量具钢性能及热处理.
常用钢材热处理参数
常用钢材热处理参数常见的钢材热处理参数包括淬火、回火、退火、正火等。
下面将详细介绍它们的温度范围、保温时间以及应用领域。
1. 淬火（quenching）淬火是指将加热至临界温度以上的钢材迅速冷却至室温或低温的热处理过程。
淬火的目的是增加钢材的硬度和强度。
常见的淬火温度范围为800℃到950℃，保温时间通常为数分钟。
钢材的选用因素包括成分、形状和尺寸、要求的性能等。
应用领域包括汽车零部件、工具、刀具等。
2. 回火（tempering）回火是指将淬火后的钢材加热至一个较低的温度范围并持续保温一段时间的热处理过程。
回火使得钢材硬度和强度降低，但同时也提高了其韧性和可塑性。
回火一般在淬火后立即进行。
温度范围通常为150℃到700℃，保温时间则根据要求的性能来确定。
应用领域包括航空航天、机械零部件、轴承等。
3. 退火（annealing）退火是指将钢材加热至足够高的温度并持续保温一段时间，然后缓慢冷却的热处理过程。
退火的目的是消除钢材内部的应力，改善它的可加工性和韧性。
退火温度和保温时间的选择依赖于钢材的成分和形状，一般在600℃到800℃之间。
应用领域涉及到钢材的精密加工，如汽车制造、船舶等。
4. 正火（normalizing）正火是指将加热至临界温度以上的钢材空气冷却至室温的热处理过程。
正火可以消除钢材内部的应力，改善它的可加工性和韧性。
正火温度范围一般为800℃到950℃，保温时间通常为数分钟。
应用领域包括汽车零部件、轴承、机械零件等。
此外，还有其他钢材热处理方法如奥氏体化退火、球化退火等针对不同的钢材类型和应用需求的热处理方法。
具体的热处理参数应根据材料的成分、形状和要求的性能来确定，并结合实际生产条件进行调整。
因此，在进行钢材热处理时，需要进行一系列的试验和分析，以确定最佳的处理参数。
量具用钢
1Cr13和2Cr13具有抗大气、蒸气等介质腐蚀
的能力，常作为耐蚀的结构钢使用。为了获得 良好的综合性能，常采用淬火+高温回火 （600~700 ℃ ），得到回火索氏体，来制造 汽轮机叶片、锅炉管附件等。而3Cr13和 4Cr13钢，由于含碳量高一些，耐蚀性就相对 差一些，通过淬火+低温回火（200~300℃）， 得到回火马氏体，具有较高的强度和硬度 （HRC达50），因此常作为工具钢使用，制造 医疗器械、刃具、热油泵轴等。
应注意这类钢在600~800℃长期加热还会产 生硬而脆的σ相，使材料产生σ相脆性。 另外，在925℃以上急冷时，会产生晶间 腐蚀倾向和晶粒显著粗化带来的脆性。这些 现象对焊接部位都是严重的问题。前者可经 过650~815℃短时回火消除。这类钢的强度 显然比马氏体不锈钢低，主要用于制造耐蚀 零件，广泛用于硝酸和氮肥工业中。
加入合金元素，在金属表面形成一层致密的氧化膜，又称 钝化膜，把金属与介质分隔开，从而防止进一步的腐蚀。
铬是不锈钢合金化的主要元素。钢中加入铬，提高电极电 位，从而提高钢的耐腐蚀性能。当含铬量达n/8原子分数 值（n=1、2、3、……），即达到1/8、2/8、3/8、…… （也即12.5%、25%、37.5%、……）原子分数时，电极 电位呈台阶式跃增，即腐蚀速度呈台阶式下降，这称之为 n/8规律。所以铬钢中的含铬量只有超过台阶值（如n=1， 换成重量百分数则为12.5%X(52/55.8)=11.7%）时，钢的 耐蚀性才明显提高。
铁素体不锈钢
