经验公式确定钢的热处理温度
第六章钢的热处理工艺
淬火温度 亚共析钢淬火加热温度：Ac3以上30℃～50℃； 共析钢、过共析钢淬火加热温度：Ac1以上 30℃～50℃。
1.亚共析碳钢：
在淬火温度加热，为晶粒细小的奥氏体， 淬火后为细小的马氏体组织。 （1）加热温度过高：奥氏体晶粒粗化，淬 火得到粗大马氏体，钢脆化。 （2）加热温度过低：如在Ac1～Ac3之间， 加热时为奥氏体+铁素体。淬火后为马氏体 +铁素体(+残余奥氏体)，淬火硬度不足。
奥氏体化后碳浓度分布不均匀，过冷后渗碳 体形核，并长大，形成球状球状珠光体。
扩散退火 （均匀化退火） 将钢锭、铸件加热到略低于固相线温度(钢的熔点 以下100℃～200℃)，长时间保温并缓冷，使钢锭 等化学成分和组织均匀化。 加热温度高 Ac3或者Accm以上150-300℃ 退火时间：t=8.5+Q/4(Q为装炉量），一般扩散 退火时间为10-15小时。
2. 再结晶退火 （1）消除冷变形加工(冷轧、冷拉、冷冲)产生的畸 变组织； （2）消除加工硬化。 （3）加热温度为再结晶温度以上150 ℃ ～250 ℃ 。 （4）使冷变形后被拉长的晶粒重新形核长大为等轴 晶，消除加工硬化效果。
把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保温适当 时间，使新的等轴晶粒代替原来的变形晶粒，从而 消除加工硬化的热处理工艺。
扩散退火高温长时间加热奥氏体晶粒粗大，需要 进行完全退火或正火来细化晶粒。或消除过热的 缺陷
生产周期长，消耗能量大，成本高。所以 只适用于优质合金钢，存在严重偏析的合 金钢铸件。
去应力退火、再结晶退火 1.去应力退火 又称低温退火。它是将钢加热到500℃～650 ℃(Ac1 温度以下)，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温 的工艺方法。 目的：消除铸件、锻件和焊接件以及冷变形加工造 成的内应力。去应力退火温度低、不改变工件原 来的组织。 钢的保温时间为3min/mm，铸铁：6min/mm 冷却过程要缓慢以免产生新的应力。
淬火保温时间计算公式
淬火保温时间计算公式淬火保温时间是指钢材在淬火过程中需要保持在一定温度下的时间。
淬火保温时间的计算公式可以根据材料的化学成分、尺寸和所需淬火硬度来确定。
下面是淬火保温时间的计算公式的相关参考内容。
1. 基本公式通常情况下，淬火保温时间（t）与材料的直径（d）和最终淬火硬度（HRC）相关。
其中，保温时间与直径的关系可以用以下公式表示：t = k * d^n其中，k和n是经验常数，可以根据实际情况进行调整。
这个公式适用于一般的淬火材料。
2. 高合金钢的公式对于含有大量合金元素的高合金钢，可以使用以下公式计算淬火保温时间：t = k1 * d^m * (HRC - HRC0)^p其中，k1、m和p是经验常数，HRC0是材料的初始硬度。
这个公式适用于高合金钢的淬火过程。
3. 精确公式对于精确的淬火保温时间计算，可以使用以下公式：t = k2 * (d / √(HRC - HRC0))^3其中，k2是经验常数。
这个公式适用于要求较高的淬火过程。
4. 热处理参数确定除了淬火保温时间，还需要确定适当的淬火温度和冷却介质。
一般来说，淬火温度应根据材料的化学成分和所需的最终性能来选择。
而冷却介质可以根据材料的硬化性能和工艺要求来确定。
注意：以上公式和参数都是经验值，实际应用时需要结合具体材料和工艺要求进行调整。
此外，由于保温时间可能会受到许多因素的影响（如材料的热传导性能、环境温度等），所以实际应用时应综合考虑这些因素来确定最终的保温时间。
总结起来，淬火保温时间的计算公式是根据材料的化学成分、尺寸和所需淬火硬度来确定的，可以根据实际情况使用不同的公式。
在应用过程中需要结合具体材料和工艺要求进行调整，同时考虑其他因素的影响。
这样才能得到最适合的淬火保温时间，确保材料具有所需的性能。
45钢的正火工艺过程
将钢加热到一定的温度，经一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
1、碳钢的普通热处理工艺方法1）钢的退火钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。
此时,奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。
一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180~220）有利于下一步进行切削加工。
2）钢的正火钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒,改善了组织，消除了残余应力。
对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。
