(工艺技术)金属材料淬火新工艺
金属材料淬火新工艺在长期的生产实践和科学实验中，人们对金属内部组织状态变化规律的认识不断深入，特别是从60年代以来，透射电镜和电子衍射技术的应用，各种测试技术的不断完善，在研究马氏体形态、亚结构及其与力学性能的关系，获得不同形态及亚结构的马氏体的条件，第二相的形态、大小、数量及分布对力学性能影响等方面，都取得了很大的进展，建立在这些基础上的淬火新工艺也层出不穷。
㈠循环快速加热淬火淬火、回火钢的强度与奥氏体晶粒大小有关，晶粒愈细，强度愈高，因而如何获得高于10级晶粒度的超细晶粒是提高钢的强度的重要途径之一。
钢经过α→γ→α多次相变重结晶可使晶粒不断细化；提高加热速度，增多结晶中心也可使晶粒细化。
循环快速加热淬火即为根据这个原理获得超细晶粒从而达到强化的新工艺。
例如45钢，在815℃的铅浴中反复加热淬火4-5次，可使奥氏体晶粒由6级细化到12～15级；又如20CrNi9Mo钢，用3000赫芝200千瓦中频感应加热装置以11℃/s的速度加热到760℃，然后水淬，使σs由960MN/m2增加到1215MN/m2，气由1107MN/m2，增加到1274MN/m2，而延伸率保持不变，均为18%。
㈡高温淬火这里高温系相对正常淬火加热温度而言，低碳钢和中碳钢若用较高的淬火温度，则可得到板条状马氏体，或增加板条马氏体的数量，从而获得良好的综合性能。
从奥氏体的含碳量与马氏体形态关系的实验证明，含碳量小于0.3％的钢淬火所得的全为板条状马氏体。
但是，普通低碳钢淬透性极差，若要获得马氏体，除了合金化提高过冷奥氏体的稳定性外，只有提高奥氏体化温度和加强淬火冷却方可。
例如用16Mn钢制造五铧犁犁臂，采用940℃在10％NaOH水溶液中淬火并低沮回火，可获得良好效果。
中碳钢经高温淬火可使奥氏体成分均匀：得到较多的析条状马氏体，以提高其综合性能。
例如AISl4340钢，870℃淬油后，200℃回火，其σs为1621MN/m2，断裂韧性Kc为67.6MN/m，而在1200℃加热，预冷至870℃淬油后200℃回火，σs为1586MN/m2，断裂韧性Kc为81.8MN/m。
若在淬火状态进行比较，高温淬火的断裂韧性比普通淬火的几乎提高一倍。
金相分析表明，高温淬火避免了片状马氏体(孪晶马氏体)的出现，全部获得了板条状马氏体。
此外，在马氏体板条外面包着一层厚100-200朋残余奥氏体，能对裂纹尖端应力集中起到缓冲作用，因而提高了断裂韧性．㈢高碳钢低温、快速、短时加热淬火高碳钢件一般在低温回火条件下，虽然具有很高的强度，但韧性和塑性很低。
为了改善这些性能，目前采用了一些特殊的新工艺。
高碳、低合金钢，采用快速、短时加热。
因为高碳低合金钢的淬火加热温度一般仅稍高于Ac1点，碳化物的溶解、奥氏体的均匀化，靠延长时间来达到。
如果采用快速，短时加热，奥氏体中含碳量低，因而可以提高韧性。
例如T10V钢制凿岩机活塞，采用720℃预热16分钟，850℃盐浴短时加热8分钟淬火，220℃回火72分钟、使用寿命由原来平均进尺500m提高至4000m。
如前所述，高合金工具钢一般采用比Ac1点高得多的淬火温度，如果降低淬火温度，使奥氏体中含碳量及合金元素含量降低，则可提高韧性。
例如用W18Cr4V高速钢制冷作棋具，采用1190℃低温淬火，其强度和耐磨性比其它冷作模具钢高，并且韧性也较好。
㈣亚共析钢的亚温淬火亚共析钢在Ac1～Ac3之间的温度加热淬火称为亚温淬火．意即比正常淬火温度低的温度下淬火．其目的是提高冲击韧性值，降低冷脆转变温度及回火脆倾向性，经930℃淬火+650℃回火+800℃亚温淬火的韧性，随着回火温度的升高而单调提高，没有回火脆性，亚温淬火之所以能提高韧性及消除回火脆性的原因尚不清楚。
有人认为主要是由于残存着铁素体，使脆化杂质原子P、Sb等在铁索体富集之故。
有人研究了直接应用亚温淬火(不是作为中间处理的再加热淬火)时淬火温度对45、40Cr及60Si2钢力学性能的影响，发现在Ac1到Ac3之间的淬火温度对力学性能的影响有一极大值。
在Ac3以下5～10℃处淬火时，硬度、强度及冲击值都达到最大值，且略高于普通正常淬火。
而在稍高于Ac1的某个温度淬火时冲击值最低。
认为这可能是由于淬火组织为大量铁素体及高碳马氏体之故。
显然，亚温淬火对提高韧性，消除回火脆性有特殊重要的意义。
它既可在预淬火后进行、也可直接进行。
淬火温度究竟应选择多高，实验数据尚不充分，看法不完全一致。
但是为了保证足够的强度，并使残余铁索体均匀细小，亚温淬火温度以选在稍低于Ac1的温度为宜．㈤等温淬火的发展近年来的大量实践证明，在同等硬度或强度条件下，等温淬火的韧性和断裂韧性比淬火低温回火的高。
因此，人们在工艺上如何设法获得下贝氏体组织作丁很多努力，发展了不少等温淬火的方法，现简单介绍如下：⒈预冷等温淬火该法采用两个温度不等的盐浴，工件加热后，先在温度较低的盐浴中进行冷却，然后转入等温淬火浴槽中进行下贝氏体转变；再取出后空冷。
该法适用于淬透性较差或尺寸较大的工件．用低温盐浴预冷以增加冷却速度，避免自高温冷却时发生部分珠光体或上贝氏体转变。
例如(0.5～0.5)％C十0．5％Mn钢制3mm厚的收割机刀片，用普通等温淬火硬度达不到要求，而改用先在250℃盐浴中冷却30秒种，然后移人320℃盐浴中保持30分钟，则达到要求。
