常用钢的热处理工艺
钢的热处理工艺方式
钢的热处理工艺方式
钢的热处理工艺方式有多种，通常根据钢材的用途和要求来选择合适的热处理工艺。
以下是几种常见的钢的热处理工艺方式：
1. 淬火（Quenching）：将高温加热后的钢材迅速冷却，使其组织转变为马氏体或贝氏体，从而增加钢材的硬度和强度。
2. 回火（Tempering）：在淬火后，将钢材重新加热至一定温度，然后冷却至室温，通过调整回火温度和时间，可以使钢材的硬度和强度适度下降，同时还能提高钢材的韧性。
3. 规定化处理（Normalizing）：将高温加热后的钢材在空气中冷却，使其组织均匀化，消除内部应力，提高钢材的韧性和延展性。
4. 淬火与回火组合（Quenching and Tempering）：首先进行淬火使钢材达到一定的硬度和强度，然后进行回火处理以提高钢材的韧性，同时保持较高的强度。
5. 固溶处理（Solution Treatment）：将钢材加热至足够高的温度后快速冷却，使固溶体内的溶质均匀溶解，从而改善钢材的塑性和加工性能。
6. 淬火回火组合与固溶处理相结合：根据具体需求，可以将淬火回火组合和固溶处理相结合，以综合提高钢材的硬度、韧性和耐蚀性等性能。
上述的热处理工艺方式只是钢材热处理中的一部分，不同钢材和具体要求还可以采用其他的热处理工艺方式，如时效处理、退火处理等。
热处理的选择和控制对于钢材的性能和质量有着重要的影响，需要根据具体情况进行调整和优化。
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺一、钢材常用的热处理方法1、正火钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。
正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。
2、淬火钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。
钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。
钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。
钢加热温度的选择见表1。
钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。
3、回火钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。
回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。
钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。
碳素工具钢的回火温度见表2。
表2碳素工具钢的回火温度4、退火钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。
退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。
碳钢的退火规范见表3。
表3碳钢的退火规范注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。
二、几种常见零件的热处理1、齿轮机床齿轮的热处理见表3。
2、蜗轮蜗轮的热处理见表43、丝杠丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。
丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。
为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。
丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。
经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。
为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。
丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。
但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。
常用钢材热处理方法及目的
常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢制零件加热到临界温度以上40~60℃，保持一定时间并快速冷却的热处理方法称为淬火。
常用的快速冷却介质为油、水和盐水溶液。
淬火加热温度及冷却介质热处理规范见表淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达hrc60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：1.单液淬火：将钢件加热至淬火温度，并在一种冷却剂中冷却一段时间。
这种热处理方法称为单液淬火。
适用于形状简单、技术要求低的碳钢或合金钢，以及工件直径或厚度大于5~8mm的碳钢，用盐水或水冷却；油冷却用于合金钢。
在单液淬火中，水冷容易变形和开裂；油冷却容易产生硬度不足或不均匀。
2．双液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。