3）钢的淬火钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临），以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
4）钢的回火钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。
由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂。
因此,淬火钢必须进行回火处理.不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。
2、碳钢普通热处理工艺1）加热温度碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30～50℃选定。
但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。
热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。
但加热温度过低,也达不到要求。
表2-1碳钢普通热处理的加热温度方法加热温度(℃）应用范围退火 Ac3+(20~60）亚共析钢完全退火Ac1+(20～40) 过共析钢球化退火正火 Ac3+(50～100）亚共析钢Accm+（30~50）过共析钢淬火 Ac3+（30~70) 亚共析钢Ac1+(30~70）过共析钢回火低温回火 150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件中温回火 350～500 弹簧、中等硬度零件高温回火 500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件表2—2 常用碳钢的临界点钢号临界点(℃)Ac1 Ac3 Accm20钢 735 855 ——45钢 724 780 —-T8钢 730 —- ——T12钢 730 —- 8202）加热时间热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关.因此，要确切计算加热时间是比较复杂的。
加热与保温时间
热处理加热保温时间的369法则[我的钢铁] 2008-08-24 20:13:10本文介绍了用于热处理加热时保温时间的简单计算法则——369法则，实际生产表明，该369法则的实行有助于提高产品质量、提高生产率、降低生产成本、简化工艺。
该法则包括各种金属材料加热保温时的369法则，真空热处理的预热、加热、保温时的369法则，以及用于密封箱式多用炉热处理加热保温的369法则。
一、各种金属材料在空气炉中加热淬火保温的369法则1.碳素钢和低合金钢(45、T7、T8等)传统的碳素钢淬火加热时间的计算公式：T=K•αD(1)式中，T为加热时间min；K为反映装炉状况的修正系数，通常在1.0～1.3范围内选取；α为加热系数，一般在0.7～0.8min／mm；D为工件有效厚度。
在实际生产中，一般也根据经验和工件有效厚度(mm)来计算保温时间。
例如某45#钢工件的有效厚度为60mm，在空气炉中加热淬火保温时间大约是炉温到温后再保温60min，即工件的每1mm有效厚度加热1min，这是对于单件加热。
对于大批量生产，一炉装入很多工件，就只有根据实际经验延长保温时间或通过窥视孔，观察工件透烧后再保温一定的时问。
经验证明，如果按照369法则，对于碳素钢，保温时间仅需原传统保温时间的30％即可。
例如，对于采用箱式炉加热660mm直径的45钢工件，其保温时间公需60min×30％=20min。
2.合金结构钢(40Cr、40MnB、35CrMo)因为合金结构钢中添加了一些合金元素，在加热保温过程中为使碳化物均匀化需要一定的时间。
根据369法则，合金结构钢加热的保温时问可以是原来传统保温时间的60％。
例如用传统的公式计算的40Cr的保温时问如果为100min，根据369法则，新的保温时问为：100min×60％=60min。
3.高合金工具钢(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6、W8等)对于这些合金元素含量较高的钢种，合金碳化物较多，因此需要较长的保温时间，使其均匀化。
淬火工艺守则
淬火工艺守则淬火是热处理的主要工序之一。
就钢铁材料而言，它是把工件加热到预期的温度。
保温一定时间，然后在选定的冷却介质中冷却，以获得马氏体等组织的一种操作。
淬火工序严格操作就为回火工序的正常进行创造条件。
如果淬火工序马虎，就会造成产品的返修或报废。
为此，在淬火过程中，必须严格按工艺进行。
一、淬火工艺总则1、淬火加热温度：正确的选择淬火加热温度是保证得到预期的淬火后的金相组织和机械性能的重要条件。
钢铁材料的成分不同，其加热温度各不相同。
就碳素钢而言，Fe-Fe3C系平衡相图就是其加热温度选择的重要依据。
G对合金钢而言，由于其合金成分不相同，所以，加热温度不相同。
