介绍热处理工艺和获得的主要组织
热处理知识
球化退火球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。
将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。
这些钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。
另外对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保温后等温冷却或直接缓慢冷却。
在球化退火时奥氏化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。
因此，它不可能消除网状碳化物，如过共析钢有网状碳化物存在，则在球化退火前须先进行正火，将其消除，才能保证球化退火正常进行。
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。
要知道 AC1线是什么，就一定要弄懂铁碳合金状态图。
见图。
因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线。
AC1线和AC3线是略比A1线和A3线上移的类似特性线。
铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。
各种热处理工艺介绍
第4章热处理工艺热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。
4.1钢的普通热处理4.1.1退火将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。
退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。
退火的目的：z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工；z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备；z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。
退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。
一、退火方法的分类常用的退火方法，按加热温度分为：临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火碳钢各种退火和正火工艺规范示意图：1、完全退火工艺：将钢加热到Ac3以上20~30℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。
完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。
低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3CⅡ会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。
目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。
亚共析钢完全退火后的组织为F+P。
实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。
2、等温退火完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。
如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。
工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使AÆP然后空冷至室温的热处理工艺。
金属热处理方法及工艺介绍
金属热处理方法介绍
表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热 处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部， 使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较 大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处 理的主要方法，有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理，常 用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
淬火→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
金属热处理方法介绍
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。 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“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。
金属热处理方法介绍
另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热 温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微 组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表 面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间或保温时间很 短，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺 不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢， 正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而 有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬 硬。
