热处理的基本方法(正火与退火)..
退火、正火、淬火、回火工艺
退火、正火、淬火、回火工艺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。
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；
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。
退火、正火、淬火、回火及硬度知识
退火、正火、淬火zhan huo（cuihuo）金属处理用第一个读音、回火对比和区别1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
2、退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
3、正火；是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
4、淬火；是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
了解退火、淬火、回火的差异和作用：1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。
退火目的和作用:(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，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。
2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。
淬火目的和作用: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，获得所需的力学性能。
(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。
热处理的4种方法
钢铁热处理的四种基本工艺什么是退火钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将金属或合金加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火的目的：退火所能达到的目的主在是：消除锻件及焊接结构的应力，消除冷加工后的加工应力，避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂；消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒，消除合金钢硬而脆的特性，改善其切削加工的性能，胀管时的管头，胀接前也要进行退火。
(1) 降低硬度，改善切削加工性；(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
在生产中，退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
正火与退火的区别，处理温度正火的冷却速度比退火快，得到的组织较细，工件的强度和硬度比退火高。
对于高碳钢的工件，正火后硬度偏高，切削加工性能变差，故宜采用退火工艺。
从经济方面考虑，正火比退火的生产周期短，设备利用率高，生产效率高，节约能源、降低成本以及操作简便，所以在满足工作性能及加工要求的条件下，应尽量以正火代替退火。
退火和正火可在电阻炉或煤、油、煤气炉中进行，最常用的是电阻炉。
电阻炉是利用电流通过电阻丝产生的热量来加热工件，同时用热电偶等电热仪表控制温度，操作简单、温度准确。
在加热过程中，由于工件与外界介质在高温下发生化学反应，当加热温度和加热速度控制不当或装炉不合适时，会造成工件氧化、脱碳、过热、过烧及变形等缺陷。
因此要严格控制加热温度和加热速度等。
图2-2为退火和正火的加热温度范围。
什么样叫金属冷加工硬化现象？在工程中，有时需用对钢件进行冷加工，如锻打、压延、弯曲、冲压等。
当冷加工产生塑性变形时，不但其外形发生了变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿受力方向被拉长。
冷加工塑性变形较大时，还会产生较大内应力。
这种现象称为冷加工硬化。
利用冷加工硬化对钢材使用强度的提高是有限的，而冷加工硬化引起的塑性降低及残存的内应力则是有害的。
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。
退火、正火、淬火、回火工艺
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。
退火、正火、淬火和回火热处理工艺比较
1.退火把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温．退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢．c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力．2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。
马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。
马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
4.回火钢件淬硬后，再加热到临界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称为回火。
淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。
因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。
通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。