⒉预淬等温淬火将加热好的工件先淬人温度低于Ms点的热浴以获得，10％的马氏体，然后移入等温淬火槽中等温进行下贝氏体转变，取出空冷，再根据性能要求进行适当的低温回火．当预淬中获得的马氏体量不多时，也可以不进行回火。
该法是利用预淬所得的马氏体对贝氏体的催化作用，来缩短贝氏体等温转变所需时间。
因而该法适用于某些合金工具钢下贝氏体等温转变需要较长时间的场合。
在等温转变过程中，预淬得到的马氏体进行了回火。
⒊分级等温淬火在进行下贝氏体等温转变之前，先在中温区进行一次(或二次)分级冷却的工艺。
该种工艺可减少热应力及组织应力，工件变形开裂倾向性小，同时还能保持强度、塑性的良好配合，适合于高合金钢(如高速钢等)复杂形状工具的热处理。
㈥其它淬火方法此外，尚有液氮淬火法，即将工件直接淬入－196℃的液态氮中。
因为液氮的汽化潜热较小，仅为水的十一分之一，工件淬入液氮后立即被气体包围，没有普通淬火介质冷却的三个阶段，因而变形、开裂较少，冷速比水大五倍。
液氮淬火可使马氏体转变相当完全，残余奥氏体量极少，可以同时获得较高的硬度、耐磨性及尺寸稳定性。
但成本较高，只适用于形状复杂的零件。
流态化床淬火的应用也日益广泛。
因其冷却速度可调(相当于空气到油的冷却能力)，且在表面不形成蒸汽膜，故工件冷却均匀，挠曲变形小。
由于冷却速度可在相当于空冷至油冷的范围内调节，因而可实现程序控制冷却过程。
它可以代替中断淬火、分级淬火等规程来处理形状复杂、变形要求严格的重要零件及工模具合金钢的优点：高的强度和淬透性第一节合金元素在钢中的作用常用合金元素：非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe强中强弱一、合金元素对钢中基本相的影响1、形成合金铁素体合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好）2、形成合金碳化物弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C)强碳化物形成元素形成特殊碳化物（VC，TiC）熔点、硬度和稳定性：特殊碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C二、合金元素对Fe-FeC相图的影响合金元素对A相区影响扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移奥氏体钢：1Cr18Ni9铁素体钢：1Cr17莱氏体钢：W18Cr4V三、合金元素对热处理的影响1、对加热的影响多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大2、对冷却的影响多数元素溶入A后→过冷A稳定性↑→Vc↑→淬透性↑→Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义：①增加淬硬层深度②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的影响①回火稳定性→抗回火软化的能力②产生二次硬化（析出特殊碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下）第二节低合金钢一、低合金高强度钢碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460Q235+Me(<3%) →Q3451、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3%主加元素：Mn ——固溶强化辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性，焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn)用途：工程结构——桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器二、易切削结构钢牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低）切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件第三节合金钢的分类与牌号一、合金钢分类低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢——合金工具钢、高速钢特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢二、合金钢牌号1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA2、滚动轴承钢——GCr153、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V25、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo26、高锰耐磨钢——ZGMn13学习思路：用途→工作条件→性能要求→成分特点→热处理特点→典型钢种应用第四节合金结构钢一、渗碳钢1、用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮）2、性能：表面——高的硬度、耐磨性心部——强而韧3、成分：0.1~0.25%C ——低碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,B ——↑淬透性（心部得M板条）辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒（VC,TIC,耐磨性↑），4、最终热处理：渗碳+ 淬火+ 低温回火组织：表层：高碳回火M + Fe3C或碳化物+ 残A心部：淬透：低碳回火M未淬透：F+P5、常用钢号：20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W淬透性：低中高适用：机床齿轮汽车变速齿轮飞机齿轮二、调质钢1、用途：受复合应力的重要结构件（齿轮、连杆、机床主轴）2、性能：良好的综合机械性能3、成分：0.3~0.5%C ——中碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,Si ——↑淬透性，强化基体辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒, ↑回火稳定性4、热处理：预备：正火——S——改善组织，消除锻造应力，便于切削加工最终：调质——回火S——获得良好的综合机械性能表面要求高硬度,耐磨,↑σ-1，→表面淬火+ 低温回火（回火M）5、常用钢号：45，40Cr，40CrMnMo三、弹簧钢1、用途：弹性元件2、性能：高的σe 、σb 、σ-1 ，一定的塑韧性3、成分：0.45~0.7%C （碳钢0.6~0.9%C）——保证↑σe主加元素：Mn, Si, Cr——↑淬透性，强化基体, ↑回火稳定性辅加元素：Mo, W, V ——防脱碳，细化,↑σe ，4、热处理：热成型弹簧（尺寸大，60Si2Mn）：加热成型→淬火+中温回火→喷丸（回火T ）38~50HRc冷成型弹簧（尺寸小，65Mn）：冷拉钢丝→冷绕成型→去内应力退火（200~300℃）5、常用钢号：65，65Mn，小尺寸的沙发弹簧60Si2Mn 大尺寸的汽车板簧四、滚动轴承钢1、用途：滚动轴承元件，冷冲模，量具（滚珠、滚柱、轴承套）2、性能：硬、耐磨，↑σ-1 ，一定的韧性3、成分：0.95~1.15%C ——硬、耐磨主加元素：Cr ——↑淬透性，硬，耐磨4、热处理：预备：球化退火——球状P（180~270HBS），改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A5、常用钢号：GCr15第五节合金工具钢一、刃具钢性能：高硬度、耐磨性，红硬性（热硬性），足够的强度、韧性1、合金刃具钢⑴成分：0.8~1.5%C ——硬、耐磨Cr, W, Mn, V ——↑淬透性、回火稳定性，细化晶粒，⑵热处理：预备：球化退火——改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A ↑HRC、耐磨性⑶常用钢号：9SiCr，CrWMn，9Mn2V用于制作切削用量不大,形状复杂,精度较高的刀具：丝锥，板牙，拉刀2、高速钢红硬性高（600℃），淬透性好——锋钢。
表面淬火工艺
淬火.退火.正火工艺◆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。
• 感应加热表面淬火感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。
感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高2.工件因不是整体加热，变形小3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少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。
有利于发挥材料地潜力，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。
• 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 个单位（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。
热处理淬火工艺规范
热处理车间淬火工艺规范一、调质1.1 调质定义为了达到产品的工艺硬度要求，得到回火索氏体，得到良好的强韧性，提高使用性能和寿命，因此曲轴和连杆产品需进行调质处理。
调质，即淬火加高温回火，以获得回火索氏体组织，主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢以获得良好的综合机械性能。
1.1.1 淬火的定义淬火是将钢加热到临界温度Ac3 （亚共析钢）或Ac1 （过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺也称为淬火。
