常用钢材的热处理及机械性能表
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数首先，临界温度是指材料在该温度下发生相变或发生重要晶体结构变化的温度。
在钢材的热加工和热处理过程中，临界温度起着至关重要的作用。
下面将以常见的碳素钢和合金钢为例，介绍它们的临界温度和热加工及热处理工艺参数。
1.碳素钢的临界温度：碳素钢是指含有较高碳含量的钢材，一般在0.15%到2.11%之间。
碳素钢的临界温度主要包括下列几个参数：1.1.直接下火山口温度：碳素钢加热到这个温度以上，组织将开始发生变形，晶界迁移，且硬度急剧下降。
具体数值根据碳含量和其他元素的影响而变化。
1.2.固溶温度：碳素钢加热到这个温度，固溶体内部的碳原子将溶解到铁中，并发生扩散。
固溶温度也叫做临界温度。
1.3.亚临界温度：碳素钢在这个温度区间内进行加热处理，可使残余应力消失，晶体再结晶，有利于提高材料的塑性和强度。
2.合金钢的临界温度：合金钢是指在碳素钢中加入其他合金元素（如铬、钼、镍等）以改变其性能的钢材。
合金钢的临界温度的参数与碳素钢类似，但因合金元素的加入而发生变化。
2.1.直接下火山口温度：合金钢由于合金元素的加入，可以提高材料的热稳定性，使得直接下火山口温度相对于碳素钢有所提高。
2.2.固溶温度：合金元素的加入会降低固溶温度，使得合金钢在较低温度下就可以发生固溶处理。
2.3.亚临界温度：合金钢的亚临界温度与碳素钢类似，但由于合金元素的不同，其变化规律也有所不同。
除了临界温度，钢材的热加工和热处理还需要考虑其他工艺参数，如加热速度、保温时间等。
加热速度越快，材料的晶粒大小越小，但同时会增加能量消耗和设备要求。
保温时间根据材料的要求和工艺的不同，可以在几分钟到几小时之间。
总结起来，常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数是根据具体材料的组织和性能要求来确定的。
这些参数的选择对于保证材料的质量、性能和使用寿命都是非常重要的。
因此，在钢材的热加工和热处理过程中，需要根据具体情况进行合理的选择和设计，以获得最佳的工艺效果。
钢材的热处理基础以及常用钢材加工工艺和特性
调质处理调质处理淬火+高温回火=调质，调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。
钢的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面热处理等方法。
其中回火又包括调质处理和时效处理。
钢的回火：按照所希望的机械性能将已经淬火的钢重新加热到（350℃～650℃）一定温度之间进行，碳是以细均分布的渗碳体形式析出。
随着回火温度的增加，碳化物的颗粒就增大，屈服点和拉伸强度就下降，降低硬度和脆性，延伸率和收缩率就升高。
其目的是消除淬火产生的内应力，以取得预期的力学性能。
回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。
解释调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。
高温回火是指在500-650℃之间进行回火。
调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。
调质处理后得到回火索氏体。
回火索氏体(tempered sorbite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。
它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。
此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。
常温下是一种平衡组织。
时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。
对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
分类调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。
如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。
为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。
常用钢材热处理参数
常⽤钢材热处理参数热处理⼯艺规程B/Z61.012－95（⼯艺参数）⽬录1.主题内容与适⽤范围 (1)2.常⽤钢淬⽕、回⽕温度 (1)2.1要求综合性能的钢种 (1)2.2要求淬硬的钢种 (4)2.3要求渗碳的钢种 (6)2.4⼏点说明 (6)3.常⽤钢正⽕、回⽕及退⽕温度 (7)3.1要求综合性能的钢种 (7)3.2其它钢种 (8)3.3⼏点说明 (8)4.常⽤钢去应⼒温度 (10)5.各种热处理⼯序加热、冷却范围 (12)5.1淬⽕……………………………………………………………………………………………1 2 5.2 正⽕及退⽕ (14)5.3回⽕、时效及去应⼒ (15)5.4⼯艺规范的⼏点说明 (16)6.化学热处理⼯艺规范 (17)6.1氮化 (17)6.2渗碳 (20)7.锻模热处理⼯艺规范 (22)7.1锻模及胎模 (22)7.2切边模 (24)7.3锻模热处理注意事项 (25)8.有⾊⾦属热处理⼯艺规范 (26)8.1铝合⾦的热处理 (26)8.2铜及铜合⾦ (26)9.⼏种钢锻后防⽩点⼯艺规范 (27)9.1第Ⅰ组钢 (27)9.2第Ⅱ组钢 (28)热处理⼯艺规程（⼯艺参数）1.主题内容与适⽤范围本标准为“热处理⼯艺规程”（⼯艺参数），它主要以企业标准《⾦属材料技术条件》B/HJ－93年版所涉及的⾦属材料和技术要求为依据（不包括⾼温合⾦），并收集了我公司⽣产常⽤的⼯具、模具及⼯艺装备⽤的⾦属材料。
本标准适⽤于汽轮机、燃⽓轮机产品零件的热处理⽣产。