根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
A 低温回火１５０～２５０．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性．B 中温回火３５０～５００；提高弹性，强度．C 高温回火５００～６５０；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。
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4、保温时间：以工件烧透为准。
5、应注意的问题： 低碳钢正火的目的：提高硬度，改善切削性能。
■低碳钢正火：如正火后硬度仍低，可造当提高加热温度增大过冷奥氏体的
稳定性获得较细的珠光体与分散度较大的铁素体。 中碳钢正火：应根据钢的成分及工件尺寸来确定冷却方式。 过共析钢正火：消除网状碳化物。 加热时必须保证碳化物全部溶入奥氏体中，为抑制自由碳化物的析出使 其获得伪共析组织，采用较大冷速，如鼓风，喷雾，甚至油冷，水冷至Ar1 点以下，取出空冷。 4．双重正火 有些锻件的过热组织或铸件粗大铸造组织，一次正火不能达到细化组织 的目的，采用两次正火。 第一次正火：Ac3+150 ~200 ℃以扩散办法消除粗大组织，使成分均匀。 第二次正火：Ac3+30~50 ℃ 目的是为了细化组织。
一、本节课的要求： 1、了解钢的退火、正火的应用。 2、掌握钢的退火、正火的工艺 二、本节课的重难点 重点：钢的退火、正火工艺 难点：退火与正火的选择及工艺分析
机械零件的一般加工工艺为：
毛坯（锻造或者铸造） 退火或回火 机械粗加工
作为预备热处理，只有工件要求不 高时才作为最终热处理。
其作用是：消除前一工序所造成的某 些组织缺陷及内应力，改善领口的切削 加工性能。 淬火+回火（或表面热处理） 机械精加工
备注：过共析钢不能采用完全退火， 因为会产生网状渗碳体。
(3)退火的工艺：
②球化退火 1、概念： 使钢中的碳化物球化，或获得球状珠光体的 退火工艺。 加热温度:Ac1＋20～30℃。冷却速度:不大于
50℃/h
2、目的： 降低硬度，便于切削加工，防止淬火加热时 奥氏体晶粒粗大，减小工件变形和开裂倾向。 3、说明： 将片层的珠光体转变为球状形细小颗粒的 备注：碳素工具钢、合金工具钢、 滚动轴承钢等，这些锻件加工后必 渗碳体。弥散分布在铁素体之中。
须进行球化处理
(3)退火的工艺：
③去应力退火
1、概念：为去除由于形变加工、锻造、 焊接等所引起的及铸件内存在的残余应 力（但不引起组织的变化）而进行的退 火。 2、目的：去除残余应力。 3、应用：铸造、锻造、焊接等存在残余 应力的工件。 4、温度的确定：去应力退火的温度范围 很宽，应根据具体情况而定(500～650℃)。 5、冷却方式：去应力退火均应缓慢冷却 到室温，以免产生新的应力。
(1)退火的概念：
将钢加热到到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷 却（一般是随炉冷却）的热处理工艺。
(2)退火的目的：
①降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷变形加工。 ②细化晶粒，均匀组织，为后续热处理做好组织准备。
③消除残余内应力，防止工件变形与开裂。
(3)退火的工艺：
根据加热温度和目
的的不同，常用的退火方
3、目的： 1）降低硬度，改善切削性能； 2）获得均匀组织，改善热处理工艺性( 加热时过热敏感性，变形，热裂倾向小 )； 3 ）经淬火、回火后获得优良的综合机 械性能 ( 原始组织为球状时，经淬火回 火后强度硬度相同时，塑性韧性更好， 具有更高的接触疲劳强度和更长的寿命 )。
1、概念：
加热温度Ac3（Accm) +（30~50℃），保温然后空冷。
45钢正火与退火状态的力学性能对比
工艺方法 Rm(MPa) A11.3(%)
ak(J/cm2)
50 ~ 80 40 ~ 60
HBW
正 退
火 火
700~800 650~700
15 ~ 20 15 ~ 20
~200 ~180
3、退火与正火的选用 根据钢种，前后连接的冷热加工工艺，以及最终加工零件 使用条件来进行。 选择原则： 含碳小于0.25%的钢应采用正火，以提高硬度，改善切削加工性能。 含碳量为0.25~0.5%的钢,可以采用退火或正火处理，但一般采用正 火处理。正火后其硬度接近于最佳切削加工硬度。 含碳量为0.50~0.75%的钢，一般采用完全退火，以降低硬度，改善 切削加工性能。 含碳量为0.75~1.0%的钢，做弹簧用完全退火；做刀具采用球化退火。 含碳量大于1.0%的钢,用于制造工具,均采用球化退火作预备热处理. 当钢中含有较多合金元素时,一般用高温回火来降低硬度,以便切削 加工。
每一步的积累都会铸造美好的明天
法有： ①完全退火。
②球化退火。
③去应力退火。
(3)退火的工艺：
①完全退火(均匀化退火）
1、定义 将钢件或钢材加热到Ac3点以上30～ 50℃,使之完全奥氏体化,然后随炉冷却， 获得接近于平衡组织的热处理工艺 2、目的 细化晶粒,降低硬度,改善切削性能, 消除内应力。 3、适用范围 含碳0.30-0.60%的亚共析钢（中碳钢） 及低、中碳合金结构钢的 锻件、铸件、 热轧型材，有时也用于焊接件。
2、目的及用途： 为消除网状碳化物，过共析钢的球化退火提供细片状球光体， 改善组织，消除热加工缺陷。如消除粗大铁素体块，消除魏氏组 织。 提高硬度，改善切削加工性能。 作为普通零件的最终热处理。 3 、温度选择： 为缩短工件在高温时的停留时间，而心部又能达到 要求得加热温度，采用稍高于完全退火的温度。
退火、正火后钢的组织和性能
1、组织比较 相同点：均是珠光体型组织 不同点： 正火得到的珠光体，过冷度较大，片间距细小； 完全退火得到的珠光体片间距较大。 2．性能比较 亚共析钢：正火的强度、硬度、韧性较高，塑性相仿； 过共析钢：退火后强度、硬度、韧性均低于正火的，只有球化 退火的，因其所得组织为球状珠光体，故其综合性能优于正火的。 总之，对于含碳量相同的工件，正火后的强度和硬度要高于的 退火的。