用的铁素体不锈钢的含碳量低于0.15%,含铬 量为12~30%，也属于铬不锈钢，典型钢号有 0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。由于含 碳量相应地降低，含铬量有相应地提高，钢 从室温加热到高温（960~1100℃），其显微 组织始终是单相铁素体组织。其耐蚀性、塑 性、焊接性均优于马氏体不锈钢。对于高铬 铁素体不锈钢，其抗氧化性介质腐蚀的能力 较强，随含铬量增加，耐蚀性又进一步提高。
钢铁材料的热处理介绍
(1)高温回火
将淬火后的钢件加热到500～650ºC，经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等
使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度和韧性及足够的硬度，消除钢件因淬火而产生的内应力
5．调质
将淬火后的钢件进行高温(500～600ºC)回火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的
7．化学热处理
将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬等)的化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使钢件表层具有某种特殊的性能
化
学
热
处
理
(1)钢渗的碳
将碳原子渗入钢件表层
常用于耐磨并受冲击的零件，如:轮、齿轮、轴、活塞销等
使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韧性
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O．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O．8％的碳素钢和合金工具钢
①改善组织结构和切削加工性能
②对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理
③消除内应力
3．淬火
将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却
①使钢件获得较高的硬度和耐磨性
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等
量具钢
（3）经表面热处理的钢种（如经渗碳的低碳钢、 经表面淬火或氮化的中碳钢） 可用于制造承受磨损和冲击、质量要求较高的量 具 （4）在腐蚀条件下工作的量具 可选用不锈钢（4Cr13、9Cr18制造） 原因：经淬火、回火处理后可使其硬度达 HRC56—58，同时可保证量具具有良好的耐腐蚀 性和足够的耐磨性。
五、热处理特点
量具钢热处理的主要特点：在保持高硬度与高耐磨性 的前提下，尽量采取各种措施使量具在长期使用中保 持尺寸的稳定。
时效效应：量具在使用过程中随时间延长而发生尺寸变化 的现象 ①用于制造量具的过共析钢淬火后含有一定数 量的残余奥氏体，残余奥氏体变为马氏体引起 体积膨胀 ②马氏体在使用中继续分解，正方度降低引起 体积收缩 ③残余内应力的存在和重新分布，使弹性变形 部分地转变为塑性变形引起尺寸变化
球化退火
淬火和低温回 火 时效处理
调制处理：其目的是获得回火索氏体组织，以 减少淬火变形和提高机械加工的光洁度。
球化退火：得到球状碳化物，因为球状碳化物 稳定性最高
淬火和低温回火：量具钢为过共析钢．通常采 用不完全淬火加低温回火，在保证硬度的前提 下，尽量降低淬火温度并进行预热，以减少加 热和冷却过程中的温差及淬火应力。量具的淬 火方式为油冷。一般采用低温回火，回火温度 为150～160℃，回火时间不应小于4～5h.