设备：中温盐浴炉5CrMnMo钢热锻模淬火工艺曲线设备：箱式电阻炉淬火有时个别零件需要表面淬火而高频由于条件所限,不能处理时，用盐炉快速加热,加热温度一般为其钢牌号的正常加热温度高出100℃以上.但是形状特别复杂的零件不宜采用.2、加热时间：加热时间由工件的升温时间和保温时间两部分组成，过长的加热时间会使工件晶粒粗大，增加工件淬火后的脆性，从而降低工件的机械性能。
此外，还易使工件表面氧化及脱碳，造成能源浪费。
反之，加热时间过短又往往达不到预期的淬火目的。
所以，一般采用其实际保温时间约占加热时间的1／2－2／3。
(1)在实际生产中根据设备条件,产品材料成分、几何尺寸、装炉量各不相同，加热时间也不相同。
经验公式计算：t = 加热时间（分）H = 工件有效厚度（MM）盐炉加热时间：碳钢t = (0.25-0.5)H(分)合金结构钢t = (0.5-1)H(分)(2)中温电阻炉加热时间计算：碳钢：t = (1-1.5)H(分)合金结构钢：t = (1.5-2)H(分)箱式电阻炉装活只准单层装炉加热不准层叠装炉加热。
工件距电阻丝和后墙>100MM，距炉门口400－450MM。
井式电阻炉装活单吊装炉加热。
(3)气体渗碳炉不准做淬火加热用，如需用时经研究后是否能使用。
碳钢的热处理及性能分析【最新资料】
碳钢的热处理及性能分析时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定（如图所示）。
对亚共析钢，其加热温度为℃，若加热温度不足（低于），则＋淬火后可得到细小的它直接影响到钢淬火后的组织以保证以减使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定鼻不同的冷却介质在不同的温度范围内的实验二金相试样的制备与观察一、实验目的1.学习金相试样的制备方法。
二、实验设备、仪器及材料用品抛光机、各型号砂纸、抛光磨料、试样、浸蚀剂、吹风等。
三、实验步骤金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、浸蚀四个步骤。
制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、水迹。
1.取样取样的部位和磨面应根据检验目的选取具有代表性的部位。
例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。
试样的截取方法很多，例如用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。
为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。
金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。
根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。
我们所用试样为车削好的Φ10×20的45钢试样。
2.磨制这是最关键的步骤，磨制质量的好坏直接决定了试样的好坏。
①粗磨将试样在砂轮上或用粗砂纸之成平面。
磨制时使试样受力均匀，压力不要太大。
②精磨粗磨好的试样用清水冲干后，依次用01、02、03、04号金相砂纸把磨面磨光。
磨制时应把砂纸放在玻璃板或平整的桌面上，左手按住砂纸，右手握住试样，用力均匀、平稳，沿一个方向反复进行，直到旧的磨痕被去掉，不要来回磨制。
注意：在调换更细一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90º角，使新、旧磨痕垂直。
3.抛光抛光的目的是去除磨面上细的磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。
常用钢热处理回火计算
H=73-(1/14)T60Si2Mn860/
油
H=68-(1/11250)T265Mn820/
油
H=74-(3/40)TT8800/水 H=78-(7/80)TT10780/水
H=82.7-(1/11)TCrWMn830/
油
H=69-(1/25)TCr12980/
油
H=64-(1/80)T(T<500)H=107.5-(1/10)T
还应选择正确的淬火介质,使冷却能力满足工艺 要求;钢材按要求进行预备热处理;(4)考虑到随 机因素的影响,钢材热处理后,回火实际硬度和 温度与计算所得数允许有 5%的误差。
0c07f2c
0c07f2c
用说明:(1)要求原材料化学成分及力学性能符 合国家技术标准(GB、 YB 等),最大外经(或相对厚 度)接近或小于淬火临界直径。(2)在淬火温度、 回火时间为定值的条件下,回火方程仅适用于常 规淬火、回火工艺;不可用于亚温淬火、复合热 处理、形变热处理等工艺。(3)在热处理过程中,
(T>500)Cr12MoV1000/
油
H=65-(1/100)T(T<500)9CrSi865/
油
H=69-(1/30)T5CrNiMo855/
油
H=72.5-(1/16)T5CrMnMo855/
油
H=69-(3/50)TW18Cr4V1280/
油
