃～900℃ 回火≥595℃ 淬火850℃～900℃ 回火≥620℃ 正火955℃～980℃ 回火≥725℃ 正火955℃～980℃ 回火≥675℃ 固溶1040℃±15℃ 沉淀硬化620℃±10℃
水冷 炉冷 油冷 炉冷
水冷
水冷
水冷
水冷
水冷 炉冷 水冷 炉冷 水冷 炉冷 水冷 炉冷 水冷 炉冷
冷却方式
备注
空冷 硬度≤HB237
空冷 硬度HB137～HB187
水冷 空冷 水冷 空冷
空冷 空冷
双重时效硬化，硬度HB302～HB320
硬度≤HB197
1.CLASS 1硬度HB121～HB174 2.CLASS 2硬度HB143～HB207 3.CLASS 3硬度HB156～HB207
空冷 1.CLASS 1硬度≤HB170 空冷 2.CLASS 3硬度HB156～HB207
水冷
水冷
空冷 油冷 空冷
水冷
水冷
水冷
水冷 炉冷
硬度≤HB321
B7M B16 B8 CLASS 1 B8 CLASS 2 B8M CLASS 1 B8M CLASS 2 2H 2HM
4 7 7M 8 8M L7 L7M 12Cr13
20Cr13 17-4PH
ASTM A193 ASTM A193 ASTM A193 ASTM A193 ASTM A193 ASTM A193 ASTM A194 ASTM A194
ASTM A494 ASTM B148
ASTM B150
4A
ASTM A890/995
5A
ASTM A890/995
6A
ASTM A890/995
B7
ASTM A193
淬火+回火
正火+回火
正火+回火
正火+回火
正火+回火
正火+回火
淬火+回火
淬火+回火 正火 正火 固溶 固溶 正火 固溶 固溶 正火
淬火+回火
水冷
水冷
油冷 炉冷 油冷 炉冷 空冷 空冷 空冷 空冷 水冷 空冷
硬度HB200～HB235
硬度≤HB321 硬度≤HB223 硬度≤HB321 硬度≤HB223 硬度≤HB321 硬度HB248～HB327
硬度HB159～HB235
硬度HB248～HB327
硬度HB248～HB327
硬度HB159～HB235 硬度HB126～HB300 硬度HB126～HB300 硬度≤HB321
材料牌号 WCB WCC WCA
A105 17-4PH
LF2
标准号 ASTM A216 ASTM A105 ASTM A564
ASTM A350
F11
ASTM A182
F22
ASTM A182
F6a
F304 F304L F316 F316L
F51 F53 F55 F347 F321
LF1
LF2 LF3 CF3 CF3M CF8 CF8M LCB LCC
水冷
水冷 空冷 水冷 空冷
硬度≤HB269 硬度≤HB310
硬度≤HB237 硬度≤HB197 硬度≤HB197 硬度≤HB237 硬度≤HB237 硬度≤HB237
LC2 LC3
ASTM A352
WC9
ASTM A217
C5、C12
ASTM A217
C12A
ASTM A217
CA15
ASTM A217