1.1.2淬火的目的淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
1.1.3回火的定义回火是工件淬硬后加热到Ac1 （加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度）以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
4.1.1低温回火：工件在150~250C进行的回火。
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性，回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
应用范围：主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
4.1.2中温回火：工件在350〜500 C之间进行的回火。
目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。
回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。
应用范围：主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。
4.1.3高温回火：工件在500~650C以上进行的回火。
金属材料淬火新工艺
金属材料淬火新工艺⒊分级等温淬火在进行下贝氏体等温转变之前，先在中温区进行一次(或二次)分级冷却的工艺。
该种工艺可减少热应力及组织应力，工件变形开裂倾向性小，同时还能保持强度、塑性的良好配合，适合于高合金钢(如高速钢等)复杂形状工具的热处理。
㈥其它淬火方法此外，尚有液氮淬火法，立即工件直截了当淬入－196℃的液态氮中。
因为液氮的汽化潜热较小，仅为水的十一分之一，工件淬入液氮后赶忙被气体包围，没有一般淬火介质冷却的三个时期，因而变形、开裂较少，冷速比水大五倍。
液氮淬火可使马氏体转变相当完全，残余奥氏体量极少，能够同时获得较高的硬度、耐磨性及尺寸稳固性。
但成本较高，只适用于形状复杂的零件。
流态化床淬火的应用也日益广泛。
因其冷却速度可调(相当于空气到油的冷却能力)，且在表面不形成蒸汽膜，故工件冷却平均，挠曲变形小。
由于冷却速度可在相当于空冷至油冷的范畴内调剂，因而可实现程序操纵冷却过程。
它能够代替中断淬火、分级淬火等规程来处理形状复杂、变形要求严格的重要零件及工模具合金钢的优点：高的强度和淬透性第一节合金元素在钢中的作用常用合金元素：非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe强中强弱一、合金元素对钢中差不多相的阻碍1、形成合金铁素体合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好）2、形成合金碳化物弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C)强碳化物形成元素形成专门碳化物（VC，TiC）熔点、硬度和稳固性：专门碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C二、合金元素对Fe-FeC相图的阻碍合金元素对A相区阻碍扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移奥氏体钢：1Cr18Ni9铁素体钢：1Cr17莱氏体钢：W18Cr4V三、合金元素对热处理的阻碍1、对加热的阻碍多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大2、对冷却的阻碍多数元素溶入A后→过冷A稳固性↑→Vc↑→淬透性↑→Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义：①增加淬硬层深度②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的阻碍①回火稳固性→抗回火软化的能力②产生二次硬化（析出专门碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下）第二节低合金钢一、低合金高强度钢碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460Q235+Me(<3%) →Q3451、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3%主加元素：Mn ——固溶强化辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性，焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn)用途：工程结构——桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器二、易切削结构钢牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低）切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件第三节合金钢的分类与牌号一、合金钢分类低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢——合金工具钢、高速钢专门性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢二、合金钢牌号1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA2、滚动轴承钢——GCr153、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V25、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo26、高锰耐磨钢——ZGMn13学习思路：用途→工作条件→性能要求→成分特点→热处理特点→典型钢种应用第四节合金结构钢一、渗碳钢1、用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮）2、性能：表面——高的硬度、耐磨性心部——强而韧3、成分：0.1~0.25%C ——低碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,B ——↑淬透性（心部得M板条）辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒（VC,TIC,耐磨性↑），4、最终热处理：渗碳+ 淬火+ 低温回火组织：表层：高碳回火M + Fe3C或碳化物+ 残A心部：淬透：低碳回火M未淬透：F+P5、常用钢号：20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W淬透性：低中高适用：机床齿轮汽车变速齿轮飞机齿轮二、调质钢1、用途：受复合应力的重要结构件（齿轮、连杆、机床主轴）2、性能：良好的综合机械性能3、成分：0.3~0.5%C ——中碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,Si ——↑淬透性，强化基体辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒, ↑回火稳固性4、热处理：预备：正火——S——改善组织，排除锻造应力，便于切削加工最终：调质——回火S——获得良好的综合机械性能表面要求高硬度,耐磨,↑σ-1，→表面淬火+ 低温回火（回火M）三、弹簧钢1、用途：弹性元件2、性能：高的σe 、σb 、σ-1 ，一定的塑韧性3、成分：0.45~0.7%C （碳钢0.6~0.9%C）——保证↑σe主加元素：Mn, Si, Cr——↑淬透性，强化基体, ↑回火稳固性辅加元素：Mo, W, V ——防脱碳，细化,↑σe ，4、热处理：热成型弹簧（尺寸大，60Si2Mn）：加热成型→淬火+中温回火→喷丸（回火T ）38~50HRc冷成型弹簧（尺寸小，65Mn）：冷拉钢丝→冷绕成型→去内应力退火（200~300℃）5、常用钢号：65，65Mn，小尺寸的沙发弹簧60Si2Mn 大尺寸的汽车板簧四、滚动轴承钢1、用途：滚动轴承元件，冷冲模，量具（滚珠、滚柱、轴承套）2、性能：硬、耐磨，↑σ-1 ，一定的韧性3、成分：0.95~1.15%C ——硬、耐磨主加元素：Cr ——↑淬透性，硬，耐磨4、热处理：预备：球化退火——球状P（180~270HBS），改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A5、常用钢号：GCr15第五节合金工具钢一、刃具钢性能：高硬度、耐磨性，红硬性（热硬性），足够的强度、韧性1、合金刃具钢⑴成分：0.8~1.5%C ——硬、耐磨Cr, W, Mn, V ——↑淬透性、回火稳固性，细化晶粒，⑵热处理：预备：球化退火——改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A ↑HRC、耐磨性用于制作切削用量不大,形状复杂,精度较高的刀具：丝锥，板牙，拉刀2、高速钢红硬性高（600℃），淬透性好——锋钢。
金属材料及热处理(最新版)
8、屈氏体：同上是珠光体的一种，更细片状铁素体+更细片状渗碳体叫之为屈氏体， 形成温度 600－550oC。HB330－400（HRC32－38）。
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生产中防止回火脆性的方法主要有： z 回火后进行快速冷却（油或水冷）为消除重新产生的热应力，则在回火后可再进行
Ms， γ Fe转变为α Fe，碳原子全部被保留在α Fe中，形成一种过饱和的固溶体组织，这就