H=93-(3/31250)T2GCr15850/油 H=733-(2/3)T 使
H=62-(1/9000)T220Cr890/
油
H=50-(2/45)T38CrMoAl930/
油
H=64-(1/25)T(T<550)H=95-(1/10)T(T&
热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验
热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验一、实验目的1.论述T10钢球化退火和780℃淬火后的组织和硬度。
2.探索了改变原始组织和热处理工艺（淬火温度）对其的影响。
二、概述T10钢是一种最常用的工模具钢，热处理后要求有高的硬度59—65HRC、强度、耐磨性及适当的韧性等；T10钢ACm为800℃，通常采用球化退火、Ac1+(30~50)℃淬火及170℃~200℃回火的传统热处理工艺。
通常认为这可使钢获得具有最佳配合的强度和韧性。
一些工厂的生产实践表明，T10钢制冷变形模具使用寿命较低，易出现壁裂、崩刃和折断等，以致过早报废。
为此，我们探索改进T10钢的热处理工艺。
三、实验步骤二实验过程1.试验方法试验用T10钢的成分见表1。
选用粒状珠光体及片状珠光体两种原始组织，前者试样仅用780℃传统工艺淬火，而后者试样则用740、780、840、900℃四种淬火温度，随后进行机械性能检测试验。
表1 T10钢的化学成分2.试样的热处理2.1预备热处理2.2.1正火T10钢的ACm 为800℃，正火温度约为ACm+30~50℃，故取840℃。
用下列经验公式计算加热时间：aKDT公式中T——加热时间，min；a——加热时间系数，min/mm，（碳钢取0.8~1.2 min·mm-1）；K——装炉修正系数；D——工件有效厚度，mm。
正火工艺参数见表2，工艺曲线见图1。
表2 正火工艺参数温度T/℃图1 正火工艺曲线正火后组织图见图2 时间t/min840℃550℃图2 正火后组织（×400） 2.1.2球化退火T10钢锻坯经10kw 箱式电炉等温球化退火，在770 ℃保温2 h ，再冷到680℃，保温4小时，出炉空冷。
机械加工后的机械性能、淬透性及金相试样，一部分按传统工艺热处理，以作对比。
球化退火工艺参数见表2。
球化退火工艺曲线见图3。
图3球化退火工艺曲线 球化退火后组织如图4所示时间t/min770℃温度T/℃ 680℃图4 等温球化退火后组织（×400）2.2最终热处理所有试样在箱式炉内进行最后热处理，等温球化退火试样淬火加热780℃，正火试样淬火加热分别为740、780、840、900℃保温，用水淬火，200℃回火，然后磨加工到规定尺寸。
金属材料及热处理实验报告
金属材料及热处理实验报告学院：高等工程师学院专业班级：冶金E111姓名：杨泽荣学号： 411020102014年6月7日45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定目录一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1.加热温度的选择 (1)2.保温时间的确定 (2)3.冷却方法 (3)三、实验材料与设备 (4)1.实验材料 (4)2.实验设备 (4)四、实验步骤 (4)1.试样的热处理 (4)1.1淬火 (4)1.2回火 (5)2.试样硬度测定 (5)3.显微组织观察与拍照记录 (5)3.1样品的制备 (5)3.2显微组织的观察与记录 (6)五、实验结果与分析 (6)1.样品硬度与显微组织分析 (6)2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6)2.1淬火温度的影响 (6)2.2淬火介质的影响 (7)3回火温度对钢组织与性能的影响 (7)3.1回火温度对45钢组织的影响 (7)3.2回火温度对 45 钢硬度和强度的影响 (7)4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8)4.1合金元素对钢的淬透性的影响 (8)4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 (9)5碳含量对钢的淬硬性的影响 (9)六、结论 (9)参考文献 (9)一、实验目的1.掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。
2.研究加热条件、保温时间、冷却条件与钢性能的关系。
3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。
4.观察钢经热处理后的组织，熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。
5.了解金相照相的摄影方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。
正确选择这三者的规范，是热处理成功的基本保证。
热处理常用计算公式
B——160~180D/min 关小排气孔