2.常⽤钢淬⽕、回⽕温度2.1 要求综合性能的钢种：表1技术要求材料牌号强度σs硬度HB（d10）淬⽕温度（℃）冷却介质有效⾯积(mm)淬⽕后硬度（d10）回⽕温度（℃）回⽕后硬度（d10）45 440197~229(4.30~4.00)820~840 ⽔≤80 540~560 4.00~4.20≤35 2.7~3.0 580~60036~70 3.1~3.4 570~580390192~223(4.35~4.05)71~160 3.4~3.6 560~5704.00~4.10≤35 2.7~3.0 570~58036~70 3.1~3.4 560~570490217~255(4.10~3.80)71~120 3.4~3.6 550~5603.80~3.90油≤40 2.7~3.0 560~570590241~277(3.90~3.65)⽔油 41~60 2.5~3.0 590~620 3.65~3.80油≤30 2.7~3.0 550~56040CrA685269~302(3.50~3.70)840~860⽔油31~40 2.6~3.0 570~6003.50~3.60≤40 3.0~3.2 590~61041~70 3.25~3.4 570~590490217~255(3.80~4.10)71~120 3.45~3.6 550~5703.80~4.00油≤40 3.0~3.2 560~58035CrMoA241~277(3.90~3.65)850~870⽔油41~70 2.6~3.0 580~610 3.65~3.80*40CrNiMoA 690255~293(3.80~3.55)840~860 油≤80 2.7~3.1 580~600 3.65~3.80 590241~277(3.90~3.65)≤300 670~690*30Cr1Mo1V690255~285(3.80~3.57)950~970 油≤250 660~680690255~293(3.80~3.55)1030~1050油≤190 700~72020Cr1Mo1VTiB*732.6~3.0 640~660油≤1003.1~3.4 630~6402.6~3.0 650~670590241~277 (3.90~3.65)⽔油101~1603.1~3.2 630~650 3.65~3.902.6~3.0 630~650油 ≤503.1~3.3 610~630277~302 (3.65~3.50)⽔油51~1003.0~3.2 620~6403.50~3.65油 ≤40 2.7~3.2 610~6302.6~3.0 630~65038CrMoAlA785293~321 (3.55~3.40) 930~950⽔油41~603.1~3.2 610~6303.40~3.50油 ≤30 3.6~3.8 550~60015CrMoA 490207~241 (4.20~3.90)900~920⽔ 31~70 3.4~3.8 570~620 3.90~4.10≤60 2.8~3.1 660~680590241~277(3.90~3.65) 61～200 3.2~3.45 660~6703.60~3.90≤60 2.8~3.1 660~67025Cr2MoV A735269~302 (3.70~3.50) 920~940 油61～150 3.2~3.3 650~6703.55~3.652.8～3.0 640~660690241~282 (3.90~3.62) ≤350 3.1～3.3 620~640 3.65~3.9255~284(3.80~3.58) ≤300 3.1～3.3 600~620 3.6~3.752.8～3.0 600~62034CrNi3Mo 785271~298 (3.65~3.52) 870~890 油≤250 3.1～3.3 580~600 3.55~3.65*15MnMoVN 490≥217(≤4.1) 960~980 油 ≤105 600~6201Cr12Mo 550229~255(4.0~3.8) 960~980油≤100 670~690 3.80~3.953.0~3.25 710~730355187~229 (4.4~4.0)3.3~3.5 690~7104.10~4.303.0~3.25 680~7001Cr13①440197~229 (4.3~4.0) 1030~1050油≤1003.3~3.5 650~6804.0~4.201Cr12① 440197~229(4.30~4.00) 1030~1050油 ≤100 3.0~3.30 680~710 4.00~4.20 187~2072.8~3.2 720~7402.8~3.0 700~720490217~248 (4.10~3.85) ≤80 3.1~3.2 670~700 3.90~4.102.8~3.0 660~6802Cr13①590235~269 (3.95~3.70) 980~1000油②≤603.1~3.2 650~6603.80~3.90235~269 (3.95~3.70) 空 ≤40 2.6~3.0 650~670590269~302 (3.70~3.50)油 41~1302.6~3.2 640~6603.70~3.90空 ≤40 2.6~3.0 590~610690286~321 (3.60~3.40) 油 41~100 2.6~3.2 580~590 3.50~3.60 3Cr13980～10202.8~3.0 710~730390192~241 (3.90~4.35) ≤100 3.1~3.3 690~7103.90~4.302.8~3.0 700~720490217~248(4.10~3.85) ≤100 3.1~3.3 680~700 3.90~4.052.8~3.0 670~6901Cr11MoV590235~269 (3.95~3.70) 1000~1030油 ≤60 3.1~3.3 660~680 3.80~3.90 590235~269(3.95~3.70) ≤150 3.0~3.4 680~700 