是马氏体。这种转变也称非扩散形转变。马氏体金相显微组织呈针状，黑色针状物为马氏 体，白色基体称为残余奥氏体。性能十分脆硬。HB可达 600－700（HRC60－65）。淬火即可 获得这种组织。硬度取决于C含量，低C钢淬不硬，含C量高于 0.8％，硬度几乎不再增加了。 马氏体的转变随C含量增高而降低含碳量 0.5％时Mz约 0oC，Ms290oC随着含C增Ms下降，C量 小于 0.8％时Mz也随C ↑ 而下降，0.9 以上时Mz在-100oC附近下降不大。奥氏体向马氏体的转 变有一个很大的特点：奥氏体不能百分之百转化为马氏体总有较少的奥氏保留下来，称保 留下来的为残氏奥氏体。因奥氏体为γ Fe面心产方晶格，比容（单位重量的体积）较小，约 只有 0.122—0.125，而马氏体为α Fe过饱和固溶体，比容较大，约有 0.127－0.130，可见， 在转变过程中，在马氏体形成的同时还伴随着体积的膨胀，从而会对尚未转变的奥氏体造 成一内压力，合使其不易发生向马氏体的转变而被保留下来。Ms Mz点越低剩余奥氏体量也 就越多。
金属材料与热处理
一、金属材料及热处理
现代金属工艺(3篇)
第1篇随着科技的飞速发展，人类对金属材料的认识和利用达到了前所未有的高度。
现代金属工艺在传统工艺的基础上，融入了现代科技元素，不仅丰富了金属工艺的表现形式，也推动了金属工艺的创新发展。
本文将从现代金属工艺的特点、应用领域以及创新与发展等方面进行探讨。
一、现代金属工艺的特点1. 多样性现代金属工艺在材料、工艺技术、造型设计等方面呈现出多样性。
从材料上看，现代金属工艺涵盖了不锈钢、铝合金、铜、钛等众多金属材料；从工艺技术上看，现代金属工艺包括铸造、锻造、焊接、切割、雕刻等多种工艺手段；从造型设计上看，现代金属工艺融合了现代审美观念，呈现出丰富多彩的艺术风格。
2. 创新性现代金属工艺在传统工艺的基础上，不断探索新的工艺技术，如3D打印、激光切割等，为金属工艺的发展注入了新的活力。
同时，设计师们也在不断尝试将现代科技与金属工艺相结合，创造出独具匠心的作品。
3. 绿色环保现代金属工艺注重绿色环保，提倡资源节约和循环利用。
在材料选择、工艺过程以及废弃物处理等方面，都力求减少对环境的影响。
4. 跨界融合现代金属工艺与其他艺术门类、设计领域相互交融，如与建筑、家具、珠宝、时尚等领域相结合，拓展了金属工艺的应用范围。
二、现代金属工艺的应用领域1. 建筑装饰现代金属工艺在建筑装饰领域的应用十分广泛，如金属幕墙、金属吊顶、金属楼梯、金属栏杆等。
这些金属制品不仅具有美观、耐用等特点，还能体现现代建筑风格。
2. 家具设计现代金属工艺在家具设计中的应用日益增多，如金属椅子、金属床、金属茶几等。
这些金属家具既时尚又实用，成为现代家居生活的重要组成部分。
3. 珠宝首饰现代金属工艺在珠宝首饰领域的应用独具魅力，如金属饰品、金属珠宝、金属摆件等。
这些作品充分展现了金属工艺的精湛技艺和独特风格。
4. 时尚设计现代金属工艺在时尚设计领域的应用越来越受到关注，如金属服饰、金属配饰、金属艺术品等。
这些作品将金属工艺与现代时尚潮流相结合，展现出独特的艺术魅力。
淬火热处理行业现状和发展发展史(二)2024
淬火热处理行业现状和发展发展史（二）在淬火热处理行业现状和发展史的第一部分中，我们回顾了该行业的起源和发展的前期阶段。
现在，在第二部分中，我们将进一步深入探讨淬火热处理行业的现状和历史发展，并分析其未来的趋势和潜力。
引言概述：淬火热处理是一种重要的金属材料加工方法，旨在提高材料的强度和硬度。
它在各个领域都有广泛的应用，包括机械、汽车、航空航天、能源等行业。
本文将对淬火热处理行业的现状和发展进行全面的分析和探讨。
正文：1. 淬火热处理行业的市场现状- 全球淬火热处理市场规模及增长趋势- 主要市场参与者和竞争格局- 行业内的关键驱动因素和挑战2. 淬火热处理技术的创新和应用- 新兴淬火热处理技术的发展趋势- 先进设备和工艺的应用案例- 淬火热处理在不同行业中的应用领域3. 淬火热处理行业的可持续发展- 环境友好型淬火热处理技术的推广- 节能减排和资源利用效率的改进- 企业社会责任和可持续发展的实践4. 淬火热处理行业的国际合作与竞争- 不同国家和地区的淬火热处理行业现状和发展特点- 国际合作与技术交流的重要性- 淬火热处理设备和技术的国际市场竞争情况5. 淬火热处理行业的未来发展趋势和潜力- 新兴市场的机遇和挑战- 自动化和数字化的趋势及其影响- 创新材料和硬化工艺的发展前景总结：综上所述，淬火热处理行业作为一项关键的金属材料处理技术，在全球范围内起着重要作用。
当前，这一行业正面临着市场竞争的挑战，但其创新性技术和持续发展的努力为其带来了新的机遇。
未来，淬火热处理行业将继续发展，并在新兴市场、环保技术和数字化趋势方面迎来更广阔的发展前景。
金属材料热处理工艺与技术分析
金属材料热处理工艺与技术分析摘要：金属材料作为生活和工业生产中的一种常用材料，其组织成分及材料性能一直是重要的研究方向，通过热处理工艺技术，能改变金属内部结构，从而使金属材料的各项性能指标更加完善。
基于此，文章主要分析了金属材料热处理工艺与技术的应用，从而提升材料的加工质量，延长设备使用寿命。
关键词：金属材料；热处理；工艺；技术1金属材料热处理工艺与技术的重要性（1）改变金属材料的性能。
通过热处理工艺与技术，可以改变金属材料的物理、化学和力学性能，包括硬度、强度、韧性、耐腐蚀性等。