C——105~115D/min 调节排气孔
D——120~130D/min
E——120~130D/min
三、反映淬透性的碳当量（Cep）计算
Cep
C
1 6
Mn
1 15
Ni
1 5
Cr
1 4
Mo
113Cu
1 2
P
10
四、 因态金属熔点的估算 七熔 1535 65[C] 30[P] 25[S] 20[Ti] 8[Si] 5[Mn] 4[Ni] 2[V ] 2[Mo] 80[B] 1.5[Gr] 1[W ] 1300[H ] 90[N ] 80[O]C
热处理常用计算公式
一、 高斯误差函数（根据菲克第一、第二定律及边界条件导出）
x
c c0 1
cs c0
2
2 dt
e 2 cl
0
1 erf ( 2
x) dt
注：C——在时刻 t 离表面距离为 x 处的浓度； c0 ——原始的
均一浓度； cs ——恒定值的表面浓度
二、 气体渗碳层深、温度、时间、碳势之相关经验公式
1. F.E 哈里斯（F.E.Harris）
(1) H bboe8287 / T t ( H 为渗碳层深) (2) D 31.6 t 106700T （ D 为全渗碳层深）
（ T •F 4bo• 金兰绝对温度） (3) D 800 t 10 3700 t （T 为开尔文绝对温度）
2. F.E.Harris 公式简化
(6) Ae1 755 33[C] 23[Si] 18[Mn] 17[Cr] 5[Mo] 16[V ]C
10
2. 上临界点（ Ac3 ）的近似计算：
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钢的热处理工艺设计经验公式------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------1 钢的热处理正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s);D使工件有效厚度（mm）；K是加热时间系数（s/mm）。
K值的经验数据见表1。
表1 K值的经验数据正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度低碳钢：T=Ac+（100～150℃）（2）3+（50～100℃）（3）中碳钢：T=Ac3+（30～50℃）（4）高碳钢：T=ACm+（30～80℃）（5）亚共析钢：T=Ac3+（30～50℃）（6）共析钢及过共析钢：T=ACm淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）；a —到达淬火温度的加热系数（min/mm ）；b —到达预热温度的加热系数（min/mm ）；c —到达二次预热温度的加热系数（min/mm ）；K —装炉修正系数；D ︱--工件的有效厚度（mm ）。
在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a 多采用1～mm ；b 为～2min/mm （高速钢及合金钢一次预热a=～；b=～；二次预热a=～；b=～；c=～），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a 约为～20秒/毫米，系数b 不用另加。
若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。
工件装炉修正系数K 的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K淬火加热温度按常规工艺,亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3＋（30～50℃）； （10）共析和过共析钢为Ac 1＋（30～50℃）； （11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1（或Ac 3）＋（50～100℃） （12） 回火加热时间对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：t=aD+b （13）式中t—回火保温时间（min）；D—工件有效尺寸；（mm）；a—加热系数（min/mm）；b—附加时间，一般为10～20分钟。
盐浴的加热系数为～mm；铅浴的加热系数为～mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为～mm；箱式电炉加热系数为2～mm。
回火加热温度钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：钢的回火温度的估算,T=200+k(60-x) （14）式中: x —回火后硬度值,HRC；k—待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x≤30,k=12。
大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力学性能相同。
