热处理教程
热处理流程
热处理流程热处理是一种通过加热和冷却材料以改变其性能和结构的过程。
它常用于金属材料的加工和制造过程中，以提高材料的硬度、强度、耐腐蚀性和耐磨性等特性。
下面将介绍热处理的流程以及各个步骤的具体操作。
1. 材料准备在热处理之前，首先需要对材料进行准备。
这包括清洁材料表面，去除杂质和污垢，以确保热处理过程的顺利进行。
清洁可以使用化学溶剂、超声波清洗等方法进行。
2. 加热加热是热处理的关键步骤之一。
通常使用炉子或加热炉来进行加热，温度的控制非常重要。
根据不同的材料和要求，选择合适的加热温度和时间。
在加热过程中，应将材料均匀加热到所需温度，以确保整体性能的均匀改变。
3. 保温在达到所需温度后，需要将材料保持在该温度下一定的时间。
这被称为保温。
保温时间的长短取决于材料的类型和要求。
保温时间过短可能导致材料性能改变不完全，而过长则可能造成过度改变。
4. 冷却在保温结束后，需要对材料进行冷却。
冷却速度对于材料性能的改变起着重要的影响。
通常有两种冷却方法：空气冷却和淬火。
空气冷却是将材料放置在自然环境中，让其缓慢冷却。
淬火则是将材料迅速放入冷却介质中，如水、油或盐溶液中，以快速冷却材料并获得所需的硬度和强度。
5. 回火在淬火后，材料的硬度和脆性可能会过高，为了减轻这种情况，需要进行回火处理。
回火是将材料加热到较低的温度，然后进行保温和冷却。
回火的温度和时间需要根据材料的要求进行调整，以获得所需的性能。
6. 检验热处理完成后，需要对材料进行检验，以确保其性能和结构满足要求。
常用的检验方法包括金相显微镜观察、硬度测试、拉伸测试等。
通过这些检验，可以评估热处理的效果，并对下一步的加工和使用提供依据。
总结：热处理是一种重要的材料加工方法，通过加热和冷却材料，可以改变其性能和结构。
热处理流程包括材料准备、加热、保温、冷却、回火和检验等步骤。
每个步骤都需要严格控制温度、时间和冷却速度，以确保热处理效果的稳定和可靠。
热处理的成功与否直接影响到材料的使用性能和寿命，因此在实际应用中必须严格按照流程进行操作，以获得理想的结果。
热处理操作流程
热处理电加热流程1设备应满足工艺要求，参数调节灵活、方便，通用性好，运行稳定、可靠，并满足安全要求。
2 设备的控制精确度应在±5℃。
3计算机打印曲线与标准记录纸对照，其背景表格的读数误差不大于0.5%。
4 计量器具必须经过校验，并在有效期内使用主要技术要求：1 电缆线无裸露，并满足工艺要求。
2 柔性陶瓷电阻加热器的工作温度不允许超过1000℃3柔性陶瓷电阻加热器软化温度应大于1200℃，绝缘强度应大于20KV/mm。
3、热电偶的的固定1 根据热处理的温度和仪表的型号选用热电偶。
2 热电偶的长度与直径应根据焊件的大小、加热宽度、固定方法选用。
3 管径≥273mm的管件，测温点应在焊缝中心按圆周对称布置，且不少于两点；水平管件测温点应上下对称布置。
4 热电偶的热端应与焊件接触良好，最好使用储能压焊的方式进行固定。
4、加热器的固定主要技术要求：1安装加热器时，首先将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净，使加热器与焊件表面贴紧。
必要时使用夹具。
2加热器的布置宽度应比加热宽度每侧至少多出60mm，加热宽度为：焊缝每侧≥3倍壁厚，且不小于60mm。
5、保温要求主要技术要求：1承压管道加热时，任意两点的温差应小于50℃；压力容器加热时，最大温差不宜大于65℃。
2保温宽度从坡口边缘，每侧不少于管子壁厚的5倍，且应比加热器的安装宽度增加不少于100mm。