获得复合组织(马氏体加下贝氏体)的热处理工艺
获得复合组织(马氏体加下贝氏体)的热处理工艺获得复合组织（马氏体加下贝氏体）的热处理工艺是一种在金属材料中调控组织结构的方法。
通过合理的热处理工艺，可以使金属材料具备优异的力学性能和耐磨性。
马氏体和贝氏体是金属材料中常见的两种重要的组织形态，它们对材料的性能有着重要的影响。
马氏体是一种由强化的金属原子组成的针状组织，具有高硬度和强度。
贝氏体则是一种由针状马氏体组成的板条状组织，具有良好的韧性和韧度。
获得复合组织的热处理工艺主要包括以下几个步骤：1. 固溶处理（Austenitizing）：将金属材料加热到足够高的温度，使其完全溶解为奥氏体组织。
这个温度通常处于材料的固溶区域。
2. 快速冷却（Quenching）：将加热至固溶温度的金属材料迅速冷却，以产生马氏体组织。
快速冷却可以通过水淬、油淬或气体淬等方式实现。
3. 时效处理（Tempering）：将冷却至室温的金属材料再次加热到适当的温度区域，保持一定时间后再冷却。
这个过程称为时效处理，目的是退火和弛豫材料，以减少内部应力。
通过以上步骤，可以在金属材料中获得复合组织，即马氏体加下贝氏体。
这种组织具有马氏体的高硬度和强度，同时又具备贝氏体的良好韧性和韧度。
这种组织结构对于一些要求高强度和耐磨性的金属零件和工具非常重要。
需要注意的是，热处理工艺的参数选择和控制对于获得理想的复合组织非常关键。
包括固溶温度的选择、快速冷却速率的控制、时效处理温度和时间的确定等。
每种金属材料的热处理工艺都存在着最佳的参数范围，需要根据具体情况进行优化。
总而言之，获得复合组织（马氏体加下贝氏体）的热处理工艺是金属材料加工中的一个重要技术。
通过合理选择和控制热处理工艺参数，可以在金属材料中获得理想的组织结构，从而达到优异的力学性能和耐磨性。
这对于提高金属零件和工具的性能，提高其使用寿命具有重要意义。
热处理工艺
zwb39242007-06-30 09:11热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。
所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行，这三个阶段可用冷却曲线来表示（如图所示）。
不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸，只改变材料内部的组织与零件的性能。
所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷，更重要的是改善和提高钢的性能，充分发挥钢的性能潜力，这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；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。
热处理基本知识及工艺原理
将淬火后的金属材料加热到适当温度，保温一定时间后冷 却至室温。回火可以消除淬火产生的内应力，提高金属材 料的韧性和塑性。
02
热处理工艺原理
加热与冷却
加热
热处理过程中，将金属材料加热至所 需温度，以实现所需的相变和组织转 变。加热方式包括电热、燃气热、微 波加热等。
冷却
热处理过程中，金属材料在加热后需 进行冷却，以控制相变和组织转变的 过程。根据冷却速度的不同，可分为 缓慢冷却和快速冷却。
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热处理的分类
1. 退火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却至 室温。退火可以提高金属材料的塑性和韧性，消除内应力 。
3. 淬火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后快速冷却至 室温。淬火可以提高金属材料的硬度和耐磨性，但可能导 致内应力增大。
2. 正火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后在空气中自 然冷却。正火可以提高金属材料的强度和韧性，细化组织 结构。
离子注入技术
将具有特定能量的离子注 入材料表面，改变其物理 和化学性质，提高耐磨、 耐腐蚀等性能。
提高热处理效率与节能减排
高效加热方式
采用电磁感应、微波加热 等高效加热方式，缩短加 热时间，提高热处理效率。
余热回收利用
对热处理过程中的余热进 行回收和再利用，减少能 源浪费，降低碳排放。
环保材料与工艺
热处理基本知识及工艺艺原理 • 常见热处理工艺 • 热处理的应用 • 热处理的发展趋势与挑战
01
热处理基本概念
热处理的定义
热处理：通过加热、保温和冷却等工 艺手段，改变金属材料的内部组织结 构，以达到改善其性能、满足使用要 求的一种工艺方法。
常用的热处理工艺及目的
常用的热处理工艺及目的
一、常用热处理工艺：
1、回火：通过加热和慢速冷却，以改善金属材料机械性能和提高组
织稳定性。
2、正火：用于改善金属材料的组织结构，改善其界面性能。
3、退火：通过加热和慢速冷却，以减软、增韧和提高可塑性的目的
而进行热处理。
4、淬火：通过加热和快速冷却的热处理，使金属材料具有高的强度、韧性和良好的耐磨性。
5、硬质化处理：使金属材料具有超强的硬度和韧性，提高耐磨性和
热强度。
6、马氏体稳定化处理：针对一些特定材料，利用恒定温度和时间，
使马氏体组织达到稳定。
7、球化处理：通过加热和冷却，使金属材料表面组织形成球状结晶，从而改善表面性能。
8、脆化处理：通过调节温度和时间，使金属材料变得脆性，以便后
期的热处理。
二、常用热处理的目的：
1、为了改善金属材料的机械性能，提高其强度、韧性和硬度等。
2、为了改善金属材料的抗磨性，耐腐蚀性和热强度等。
3、为了改变材料组织结构，改善显微组织形貌，改变金属材料的晶粒大小。
4、为了改善金属材料的界面性能，使其变为球状结晶，从而改善了其可塑性和抗锈腐性。
热处理工艺的原理和应用
热处理工艺的原理和应用热处理工艺的概述•热处理工艺是将金属材料经过加热、保温和冷却等过程，以改变其微观结构和性能的技术方法。
•热处理工艺主要包括退火、正火、淬火、回火等几种常用方法。