四、常用量具钢
硬度
牌 号 退火状 态HBW 241～ 197 ≤229 241～ 187 淬火后 HRC≥ 试样淬火工 艺 830～ 860℃ 油 800～ 820℃ 油 780～ 810℃ 水 830～ 860℃ 油 800～ 830℃ 水 用 途
9SiCr
62
适于耐磨性高、切削负荷不大、要求变形 小的刃具，如丝锥、板牙、拉刀、铰刀、 钻头、齿轮铣刀等 适于制造木工工具、凿子、锯条，也可制 造盘锯、镶片刀具的刀体等 制造低载荷又要求锋利刃口的刀具、如外 科手术刀、剃须刀片、刮刀、雕刻刀，羊 毛剪刀、锉刀或机动刀具等 用于制造低速、小进给量、加工较软材料 的刀具，也可制作样板、卡板、量规、块 规、环规、螺纹塞规，冷轧辊等 制造工作温度不高的低速刀具，如小钻头、 切削速度不高的丝锥、板牙、手用铰刀、 锯条等
45与T10钢热处理组织和性能比较研究
201545与T10钢热处理组织和性能比较研究学生姓名：所在院系：所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：完成时间：2015年4月10日45钢与T10钢热处理组织和性能比较研究摘要为探讨热处理工艺对45钢及T10的影响，本文对45钢与T10做了退火，正火，淬火以及低温回火，中温回火，高温回火的热处理工艺处理,观察金相组织,测量布氏硬度，再对得到的数据进行系统详细的分析比较，结果表明再相同热处理下含碳量是影响45与T10在金相组织形成，硬度差异的主要因素。
发现了随着含碳量的增加，钢的硬度、强度增加，塑性、韧性降低的结果。
关键词：热处理，金相组织，硬度，45，T1045 steel T10 steel heat treatment and research organizations andPerformance ComparisonAbstractTo explore the Heat Treatment on 45 Steel and T10, the paper made of 45 steel and T10 annealing, normalizing, quenching and tempering, tempering temperature, tempering the heat treatment process, observe the microstructure, measuring cloth hardness, and then the data is systematically detailed analysis and comparison results show that the carbon content and then heat-treated at the same affect with T10 45 formed in the microstructure, hardness difference of the main factors. Found that with increasing carbon content steel hardness, strength increases, lower ductility, toughness results.Keywords: heat treatment, microstructure, hardness, 45, T10目录绪论 (1)1 实验材料及方法 (2)1.1实验方案 (2)1.2实验材料及设备 (2)1.3 实验方法 (3)2 实验结果与分析 (4)2.1 45钢与T10原始材料组织与性能分析 (5)2.2 45钢与T10在退火后组织与性能分析 (5)2.3 45钢与T10在正火后组织与性能分析 (6)2.4 45钢与T10在淬火后组织与性能分析 (7)2.5 45钢与T10在低温回火后组织与性能分析 (7)2.6 45钢与T10在中温回火后组织与性能分析 (8)2.7 45钢与T10在高温回火后组织与性能分析 (8)3 结论 (9)参考文献 (11)致谢 (12)绪论人类的发展史是与金属材料的应用及其发展紧密联系着的，特别是在近代，金属材料在人类文明中更占有特殊重要的位臵。
钢的热处理及其对组织和性能的影响
钢的热处理及其对组织和性能的影响一、实验目的1．熟悉钢的几种基本热处理操作（退火、正火、淬火及回火）；2．研究加热温度、冷却速度及回火温度等主要因素对碳钢热处理后性能的影响；3．观察和研究碳素钢经不同形式热处理后显微组织的特点；4．了解材料硬度的测定方法，学会正确使用硬度计。
二、实验概述钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因素。
正确合理选择这三者的工艺规范，是热处理质量的基本保证。
1.加热温度选择（1）退火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(20～30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至A C1＋(20～30)℃（球化退火），目的是得到球化体组织，降低硬度，改善高碳钢的切削性能，同时为最终热处理做好组织准备。
（2）正火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；过共析钢加热至A Cm＋(30～50)℃，即加热到奥氏体单相区。
退火和正火加热温度范围选择见图3-1。
图1 退火和正火的加热温度范围图2 淬火的加热温度范围（3）淬火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；共析钢和过共析钢则加热至A C1＋(30～50)℃，加热温度范围选择见图3-2。