3 保温厚度为40mm～60mm 为宜，感应加热时，可适当减小保温厚度。
对水平管道，可以通过改变保温层厚度来减小管道上下部分的温差。
6、进行热处理1 至少有两人值班。
2 核查设定的加热温度、恒温时间、升、降温速度是否符合要求。
3查验设备的运转情况，发现问题及时处理，特别是热处理曲线图打印是否正常。
6、热处理完毕要求主要技术要求：1 检查工艺参数是否在控制在范围内。
2 热电偶应无损坏、无移位。
3 记录曲线图是否与工艺卡相吻合。
4 焊缝表面无裂纹、无异常。
钢热处理详细教程及讲解
典型合金结晶过程分析
L'd＝P+Fe3CⅡ+Fe3C
L
L+A
L+Fe3C
A
Ld
F+A
A+Fe3CⅡ A+Fe3CⅡ+Ld
Ld+Fe3C
P
L'd
P+F P+Fe3CⅡ P+Fe3CⅡ+L'd
L'd+Fe3C
钢热处理基础
一、铁碳合金 二、热处理四把火 三、表面热处理
一、铁碳合金
➢铁碳合金的分类 ➢铁碳相图 ➢含碳量对性能影响
• 铁碳合金常见组织 • 铁碳相图怎么看
合金微观结构
微观决定宏观，宏观反映微观
截一个 平面
合金是由不同原 子堆积而成
一堆原子以一定 方式、方向排布 形成晶粒
许多相同排布但 不同方向的晶粒 堆积形成组织
共析钢的结晶过程分析
含碳量为0.77％的铁碳合金(图中合金Ⅰ)的结晶过程 该合金在1点以上温度时，全部为 成分均匀的液体，缓慢冷却，温度降到1点后，开始从液体中结晶出奥氏体，温度继续下 降，奥氏体量不断增加，直至2点，液体全部结晶成奥氏体，2点以下到S点以上为奥氏体 的冷却，没有组织变化，当温度下降到S点(727℃)时，奥氏体发生共析反应，全部转变成 珠光体，3点以下至室温，组织基本上不再变化，而仅为珠光体的冷却。这种含碳量为 0.77的铁碳合金叫共析钢，共析钢的常温组织为珠光体。
关键线 ACD：液相线 AECF：固相线 GS：称A3线 ES：称Acm线 ECF：共晶线 PSK：共析线，又称A1线
热处理的操作方法
热处理的操作方法热处理是金属材料工程领域中非常重要的工艺过程之一，通过对材料进行加热和冷却的控制，可以改变材料的晶体结构和性能，从而满足不同的工程要求。
热处理通常包括退火、正火、淬火和回火等工艺，下面将详细介绍这些工艺的操作方法。
1. 退火退火是一种常用的热处理工艺，主要目的是通过加热和适当的冷却来消除材料内部的应力和晶界缺陷，从而改善材料的塑性和韧性。
退火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中，进行适当的预热，以提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
(4) 冷却：缓慢冷却或空冷，使材料内部晶体结构重新排列，缓解应力和改善材料的性能。
2. 正火正火是通过将材料加热到一定温度区间内进行保温处理，然后进行缓慢冷却的热处理工艺，主要目的是对材料进行改变纹理，提高材料的硬度和强度。
正火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中进行预热，提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
(4) 冷却：将保温后的材料迅速放入缓慢冷却的介质中，以控制材料的组织结构和性能。
3. 淬火淬火是通过将材料迅速冷却到介质中，使材料快速冷却，从而尽可能地提高材料的硬度和强度的热处理工艺。
淬火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中进行预热，提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