因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态(回火1h)时方可使用，实际生产应用受到限制.为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，文献中导出如下回火公式：(1)在200～40O℃范围：HV=640-(T-20)×+×366+( T-200)×（15）(2)在400～600℃范围:HV=×103/T-(1gt一×(T-400)×（16）式中T--回火温度℃t--回火时间，min对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好,较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。
2 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算2.1 AC1和AC3温度的经验公式A C1和AC3分别表示在加热过程中组织开始转变为奥氏体和全部转变为奥氏体时的温度，它们对钢的热处理工艺的制定以及新材料和新工艺的设计都具有重要意义。
因此，对AC1和AC3的预测具有较大的理论和应用价值。
Andrews搜集了英，德，法，美等国家的资料通过对大量试验数据进行回归分析，获得了根据钢的化学成分计算AC1和AC3温度的经验公式：AC3(℃)=910 - 203C1/ 2- + + 104V + + (17)AC1(℃)=723–– + 29Si + + 290As + (18)式中的元素符号代表其含量 (质量分数，wt%，下同) ，适用钢的成分范围为：≤0.6C, ≤, ≤5Cr , ≤5Ni , ≤。
公式(1)～(2)表达了钢的AC1和AC3与化学成分之间的关系，其优点是形式简明、直观，便于应用。
钢奥氏体化后冷却时,奥氏体开始转变为马氏体的温度Ms（℃）Ms=550-350C-40Mn-35V-20Cr-17Ni-Cu-10Mo-5W+15Co+30Al+0Si （19) Ms=561-474C-33Mn-17Cr-17Ni-21Mo (20)式(19),(20)适用于中低碳钢。
Ms=-423C (21)式(21)适用于%≤C≤%,%≤Mn ≤%,%≤Si ≤% ,0≤Ni≤%,0≤Cr≤% ,0≤Mo≤%。
注意 ,上述 Ms点的计算公式主要用于亚共析钢;对于过共析钢,由于淬火加热温度对奥氏体的成分影响较大,故根据钢的成分来计算Ms点是没有意义的。
Ms=++33+28+1677 (22)式(22)适用于SUS类不锈钢(日本)。
奥氏体转变为马氏体(M)的终了温度Mf(℃)Mf点根据不同的马氏体转变量的计算公式:Mf=(100%M)=Ms-(215±15) (23) Mf=(90%M)=Ms-(103±12) (24) Mf=(50%M)=Ms-(47±9) (25)Mf=(10%M)=Ms-(10±3) (26)贝氏体组织开始转变的温Bs(℃)Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo (27)钢的再结晶温度TR(K)TR= (28)式中: Tm—钢的熔点温度,K。
3 钢在空气炉中加热时间(考虑节能)的计算按工件形状确定加热时间t(min)t = kiw (29)式中:ki—形状系数,k圆柱=1/6～1/9,k板=1/3～1/6,k薄壁管=(δ/D<1/4)=1/4～1/5,k厚壁管(δ/D>1/ 4) = 1/2～1/4 ;w—形状特征尺寸,直径、板厚或壁厚,mm。
按实际装炉量确定加热时间t(min)t=～∑Gw (30)式中:∑Gw—装炉工件总重量,kg。
式(30)适用于45kW箱式电炉加热。
4 钢的临界冷却速度的计算钢在油中淬火时心部得到马氏体的临界冷却速度νM(℃/h)logνM=-4.62C+++++ (31)式中: PA—奥氏体化参数(加热时间×加热温度,此处加热时间为1h)。
钢在油中淬火时心部得到贝氏体的临界冷却速度νB(℃/h)logνB=-3.80C+++++ (32)钢在油中淬火时心部得到珠光体-铁素体混合物的临界冷却速度νPF(℃/h)logνPF=-0.43C+++++ (33)钢在油中淬火时心部得到50%马氏体+50%贝氏体的临界冷却速度ν50MB(℃/h)logν50MB=-4.13C+++++ (34)式(31)～(34)适用条件:C≤%,Mn≤%,Ni≤%,Cr≤% ,Mo≤% ,Mn+Ni+Cr+Mo≤%。
5 钢的淬火冷却时间的计算钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s)ty=12+(3～4)D (35)式中:D—淬火工件危险截面厚度,mm。
钢Ms 点上分级冷却时间tf(s)tf=30+5D （36）6 钢的淬火硬度的计算钢终端淬火试验时,距试样顶端4～40 mm范围内各点硬度H4～40 (HRC) =88C 1/2C2+19Cr1/2+ 1/2+16Mn 1/2+35Mo 1/2H4～40+5Si 1/2-0.82G-20E 1/2+ (37)式中: E—到顶端距离,mm;G—奥氏体晶粒度。