3.90~3.70690269~302(3.70~3.50) ≤100 3.0~3.4 660~680 3.55~3.651Cr12W1MoV*735286~331(3.6~3.3) 1000~1050油 3.0~3.2 660~6702Cr12NiMo1W1V760293~331(3.55~3.35) 970~990 油 ≤200 660~680 3.55~3.45≤60 2.8~3.1 670~690590241~277 (3.70~3.50) 61~250 3.2~3.45 670~6803.60~3.80≤60 2.8~3.1 670~68030Cr2MoV735269~302(3.70~3.50) 940~960 油61~150 3.2~3.3 660~6803.55~3.65205≤187 ~1Cr18Ni9Ti 225(≥5.4) 1080~1100⽔ 5.0~5.1 800~820 4.75~4.85≤1871Cr18Ni9Ti 0Cr19Ni9205≥5.41050~1100⽔ ~ZG1Cr13 390187~217(4.40~4.10)1020~1040油梅花试棒~70700~720ZG2Cr13 440197~227(4.30~4.00) 980~1000空叶⽚本体 2.8~2.9 730~740 4.00~4.10ZG1Cr11MoV 490197~227(4.30~4.00 1020~1040油梅花试棒~70 700~720ZG1Cr12W1MoV490197~227(4.30~4.001020~1040油梅花试棒~70700~720精铸叶⽚ZG0Cr19Ni9190 1050~1100⽔ ~ ~注：①采⽤⽇本材料时，淬⽕温度为960～980℃，回⽕温度允许⽐表中温度⾼10~30℃。
机械设计常用材料及特性简介
结构钢是指符合特定强度和可成形性等级的钢。可成形性以抗拉试验中断后伸长率表示 。结构钢一般用于承载等用途，在这些用途中钢的强度是一个重要设计标准
模具钢大致可分为：冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、切 型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模 具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬 性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也
SUS410为马氏体不锈钢，淬透性好它具有较高的硬度，韧性，较好的耐腐性， 热强性和冷变形性能，减震性也很好。要求高温或低温回火，但应避免在370560℃之间进行回火处理 SUS420钢材高韧性，高硬度空冷淬硬高铬工具钢，比SKD钢材的硬度及韧性 好，高镜面、高耐蚀。热处理尺寸变化小，SUS420宜线割加工。 高硬度和较好的耐磨性能，在打磨时，它的缺点是粘性比较大，而且升温很 快，但它比任何碳钢都更容易打磨，用手锯切料也容易得多。440C的退火温度 很低，硬度通常达到HRC56-58，耐蚀性和韧性都很强，现更广泛应用于手制刀 及优质厂制刀具
不同
弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢 的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定 的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能 （特别是弹性极限、强度极限、屈强比）、抗弹减性能（即抗弹性减退性能，又称抗松 弛性能）、疲劳性能、淬透性、物理化学性能（耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等）。 为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量（高的纯洁度和均匀性）、良好的 表面质量（严格控制表面缺陷和脱碳）、精确的外形和尺寸
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数常用钢材的临界温度1.低碳钢：低碳钢的临界温度大约在723℃左右。
2.中碳钢：中碳钢的临界温度在723-900℃之间。
3.高碳钢：高碳钢的临界温度超过900℃。
热加工温度范围1.锻造：一般情况下，低碳钢的锻造温度范围为1000-1250℃，中碳钢的锻造温度范围为900-1100℃，高碳钢的锻造温度范围为800-1000℃。
2.滚轧：常见钢材的滚轧温度范围较宽，一般在800-1200℃之间。
3.淬火：淬火温度取决于钢材的合金成分和硬度要求等因素，一般在800-950℃之间。
4.高温热处理：高温热处理的温度范围较大，低碳钢的回火温度可以低至150℃，而高碳钢的回火温度一般在250-600℃之间。
1.淬火：淬火是通过加热钢材至适当的温度后迅速冷却，使其产生马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。
淬火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却介质等。
一般来说，加热温度越高，冷却速度越快，得到的马氏体含量越高，钢材的硬度和强度也就越大。
冷却介质通常使用水、盐水、油等，选择冷却介质要根据钢材的合金成分和所需硬度来确定。
2.回火：回火是指在淬火后加热钢材至适当温度后冷却，通过改变钢材的组织结构来调整其硬度和强度。
回火的工艺参数主要包括回火温度、回火时间和冷却速度等。
回火温度一般低于淬火温度，可以根据需要选择不同的回火温度来控制钢材的硬度和韧性。
回火时间越长，回火效果越明显。
冷却速度可以选择自然冷却或控制冷却，根据钢材的要求来确定。
总结常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数对于钢材的制造和使用具有重要作用。
通过合理的控制临界温度和选择适当的热加工温度范围，可以保证钢材的质量和性能。