热处理操作流程和注意事项
热处理操作流程和注意事项
以下是 6 条关于热处理操作流程和注意事项：
1. 嘿，你知道热处理第一步得干啥不？那就是得把工件准备好呀！就像战士上战场要把武器擦得亮亮的，咱这工件也得弄得干干净净、妥妥当当的。
比如说要把工件上的杂质啊、油污啥的都去掉，这可不马虎不得哟！要是没做好这一步，后面还咋搞嘞，是不？
2. 然后啊，升温这环节可太重要啦！就好比跑步比赛，出发的速度得把握好。
升温太快或太慢都不行呀，得按照要求慢慢来。
咱可不能心急，一急就容易出岔子，就像煮汤火太大了会扑出来一样！你说是不是得小心着来呀？
3. 热处理的时候，保温那可是关键一环呐！这就好像冬天你在被窝里，得捂得暖暖的。
要是保温时间不够或者温度不对，那效果就大打折扣咯！比如给一个零件保温，就得老老实实等够时间，不能偷工减料，不然最后出来的东西能好吗？
4. 冷却也很有讲究哦！这不像是大热天吃冰棍，得慢慢享受那个过程。
速度太快或太慢都不行，得根据材料来选择合适的冷却方式。
有时候就像走钢丝，得稳稳当当的，稍有不慎，前面的努力不就白费啦？
5. 别忘了随时观察呀！这就跟看孩子似的，得时刻留意着有没有啥异常。
要是发现温度不对了、工件有啥问题了，得赶紧采取措施呀。
你能眼睁睁看着出问题不管吗？肯定不能呀！
6. 最后，操作得规范呀！这就像跳舞要按舞步来一样，不能瞎跳。
每个步骤都要严格遵守，不然容易出危险嘞！想想看，要是不规范操作导致出了事故，那得多吓人呀！总之，热处理可得认真对待，一点都不能马虎！。
热处理基本工艺流程
热处理基本工艺流程
《热处理基本工艺流程》
热处理是一种通过加热和冷却的方法，改变材料的内部结构和性能的工艺。
它广泛应用于金属材料的制造过程中，以增强材料的硬度、强度、耐磨性和耐蚀性。
以下是热处理的基本工艺流程：
1. 加热：热处理的第一步是将材料加热到特定的温度。
这个温度通常根据材料的类型和需要的性能来确定。
加热的方式可以是炉加热、火焰加热或电阻加热等。
2. 保温：一旦达到目标温度，材料需要保持在这个温度下一定的时间，以确保热量充分渗透到材料的深层结构中。
3. 冷却：在保温后，材料需要进行快速冷却，以锁定新的结构和性能。
冷却方式可以是空气冷却、水冷却或油冷却等，具体取决于材料的类型和大小。
4. 回火：一些材料在冷却后需要进行回火处理，以降低材料的脆性和增加韧性。
回火通常是将材料加热到较低的温度，并保持一定的时间后进行冷却。
以上就是热处理的基本工艺流程。
通过精确控制加热、保温、冷却和回火等步骤，可以使材料达到所需要的硬度、强度和韧性等性能，并且提高材料的耐磨性和耐蚀性。
热处理工艺不仅在金属材料的制造中应用广泛，还被应用于塑料、陶瓷和玻璃
等材料的加工中，对于提高材料的性能和延长使用寿命有着重要的作用。
热处理的三个过程
热处理是一种通过加热和冷却来改变材料的物理和机械性质的工艺过程。
一般来说，热处理包括以下三个主要过程：
1.加热：将待处理的材料加热到特定的温度区间。
加热的目的是为了改变材料的晶体结构和相变行为，从而调整其性能。
根据不同的热处理工艺，加热可以采用不同的方式，如火焰加热、电阻加热、感应加热等。
2.保温：经过加热后，材料需要保持在一定的温度区间内保持一段时间。
这个过程被称为保温，目的是使材料的温度均匀分布，使晶体结构和组织得到充分的调整和稳定。
保温时间的长短取决于材料的类型和需要达到的目标。
3.冷却：保温结束后，将材料进行快速或缓慢的冷却。
冷却的方式和速率对材料的性能影响很大。
通过控制冷却速率，可以使材料达到不同的组织结构和性能。