形状复杂的钢件，常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大，不易掌握。
3.火焰表面淬火：将乙炔和氧气的混合燃烧火焰喷在工件表面，加热至淬火温度，然后立即向工件表面喷水。
这种处理方法称为火焰表面淬火。
适用于单件生产，要求高表面或局部表面硬度和耐磨钢件。
缺点是操作困难。
4．表面感应淬火：将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法，称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
根据电流频率的不同，表面感应淬火可分为高频淬火、中频淬火和工频淬火。
高频淬火电流频率为100~150kHz，硬化层深度为1~3mm。
适用于齿轮、花键轴、活塞等小零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，硬化层深度为3~10mm。
钢的热处理工艺
12
正火工艺较简单、经济，主要应用于以下方面：
（1）改善低碳钢的切削加工性能 碳量〈0.25 ％的低碳钢及低合金钢，退火后硬度过低，正火处理 可提高硬度，改善切削加工性能。 （2）消除中碳钢热加工缺陷 中碳结构钢铸、锻、轧及焊件，热加工后易出现魏氏组织、晶粒 粗大等过热缺陷和带状组织，正火可消除，达到细化晶粒、均匀组织、 消除内应力的目的。 （3）消除过共析钢网状碳化物
16
（１）热应力及其变化规律
工件在加热和冷却时，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不 一致而产生的内应力称为热应力。 以圆柱 工件为例分 析热应力的 变化规律 到了冷却后期，表层温度的 降低和体积的收缩已经终止，而 心部体积继续收缩，由于心部受 到表层的牵制，应力逐渐转变为 拉应力，而表层则受到压应力。 当整个试样冷至室温时，内外温 差消失，冷却后期的应力状态被 保留下来成为残余应力。 因此，工件淬火冷至室温时， 由于热应力引起的残余应力 表层
炉冷至略低于 Ar1的温度等温处理。如此多次反复加热和冷却，最后冷 至室温，以获得球化效果最好的粒状珠光体组织。
一次球化退火 等温球化退火
往复球化退火
8
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
9
（4）扩散退火
扩散退火 又称 均匀化退火 ，是将铸锭、铸件加热至 Ac3 或 Accm 以上 150 ～ 300℃，保温 10 － 15h ，然后随炉缓慢 冷却的热处理工艺。
温度）所需要的时间，而且取决于组织转变所需要的时间。完全退火 保温时间与钢材的化学成分、工件的形状和尺寸、加热设备类型、装 炉量以及装炉方式等因素有关。 退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的 过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高。碳钢＜ 200℃/h ，低合 金钢＜100℃/h，高合金钢＜50℃/h。出炉温度在600℃以下。 将奥氏体化后的钢很快降至稍低于 Ar1 温度等温，使奥氏体转变 为珠光体，在空冷至室温，称为等温退火。 等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢等，可以显著缩 短退火时间；但不适合大截面工件和大批量炉料。
20号钢的热处理工艺
20号钢的热处理工艺
20号钢是一种常用的结构钢，具有较高的强度和韧性，广泛应用于建筑、机械制造等领域。
为了提高20号钢的性能，需要进行热处理。
热处理是通过加热和冷却的方式改变钢材的组织结构和性能。
对于20号钢，常用的热处理工艺有正火、淬火和回火。
正火是将20号钢加热到800-900℃，保温一段时间后冷却至室温。
这种热处理工艺可以使钢材的硬度和强度提高，但韧性会降低。
淬火是将20号钢加热到800-900℃，保温一段时间后迅速冷却至室温。
这种热处理工艺可以使钢材的硬度和强度大幅提高，但韧性会降低。
因此，淬火后的20号钢通常需要进行回火处理。
回火是将淬火后的20号钢加热到400-700℃，保温一段时间后冷却至室温。
这种热处理工艺可以使钢材的韧性得到恢复，同时保持一定的硬度和强度。
需要注意的是，热处理工艺的具体参数需要根据20号钢的具体成分和要求来确定，以达到最佳的性能表现。
20号钢的热处理工艺是一项重要的工艺，可以显著提高钢材的性能，为各个领域的应用提供更好的材料基础。
常用钢热处理工艺
常用钢热处理工艺热处理是一种通过改变金属结构来改善其力学性能的方法。
常用钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
下面对这几种常用钢热处理工艺进行详细介绍。
1. 退火退火是指将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却。
退火工艺分为完全退火和等温退火两种。
完全退火是将钢材加热至超过临界温度，然后慢慢降温。
等温退火是将钢材加热至超过临界温度，然后在等温时间内，使钢材的温度均匀，从而使钢材的组织变得均匀，于是提高了钢材的韧性。
2. 正火正火是将钢加热到一定温度，然后快速冷却。
正火一般分为低温正火，中温正火和高温正火三种。
低温正火使钢材的硬度提高，但是韧性降低。
高温正火使钢材的韧性提高，但是硬度降低。
中温正火平衡了钢材的硬度和韧性。
3. 淬火淬火是指将钢加热到超过临界温度，然后快速冷却。
淬火一般分为油淬、水淬和气淬三种。