钢的最高淬火硬度,即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC)Hh=30+50C (38)钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得50%马氏体时的硬度Hl(HRC)Hl=24+40C (39)钢淬火组织为马氏体时的硬度HVMHVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logνM (40)钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVBHVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logνB(89+54C-55Si-22Mn- 10Ni-20Cr-33Mo) (41)钢淬火组织为珠光体- 铁素体的硬度HVPFHVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logνPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) (42)式(40)～(42)适用条件同式(31)～(33)。
7 钢回火后硬度的计算钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVMHVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) (43)式中: PB—回火参数(回火温度×回火时间,此处加热时间为1h)。
钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVBHVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) (44)式(42) , (43) 适用条件:C≤% ,Mn≤%,Si≤%,Cr≤%,Mo≤%,Ni≤%,V≤%,Mn+Ni+Cr+Mo≤%。
钢回火后硬度回归方程HRC=0.66CM (45)式中: T—回火温度, ℃;CM—钢的含碳量或碳当量,%;CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+（Ni+Cu）/15 (46) 45钢回火后硬度回归方程HV=640-(T-200) +(T-200)(logt- (47)20≤T≤400HV=×104/T- -(T-400) (48)400≤T≤600式中: t—回火时间,min。
8 钢的回火温度的估算(适用于碳素钢)T=200+k(60-x) (49)式中: x—回火后硬度值,HRC;k—待定系数,对于45钢,x>30,k=11;x≤30,k=12。
9钢的力学性能的换算切削性能M=（50）T=（51）M是扭矩，T是轴向推力，t是进给量，D为钻头直径，HB是布氏硬度。
抗拉强度 b×MPa)与布氏硬度HB普通碳钢及合金钢σb≈1/3HB≈= （52）铸铁σb=(.030～HB (53)灰口铸铁σb=1/6(HB-40) (54)屈服极限σs（MPa）与抗拉强度σb（MPa）退火状态结构钢σs=（～）σb (55)调质状态结构钢σs=（～）σb (56)（MPa）与抗拉强度σb（MPa）对称弯曲疲劳极限σ-1碳钢（奥金格公式）=±σb，σb<1200MPa (57)σ-1合金钢（茹科夫公式）σ-1=σb+，σb>1200MPa (58)铸铁（莫尔公式）σ-1=σb+ (59)对称拉压疲劳极限σ-1p （MPa）与对称弯曲疲劳极限σ-1（MPa）普通钢σ-1p =σ-1(60)铸铁σ-1p =σ-1(61)剪切强度Γb（MPa）与抗拉强度σb（MPa）退火钢及碳钢Γb=（～）σb，σb<700MPa (62)中高强度钢Γb=（～）σb，σb=800～1200MPa (63)生铁Γb=（～）σb (64)对称扭转疲劳极限Γ-1（MPa）与对称弯曲疲劳极限σ-1普通钢Γ-1=σ-1 (65)铸铁Γ-1=σ-1 (66)解除疲劳极限σRH(MPa) 与布氏硬度（HB）(应力循环基数为107)σRH=280(HB-25),HB>400 (67)σRH=290(HB-30),HB<400 (68)钢的硬度换算HRC≈HS-15 (69) HV≈HB,HB<450 (70) HS≈1/10HB+12 (71)HB≈10HC,HB=200～600 (72)10 由钢的化学成分估算力学性能求屈服比（屈服极限σs/抗拉强度σb）(1)油夜淬火调质σs/σb(﹪)σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V (73)式中，金属元素重量百分数（﹪）适用范围：Si≤﹪，Mn≤﹪，Cr≤﹪，Mo≤﹪，Ni≤5﹪，V≤﹪。