常见的冷却方式包括水淬、风冷、油淬等。
这三个过程的顺序和条件的不同可以产生不同的热处理效果，例如淬火、回火、时效等。
热处理的目标是通过控制加热、保温和冷却过程来获得理想的材料组织结构和性能，以满足特定的工程要求。
热处理步骤
热处理步骤
热处理是一种常见的金属加工工艺，通过将金属材料加热至一定温度并冷却，可以改变其物理和机械性质。
下面是热处理的基本步骤：
1. 加热：将金属材料放置在炉内，加热至所需温度。
热处理温度通常在材料的临界温度以上，但不超过熔点。
2. 保温：在达到所需温度后，保持炉内温度一定时间，以确保材料达到均匀的温度分布。
3. 冷却：冷却是热处理的关键步骤，它决定了材料的最终机械性能。
冷却速率决定了金属晶粒的大小和形状，进而影响其硬度、强度、韧性等性能。
4. 淬火：淬火是热处理中常用的一种冷却方法，用于增加材料的硬度和强度。
淬火时，将材料迅速放入水或油中进行冷却，以快速降低温度。
5. 固溶处理：固溶处理是将合金材料加热至一定温度，使其中的固体溶解于基体中，进而改变其力学特性。
在固溶处理过程中，材料会经历一个时效过程，即在一定温度下，固溶体逐渐分解出新的相，形成更加稳定的物理结构。
以上是热处理的基本步骤，不同的材料和工艺会有所差异。
热处理是一项复杂的加工工艺，需要专业的技术和设备支持，以确保最佳的加工效果。
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退火种类
▪ 等温退火：将钢加热到Ac1以上30-50度，保 温后。较快地冷却到稍低于Ar1的温度。并在 此温度等温到奥氏体全部分解为止。然后取 出空冷下来。等温退火比普通退火在时间上 要经济，同时内部组织和截面上的硬度均匀。 广泛用于合金钢的退火。
第三章 钢的热处理
§3-1 概述
▪ 热处理只改变材料组织性能，而不改 变其形状和大小。
基本过程为：加热---保温---冷却
▪ 零件经适当热处理后，可以提高强度 和硬度，增强耐磨性或改善塑性，切 削加工性等。
▪ 热处理方法 退火
正火 普通热处理 淬火
热处理
表面热处理
回火
火焰加热
表面淬火
感应加热(高、中、低频)
得到铁素体和渗碳体的混合物－珠光体。
钢的淬火
▪ 淬火方法：将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温后在介质中快速冷却。 ▪ 淬火的目的:通过淬火钢的硬度一般可以达到HRC60-65.各种工具、量具、模具及渗碳零件等都要通过淬
火来提高硬度和耐磨性。 ▪ 保温时间：为了使零件整个截面都热透，既不但是表面，而且中心也达到淬火加热温度。而热量由表面
处理的奥氏体化温度较高，同时高温保温时间要长。 ▪ 铸铁热处理的目的：（1）减少铸件中的内应力。（2）消除铸件薄壁部
分的白口组织。（3）提高铸件的强度、硬度及耐磨性。（4）使铸件具 有较稳定的组织，保证在使用中尺寸不变。 ▪ 铸件热处理的基本形式：（1）消除应力退火。（2）消除铸件白口，改 善切削加工性的退火。（3）正火：正火可以提高铸铁组织中的珠光体 量。因此，可以提高其强度、硬度和耐磨性。（4）淬火及回火 ▪ 球墨铸铁的热处理：（1）球墨铸铁的正火和退火 其目的在于改变球 墨铸铁基体组织中铁素体和珠光体量的比率。退火的目的是要得到铁素 体为基体的球墨铸铁，而正火的目的是为了得到珠光体为基体的球墨铸 铁。（2）球墨铸铁的等温淬火。（3）球墨铸铁的调质处理。