油淬适用于要求较低的钢材，水淬适用于要求较高的钢材，气淬适用于要求最高的钢材。
淬火后钢材的硬度很高，但是韧性降低，此时需要回火来消除内部应力，提高钢材的韧性。
4. 回火回火是将淬火后的钢在一定温度下加热一段时间，然后由于自然冷却所形成的工艺。
回火分为低温回火和高温回火两种。
低温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。
高温回火提高了钢材的韧性，但是硬度降低。
5. 表面淬火表面淬火是一种特殊的热处理工艺，用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。
表面淬火和淬火不同的是，只在钢材表面进行加热和快速冷却。
这种技术对钢材表面的耐磨性提高很大，但是对钢材硬度的提高不大。
总之，钢材热处理是提高钢材力学性能的重要方法，常用的钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
选择适当的热处理工艺可以使钢材达到最佳的机械性能。
钢的热处理工艺技术
钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。
不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。
以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。
1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。
2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。
淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。
常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。
3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。
回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。
4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。
正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。
5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。
先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。
6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。
通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。
7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。
通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。
以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。
合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。
钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。
随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。
首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。
退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
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钢号热处理方法热处理工艺硬度(HB) 15正火900～940℃加热保温，出炉空冷≤143
15渗碳淬火900～950℃渗碳；780～800℃水淬；180
～200℃回火
143～163(心部)
15渗碳高频淬火900～950℃渗碳；高频加热到820～860℃
水淬；180～200℃回火
≤148(心部)
15氰化淬火830～850℃氰化，油淬；180～200℃回火143～163(心部) 35正火860～880℃加热，空冷≤187
35淬火840～860℃加热保温，水淬；380～420℃
回火
—
45正火840～860℃加热；空冷≤229
45调质840～860℃加热，保温，水淬；550～580
℃回火
220～250
45淬火840～860℃加热，保温，水淬；350～370
℃回火；260～280℃回火
—
45油中淬火830～850℃加热，保温；油淬；160～180
℃回火(用于截面实体厚度比较薄的形状
复杂的零件，如套环等)
—
45高频淬火高频加热至860～900℃，水淬；220～250
℃回火
—
45调质高频淬火高频加热至860～900℃，水淬；180～200
℃回火
—
50正火840～860℃加热；空冷207～241
50淬火820～840℃加热保温，油淬；180～220℃
回火
—
50调质820～840℃加热保温，水淬；600～620℃