淬火按加热温度可分为两种：加热温度高于A C3时的淬火为完全淬火；加热温度在A C1和A C3（亚共析钢）或A C1和A CCm（过共析钢）之间是不完全淬火。
在完全淬火时，钢的淬火组织主要是由马氏体组成；在不完全淬火时亚共析钢得到马氏体和铁素体组成的组织，过共析钢得到马氏体和渗碳体的组织。
亚共析钢用不完全淬火是不正常的，因为这样不能达到最高硬度。
而过共析钢采用不完全淬火则是正常的，这样可使钢获得最高的硬度和耐磨性。
在适宜的加热温度下，淬火后得到的马氏体呈细小的针状；若加热温度过高，其形成粗针状马氏体，使材料变脆甚至可能在钢中出现裂纹。
工具钢的性能及热处理
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝、银亮钢丝。
Cr2
性能：含铬量具刀具钢，是在碳素工具钢T10的基础上加入一定量的铬而成的。其化学成分与滚珠轴承钢GCrl5相似。由于含有铬，使钢的淬透性、硬度大耐磨性均比碳素工具钢T10高，在热处理淬火和回火时尺寸变化也不大。
工具钢具有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性和回火稳定性等性能。主要用于制造各种切削刀具、成形工具和测量工具。
（1） 硬度
工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。
工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。
（1） 加工性
工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。
（2） 淬火温度范围
工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。
（3） 淬硬性和淬透性
淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。
火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。这些碳化物对高速工具钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
精选合金工具钢的热处理工艺分析
其应有的市场竞争力。所以，从事机械设计与制造的各类工程技术人员，需对材料要有技术性、经济性和质量性的价值观念。1 合金工具钢的种类和性能要求在碳素工具钢基础上加人一定种类和数量的合金元
械论文，截面尺寸较大的零件可在500～650℃多进行一次预热。高速钢淬火温度都比较高，一般在1270℃加热，但也不可过高，否则奥氏体晶粒长大，残余奥氏体增加。高速钢淬透性高，一般采用油
冷，截面尺寸小的刀具，在空气中即可淬硬。对于形状复杂、要求小变形的刀具，先将其淬人580～620℃的中性盐浴中分级均温，然后再空冷，可防止变形、开裂。W18Cr4V钢淬火组织是马氏体+
用等温处理工艺，组织为粒状珠光体，硬度在(19～24)HBW之间，适宜切削加工。淬火+低温回火工艺，先在600～650℃预热，目的是缩短随后的淬火保温时间，减轻氧化脱碳的可能性。在85
0～870℃加热保温后，迅速转移到160～200℃的硝盐槽中进行分级淬火，降低淬火时的变形。然后在190～200℃低温回火，降低残余应力，保留较高的硬度值(60～63)HRC。2.2
n钢制造的测量标定线性尺寸的块规为例，说明其热处理工艺方法的选定和生产工艺路线的安排。块规是机械制造行业常用的标准量块，硬度值要求达ห้องสมุดไป่ตู้(62～65)HRC，淬火不直度小于0.05mm，
长期使用时尺寸应保持高稳定性核心期刊。生产工艺路线：锻造一球化退火一机加工一淬火一冷处理一回火一粗磨一低温人工时效一精磨一低温去应力回火+研磨。CrWMn钢的预先热处理采用球化退火，消
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金属材料与热处理课程
量具钢性能及热处理
主讲教师：王仙萌
西安航空职业技术学院
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量具钢的概念
量具钢用于制作各种量具的钢。比如游标卡尺、千分尺、 万能角尺等。
千分尺
金属材料与热处理
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量具钢的性能
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举例：CrWMn块规退火后的热处理工艺曲线
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小结
量具钢性能及热处理
金属材料与热处理
（1）高硬度和耐磨性；
（2）很高的尺寸稳定性；
（3）良好的韧性和抗蚀性。 最常用的量具钢有低合金工具钢（CrWMn、CrMn）、轴 承钢（GCr15、GCr15SiMn）和碳素工具钢（T8A、T10A）。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
热处理
根据各类量具钢的化学成分及性能要求，在保证淬硬的 前提下，选择相应的淬火加热温度。淬火冷却大多采用油冷
或盐水冷却，不宜采用分级淬火或等温淬火。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
热处理
为了提高量具的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，量具在淬火
1h内必须进行冷处理，然后进行低温回火。量具在精磨后还
必须进行时效处理，以提高量具的尺寸稳定性。 淬火 + 冷处理 + 低温回火 + 时效处理 最终组织 ： M回+ 合金碳化物