而热处理工艺参数的选择则可以调节钢材的硬度、韧性和强度等性能，满足特定的使用需求。
因此，了解和掌握常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数是进行钢材生产和应用的基础。
钢铁材料的一般热处理一个表全懂了
将氮原子渗入钢件表层
常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件
提高钢件表层的硬度、耐磨性、
耐蚀性
类
别
(3)钢的氰化
将碳和氮原子同时渗人到钢件表层适用于低碳钢、中碳钢或合金钢零件，也可用于高速钢刀具
提高钢件表层的硬度和耐磨性
8．发黑
将金属零件放在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化，使金属零件表面生成一层带有磁性的四氧化三铁薄膜常用于低碳钢、低碳合金工具钢
使钢件获得较高的弹性、一定的韧性和硬度
(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
将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却
回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理的最后一道工序
①获得所需的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需的力学性能
细化晶粒，使钢件获得较高韧性和足够的强度，使其具有良好的综合力学性能
6．
时 效 处 理
(1)人工时效
将经过淬火的钢件加热到100～160℃，经过长时间的保温，随后冷却
消除内应力，减少零件变形，稳定尺寸，对精度要求较高的零件更为重要
(2)自然时效
将铸件放在露天；钢件(如长轴、丝杠等)放在海水中或长期悬吊或轻轻敲打 要经自然时效的零件，最好先进行粗加工
钢铁材料的分类、力学性能及热处理
钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、 分类及力学性能：1． 碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。
随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。
（1） 普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。
普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。
（2） 优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。
低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。
采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。
优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。
2． 合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。
它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。
合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。
3． 铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。
铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。
铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。
4． 铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。
铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。
但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。
常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。
钢材的热处理介绍
钢材的热处理介绍
一、铁碳平衡状态图
1、钢中铁碳合金基本金相组织及性能
2、铁碳合金基本组织分布状况-铁碳平衡状态图
注：①随着含碳量和所处温度不同，铁碳平衡状态的金相组织。
含量在1.0％以下，只有可能产生奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体；含碳量＞1.0％的，除上述四种外，还有莱氏体出现。
②同一含碳量的铁碳合金，随温升高或下降，金相组织的转变称为相变。
3、铁碳平衡状态图上的主要特性线
4、铁碳平衡状态图上的主要特性点
5、室温下铁碳合金平衡组织的名称
二、钢的热处理
钢的热处理有淬火、回火、退火和正火四种。
1、淬火
注：淬火代号为C，C47表示淬火回火至HRC45～50。
2、回火
3、退火
注：退火代号为TH。
TH185表示退火HBS170～200。
4、正火
注：①正火代号为Z，Z195表示正火后HBS 180～210；
②亚共析钢的淬火、退火和正火加热温度均在Ac3以上30～50℃，保温一段时间。
冷却速度不同，可得到三种不同热处理结果；
③回火则视低温、中温、高温要求不同，加热温度亦不同。
5、钢结构焊接件热处理方法
注：对中、高碳钢，合金钢和铸铁的焊接通常都要预热和焊后热处理
三、钢中主要合金元素的作用和有害杂质的影响
1、钢中合金元素的作用
2、钢中有害杂质的影响
注：氢、氧、氮统称钢中的有害气体；硫和磷为杂质元素。