传递到心部需要一定的时间。工件热透可由两种方法来获悉。一是根据工件的颜色来判定，热透的工件 其颜色同盐浴（或炉膛）的颜色是一致的。另一种是根据工件的有效厚度来计算确定。 ▪ 淬火冷却：淬火操作中，大多数的工件都希望全部淬透，既工件的表面和中心都能同样得到高硬度的马 氏体组织。若工件的表面硬度已达到要求，而中心部分硬度偏低，这种情况表示“未淬透”。 ▪ 淬火冷却剂：（1）水及水溶液 水是应用最广泛的一种淬火冷却剂，他的优点是在650-550度范围内可 造成强烈的冷却。但它在300-200也具有很大的冷却能力另外水温升高会显著降低工件在650-550范围内 的冷却速度。当水中加入5-10%氯化钠或5-10%氢氧化钠则可以大大增加工件在650-550范围内的冷却速 度。。。（2）矿物油 优点是当工件在300-200范围内冷却速度比较缓慢，缺点是在650-550范围内冷 却能力不足。增加油温可以增加有的冷却能力，但不宜太高。一般控制在80-40度范围内。（3）淬火剂； AQ251，PAG水溶液，聚乙烯醇水溶液等。 ▪ 回火的目的： （1）降低脆性，消除内应力，使淬火组织趋于稳定。（2）使工件获得满意的综合机械 性能。 ▪ 回火工艺的确定：根据回火加热温度的不同，生产上把回火分为低温回火、中温回火、高温回火。回火 温度的选择是根据零件在使用过程中的不同性能要求来确定。1）低温回火 低温回火的加热温度是 150-250，其目的是在保持高硬度的前提下，适当降低马氏体的脆性及减少淬火应力。2）中温回火 中 温回火的加热温度为300-500，其目的大多是为了使工件获得较高的弹性，一定的硬度和韧性。3）高温 回火 高温回火的加热温度为500-650，习惯上将淬火和高温回火这两类操作合在一起称为调质。其目 的是为了较高的强度和韧性等相匹配的综合机械性能。
特殊性
能
不 钢耐 耐
锈钢 热钢 磨钢
其 它
§2-5 零件选材的一般原则
1.应满足零件的工作要求
例如：受力状态，工作温度，环境介质等
2.应能满足工艺性能要求
▪ 金属材料的基本加工方法有铸造，锻造，冲 压，焊接，切削加工和热处理，各种加工工 艺对材料均有其工艺性能要求。
二、化学热处理
1、渗碳 ◆ 向低碳钢或低碳合金钢渗入碳原子的过程。
加热到900～950℃，长期保温---渗碳 ◆ 渗碳后要淬火和低温回火 ◆ 主要用于承受较大冲击载荷和严重磨损的零件，硬度
HRC58～64左右 2、氮化（渗氮） ◆ 向钢表层渗氮原子，以提高硬度、耐磨性、疲劳强度、
耐蚀性等。 ◆ 氮化后不需淬火，氮化生产周期长，不能承受冲击。
退火种类
• 方法：
亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃-保温- 炉冷
炉冷＋空冷(快些)
用途：主要用于具有亚共析组织的碳钢、合金钢的铸件、 锻件、热轧型材等，有时也用于淬火返修件。
• 注意：“完全”是退火件加热获得完全的奥氏体组织， 也就是钢的组织全部进行了重结晶，所以，原来的晶粒 组大，组织不匀，有内应力，塑性、韧性差，易裂，变 形可以解决,但必须控制退火加热温度,否则晶粒仍粗大。
§3-4 表面淬火和化学热处理
一、表面淬火
▪ 目的：表层有较高硬度、耐磨性，而心部保持着 原来的塑性、韧性。(退火、正火或调质 状态的组织)
▪ 目前生产中常用感应加热，其次是火焰加热。 ▪ 通常：淬火前正火或调质，淬火后低温回火。
淬火后深度和电流频率有关，频率低 深度大些。 ▪ 常用于中碳钢、中碳低合金钢、高碳工具钢、铸铁等， 硬度可比普通淬火高2～3HRC
化学热处理 形变
渗碳 氮化 碳氧共渗 其他
特殊热处理 真空
其他
§3-2 退火和正火
一、退火
▪ 退火：将钢加热保温，然后随炉冷却或埋 入灰中缓慢冷却。
▪ 退火目的
• 降低钢的硬度，以利于切削等加工（冲冷拉） • 细化晶粒，提高钢的塑性和韧性 • 消除内应力，并为淬火作准备