回火
220～250
50调质高频淬火高频加热至840～860℃，水淬；160～180
℃回火
—
20Cr正火900～920℃加热；空冷143～173
20Cr渗碳淬火900～950℃渗碳；800～820℃油淬；180
～200℃回火
≥212
20Cr渗碳高频淬火900～950℃渗碳；高频加热到830～880℃
乳化液淬火；180～200℃回火
—
18CrMnTi正火900～950℃加热；空冷160～207
18CrMnTi渗碳淬火900～950℃渗碳；820～840℃油淬；180
～200℃回火
240～300(心部)
18CrMnTi渗碳高频淬火900～950℃渗碳；高频加热到830～880℃
乳化液淬火；180～200℃回火
—
40Cr正火870～900℃加热；空冷179～229
40Cr淬火830～850℃保温，油淬；350～370℃回
火；180～200℃回火
—
40Cr调质840～860℃保温，油淬；600～620℃回火220～250
40Cr调质高频淬火高频加热至860～880℃，乳化液淬火；
180～200℃回火
—
38CrMoA1A退火930～950℃保温炉冷≤229
38CrMoA1A调质930～950℃保温，油或热水淬；600～680
℃回火
350
38CrMoA1A氮化将调质或正火后的工件，加热至510～
5600℃氮化，随炉冷至100～150℃出炉
HV＞1000
T8退火750～770℃保温后冷至650～680℃等温,
随炉冷
≤187
T8淬火760～780℃保温，水淬油冷；160～180℃
回火
—
T10退火750～770℃保温后冷至680～700℃等温,
随炉冷
≤197
T10淬火810～830℃保温后，水淬油冷；160～180
℃回火
—
T10调质810～830℃保温后，水淬油冷；600～640
℃回火
200～230
T12退火750～770℃保温后冷至680～700℃等温,
随炉冷
≤207
T12淬火810～830℃保温，水淬油冷；160～180℃
回火
—
T12调质810～830℃保温，水淬油冷；630～650℃
回火
200～230
9Mn2V退火770～790℃保温后随炉冷至350℃后空冷≤229
9Mn2V淬火780～810℃保温后油冷；180～200℃回
火；240～260℃回火
—
CrMn退火770～810℃保温后冷至700～730℃等温,
随炉冷
197～241
CrMn淬火
～200℃回火；320～360℃回火
—
CrMn冷处理将淬火后的工件冷到-80℃，硬度可增加
HRC1.5～2(冷处理应不迟于淬火后1小时
内进行)
—
CrWMn退火770～790℃保温后冷至680～700℃等温,
随炉冷
207～255
CrWMn淬火830～850℃保温油淬、硷淬或熔融硝盐
淬；140～160℃回火；170～200℃回火；
230～280℃回火
—
CrWMn冷处理冷却温度为-70℃，硬度可增加HRC0～
1(冷处理应在淬火后1小时内进行)
—
9SiCr退火790～810℃保温后冷至700～720℃等温、
炉冷
197～241
9SiCr淬火860～880℃保温后油淬、硷淬或熔融硝盐
淬；140～160℃回火；160～180℃回火；
180～200℃回火；200～220℃回火
—
9SiCr冷处理冷却温度为-70℃，硬度可增加HRC0～
1(冷处理应在淬火后1小时内进行)
—
W18Cr4V退火870～880℃保温后随炉冷207～255
W18Cr4V淬火1260～1310℃保温，分级淬火；570℃回
火二～三次
—
W18Cr4V冷处理冷却温度为-(70～80℃)(冷处理应在淬火
后2小时内进行)
—
65Mn退火810～830℃保温后随炉冷196～229
65Mn淬火790～820℃保温油淬；200～220℃回火；
370～400℃回火
—
60Si2MnA淬火860～880℃保温油淬；400～450℃回火；
440～460℃回火
—
50CrVA退火830～850℃保温后随炉冷≤225 50CrVA淬火840～860℃保温后油淬；370～420℃回火—
GCr15退火790～810℃保温后冷至710～720℃等温，
然后空冷
207～229
GCr15淬火840～860℃保温，油淬；180～200℃回
火；150～160℃回火
—
1Cr13调质℃回火；580～620℃回火；630～660℃回
火260～330；210～250；200～230
2Cr13调质1000～1050℃保温，油淬或水淬；580～
600℃回火；600～650℃回火
286～321；241～
286
3Cr13调质1000～1050℃保温后油淬或水淬；200～
300℃回火；550～570℃回火；600～620
℃回火
300～340；241～
302
1CRr18Ni9Ti淬火1100～1150℃保温后水淬137～190
硬度(HRC)
—
56～62(表面)
56～62
56～62
—
35～40
—
—
42～47；48～53
30～40
45～50
52～58
—
35～40
—
57～62
—
56～62
56～62
—
56～62
56～62
—
40～45；50～55
—
50～55
—
—
—
—
58～63
—
58～64
—
—
61～64
—
—
62～65；56～61
—
62～65；56～61
—
—
62～65；60～62；
55～60
—
—
62～65；61～63；60～62；58～62
—
—
63～66
—
—
55～60；42～48 45～50；42～47
—
45～50
—
58～62；61～65
——48—。