例如，淬火可以增加金属的硬度和强度，回火可以提高金属的韧性，使其在使用过程中更加耐用和可靠。
（2）提高金属材料的加工性能。
热处理工艺与技术可以调节和控制金属材料的组织结构和显微结构，从而改善金属材料的加工性能。
例如，退火可以消除金属材料中的内应力和晶体缺陷，提高其塑性和可锻性，有利于后续的加工和成型。
（3）提高金属材料的耐热性和耐磨性。
通过热处理工艺与技术，可以改善金属材料的耐热性和耐磨性，提高其在高温环境和摩擦磨损条件下的表现。
例如，经过硬化处理的金属材料可以提高其耐磨性，延缓磨损的发生，延长使用寿命。
（4）优化产品性能和质量。
热处理工艺与技术可以针对不同的金属材料和特定应用需求，选择合适的热处理方法和参数，优化产品的性能和质量。
通过精确控制热处理过程，可以避免过度处理或处理不足，保证产品的稳定性和一致性，提高产品的竞争力和市场价值。
（5）提高产品的可靠性和安全性。
热处理工艺与技术可以改善金属材料的组织结构和性能，减少因金属材料存在的隐患导致的事故和损失。
例如，通过合适的热处理工艺与技术，可以降低金属材料的内部应力和裂纹，提高其抗裂纹扩展能力，增加产品的安全性和可靠性。
2金属材料热处理工艺与技术的应用2.1化学薄膜表面渗透技术的使用将适当化学元素以薄膜形式渗透于金属表层，这种技术对金属的表面性能起到一定的改善作用，使工件的亮度以及光洁度得到明显优化，增强金属材料的耐磨性，同时使金属的韧性与强度性能均得以提升。
退火,正火,淬火,回火工艺标准
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
(完整版)淬火回火工艺
渗碳淬火目录渗碳（carburizing/carburization）渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
编辑本段原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。
①分解渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。
碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。
渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。
渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。
工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。
一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。
表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。
渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。
因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。
工厂中常用的淬火方法
工厂中常用的淬火方法1.引言1.1 概述淬火是工厂中常用的一种热处理方法，它的作用是提高金属材料的硬度和耐磨性。
淬火过程中，材料被迅速加热至适宜温度，然后迅速冷却，以使其组织发生相变，并获得所需的力学性能。
淬火是通过控制材料的冷却速度来实现的。
根据不同的材料和要求，工厂中常用的淬火方法包括水淬、油淬和盐淬等。
水淬是最常见的淬火方法，它具有冷却速度快、成本低的优点，适用于大多数碳钢材料。
油淬则适用于一些具有较高碳含量或合金元素的材料，它的冷却速度相对较慢，能够降低淬火过程中的应力和变形。
盐淬则是在高温盐浴中进行的淬火方法，主要用于一些高合金钢材料，以获得更高硬度和更好的耐磨性。
在工厂中使用不同的淬火方法时，需要根据材料的类型、形状和要求来选择合适的工艺参数。
淬火的过程控制对于最终的材料性能至关重要，合理的淬火方法能够使材料获得良好的力学性能和耐磨性。
总之，工厂中常用的淬火方法包括水淬、油淬和盐淬等，通过控制材料的冷却速度来实现材料的相变和硬化。
淬火过程需要根据材料的特性选择合适的工艺参数，并进行适当的过程控制，以获得理想的材料性能和耐磨性。
1.2 文章结构文章结构部分描述了整篇文章的组织方式，以及每个章节的内容概述。
在本文中，文章结构如下：2. 正文2.1 淬火方法A2.1.1 要点12.1.2 要点22.2 淬火方法B2.2.1 要点12.2.2 要点2本文的正文部分将重点介绍工厂中常用的淬火方法。
淬火是一种重要的热处理工艺，用于提高金属材料的硬度和耐磨性。
本文将分别介绍淬火方法A和淬火方法B的要点。
在淬火方法A部分，将详细介绍要点1和要点2。
要点1可能包括淬火的原理和机制，以及应该注意的工艺参数，例如温度、保温时间和冷却介质的选择。
要点2可能涉及淬火方法A的适用范围、优点和缺点，以及实际应用中的注意事项。
在淬火方法B部分，同样将详细介绍要点1和要点2。
要点1可能涉及该淬火方法的工艺流程和具体步骤，以及必要的设备和工具。