热处理工艺的原理1.退火–通过加热材料到一定温度，然后缓慢冷却，使材料达到均匀细小的晶粒结构，以提高材料的塑性和韧性。
–退火工艺可分为全退火、球化退火、回火退火等。
2.正火–通过加热材料到一定温度，然后迅速冷却，使材料形成马氏体组织，以提高材料的硬度和强度。
–正火工艺常用于钢材的处理。
3.淬火–通过加热材料到一定温度，然后迅速冷却，使材料快速形成马氏体组织，以提高材料的硬度和强度。
–淬火工艺常用于钢材的处理。
4.回火–在淬火后，通过加热材料到一定温度并保温一段时间，然后冷却至室温。
–回火工艺可减轻淬火产生的内应力，提高材料的韧性和硬度。
热处理工艺的应用•热处理工艺广泛应用于金属材料的制造领域，包括钢铁、铜、铝、镁等金属。
•在钢材的生产中，热处理工艺可改变钢材的组织结构和性能，增加钢材的硬度、韧性、耐磨性等特性。
•在铝合金的生产中，热处理工艺可改变铝合金的晶粒结构，提高其强度和抗腐蚀性能。
•在汽车、航空航天、造船等行业中，热处理工艺应用于零部件的制造，以提高零部件的硬度、耐磨性和强度，提高产品的质量和安全性能。
•在电子设备的制造中，热处理工艺应用于半导体材料的制备，以提供半导体材料的特殊电学和磁学性能。
热处理工艺的优点•可改善金属材料的物理性能，提高材料的硬度、韧性、强度等。
•可改变材料的晶粒结构和组织，提供特定的材料性能。
•可改善材料的表面质量，提高耐磨性和耐腐蚀性。
•可通过控制热处理工艺参数，实现材料性能的调控和优化。
热处理工艺的注意事项•热处理工艺的参数，包括加热温度、保温时间、冷却速度等，需要根据材料的类型和要求进行合理选择，以避免材料的过热或过冷现象。
•热处理工艺需要严格控制各个环节的温度和时间，以保证工艺的有效性和一致性。
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热处理工艺是一种通过对材料进行加热和冷却，以改善其物理性能和结构的工艺。
在热处理过程中，材料会经历一系列的相变和组织结构的改变，从而获得所需的性能。
以下是对热处理工艺和获得的主要组织的介绍：
一、热处理工艺
1.1 加热
热处理的第一步是加热材料至一定温度。
加热温度取决于材料的类型和所需的性能。
在加热过程中，材料内部的晶粒会开始发生变化，原子开始重新排列。
1.2 保温
加热至一定温度后，需要保持一定时间，以保证材料内部的结构和晶粒得到充分的改变和调整。
这个过程称为保温。
1.3 冷却
经过保温后，材料需要经历冷却过程，使其内部结构和晶粒固定在所需的状态。
二、获得的主要组织
2.1 贝氏体组织
在热处理过程中，当材料经过加热和快速冷却时，会形成一种具有高硬度和韧性的组织，称为贝氏体组织。
它通常是棒状或片状的形式存在。
2.2 马氏体组织
在热处理中通过适当的加热和冷却条件，材料会形成马氏体组织。
这种组织具有良好的强度和耐磨性，可以提高材料的使用寿命。
2.3 淬火组织
淬火是指将材料加热至一定温度后经过急冷处理，形成均匀的马氏体组织的过程。
获得的淬火组织具有高硬度和强度，常用于制造工具和刀具等领域。
2.4 回火组织
回火是指在淬火后，将材料重新加热至较低温度并保温一段时间后进行缓慢冷却的过程。
这样可以降低材料的脆性，提高其韧性和强度。
2.5 沉淀硬化组织
通过加热和保温处理，使材料中的溶质元素形成沉淀物，从而增强材料的硬度和强度。
以上是关于热处理工艺和获得的主要组织的介绍。
热处理工艺在材料加工和制造领域起着非常重要的作用，通过合理的热处理工艺可以使
材料获得所需的性能，满足不同工程应用的要求。
3. 金相组织
热处理工艺不仅可以对金属材料进行处理，对于一些金属合金材料也
同样适用。
经过热处理后，材料的金相组织会得到改善，从而提高其
硬度和耐磨性。
金相组织的改善可以使金属材料具备更广泛的应用范围，包括航空航天、汽车制造和机械制造等领域。
4. 热处理工艺在不同材料上的应用
热处理工艺可以应用于各种金属材料，包括碳素钢、合金钢、不锈钢、铝合金、铜合金等。
针对不同材料，热处理工艺的具体工艺参数和处
理方法也会有所不同，以获得最佳的组织和性能。
4.1 碳素钢
碳素钢是一种含有碳元素的金属材料，在热处理过程中，通过调整加
热温度和冷却速率可以获得不同的金相组织，如马氏体、贝氏体等，
并且可以调整材料的硬度、强度和韧性，以满足不同使用要求。
4.2 合金钢
与碳素钢相比，合金钢中含有多种合金元素，通过热处理可以使这些
合金元素形成强化相和沉淀相，从而提高材料的硬度和耐蚀性，适用
于一些高温高压和腐蚀性环境。
4.3 不锈钢
不锈钢是一种耐蚀性能较好的金属材料，经过热处理可以改善材料的
金相组织，使其具有更高的硬度和耐磨性，提高其加工性能和使用寿命。
4.4 铝合金
铝合金在航空航天和汽车制造领域应用广泛，经过热处理可以提高材料的强度、硬度和耐蚀性，同时提高其热处理时效析出的沉淀相，从而改善材料的整体性能。
4.5 铜合金
铜合金经过热处理后可以提高其硬度和强度，同时改善其导热性和电气性能，适用于电子器件、导电材料等领域。
5. 热处理工艺的发展趋势
随着材料科学技术的不断发展和创新，热处理工艺也在不断地进行改进，以满足不同材料和工程应用的要求。
未来热处理工艺的发展趋势主要表现在以下几个方面：
5.1 智能化和自动化
随着信息技术的迅速发展，传感器、数据采集系统和智能控制技术的应用，热处理工艺将更加智能化和自动化。
通过对加热、保温和冷却过程进行实时监测和控制，可以确保热处理过程的稳定性和一致性。
5.2 精准化和定制化
针对不同材料和工程需求，热处理工艺将更加精准和定制化。
通过对
不同材料的特性和需求进行深入研究，设计出更加适合的热处理工艺
方案，以满足不同工程应用的要求。
5.3 低能耗和环保
未来热处理工艺将更加注重节能和环保。
通过优化热处理工艺参数和
采用节能环保的加热和冷却设备，减少能源消耗和环境污染，实现可
持续发展。
5.4 多功能化
热处理工艺将向多功能化方向发展，不仅可以改善材料的硬度和强度，还可以调整其导热性、磁性等性能，以满足日益复杂的工程需求。
总结：
热处理工艺是一项非常重要的材料处理技术，通过对材料进行加热、
保温和冷却，可以改善其组织结构和性能，满足不同工程应用的要求。
随着材料科学技术的不断发展，热处理工艺也在不断创新和改进，未
来将更加智能化、精准化和环保。
相信随着科技的不断进步，热处理
工艺在各种领域会发挥更加重要的作用。