▪ 退火种类： (1)完全退火
▪ 相—在合金中，凡化学成分和晶格构造相同、 并与其他部分有界面分开的均匀组成部分， 称为相。 例钢如液：是液相。
▪ 铁碳合金的组织—按显微镜下各相的形态特 征，又可分成不同的组织：固溶体、金属化 合物，和机械混合物。
§2-3 铁碳合金状态图
图1-15是简化了的状态图，纵坐标是温度， 横坐标是含碳量（Wc％）,含碳量到6.69％, 超过6.69％,在工业上无实用价值。因Fe3C 是稳定的化合物,故可作为合金的一个组元,
第一篇 金属材料导论
第一章 金属材料的力学性能
金属材料的力学性能
一、金属材料的主要力学性能：强度、塑性、 硬度、韧性、疲劳强度等。
二、硬度 ▪ 硬度—金属材料抵抗局部变形，特别是塑性
变形、压痕的能力。 ▪ 硬度直接影响到材料的耐磨性和切削加工性。 ▪ 常用的硬度有：
1.布氏硬度HB **见图1-3 布氏硬度法 **用钢球为压头：HBS,常用范围HBS﹤450 布氏硬度压痕大，硬度值较稳定，测试数据重 复性好，但较费时，不宜成品检验。 **可根据硬度近似算出金属的强度σb=0.33HB
正火的应用
▪ 正火的目的：1）降低硬度，提高塑性，改善 切削性能和压力加工性能。2）细化晶粒，调 整组织，改善机械性能。3）消除前一道工序 （铸造、锻造、冷加工）所产生的内应力。
▪ 正火工艺：正火就是将钢加热到Ac3或Acm 以上30-50度，保温一定时间后空冷。
§3-3 淬火和回火
一、淬火
• 共析钢被加热到Ac1以上，全部转变成奥氏体。 • 缓慢冷却。 (A，至650℃温度内)
2.洛氏硬度HR **见图1-4 洛氏硬度的测量。 **HRC应用最广，范围是20～67，还有HRA、 HRB见表1-1
三.拉力试验 四.冲击试验 五.抗压试验
第二章 铁碳合金 制造机器设备的主要材料是钢和铁， 他们是以铁和碳为主而组成的合金， 要了解钢和铸铁的本质，首先要了 解纯铁的晶体结构。
§2-1 纯铁的晶体结构及其同素异晶结构
图1-6纯金属的冷却曲线
§2-2 铁碳合金的基本组织
▪ 合金—两种或两种以上的金属元素，或金属 和非金属元素熔合在一起，构成具有金属特 性的物质，称为合金。
▪ 机械中大量使用合金的原因：
☆合金比纯金属强度、硬度高，且成本低。 ☆可以改变合金的成分和进行不同的热处
理，在很大的范围内调节其性能。
▪ 组元—组成合金的元素，称为组元。合金总 的稳定化合物也可作组元，例如Fe3C
一、金属的结晶 ▪ 金属在固态下一般都是晶体。 ▪ 晶体—原子在空间呈规律性排列；
但注意，在固态时呈规律性排列，而在液态时金属原子的排 列并不规律。
▪ 金属的结晶就是金属液转变为晶体的过程。
▪ 纯金属的结晶是在一定温度下进行的，在冷 却曲线上出现一段水平段，见图1-6纯金属的 冷却曲线。即：时间变化，固体增加，但金 属的温度并不下降，这是由于金属结晶时放 出热量，致使温度不下降。
§2-4 工业用钢简介
一、钢的分类 ▪ 按化学成分分：碳素钢、合金钢两大类。 ▪ 按用途分：结构钢、工具钢和特殊性能钢三
类。 ▪ 按质量分：普通钢，优质钢和高级优质钢三
类。 ▪ 按脱氧程度分：镇静钢，沸腾钢等
碳 素 结 构 钢
碳 素 钢优 质 碳 素 结 构 钢
碳 素 工 具 钢
导致开裂外，工件在热处理时因工艺或操作不当所产生的开裂是由于热处 理应力大于工件材料的抗拉强度所致。常见原因有以下几个方面。
（1）淬火加热时的严重过热或过烧。 （2）淬火冷却剂选用不党。 （3）应力集中。 （4）多次淬火未经中间热处理。 （5）工件淬火后未及时回火。
铸铁的热处理