钢的五种热处理工艺
第6章 钢的热处理
保温
普通热处理
退火、正火、淬火、回火。
表面淬火
表面热处理
时间
化学热处理
预备热处理、最终热处理 毛坯成型 → 预备热处理 → 机械加工（粗加工）→ 最终热处理 → 精加工
5 状态图中三条重要线及加热和冷却速度对线的位置的影响
A3 A1 0 0.77 2.11 4.3 6.69
硬度650HB，塑性和韧性差
原因：碳过饱和程度大，晶格畸变大，
淬火内应力大，存在显微裂纹，
容易导致脆性断裂的出现，微 细孪晶存在破坏了滑移系使脆 性增大，塑性和韧性差。
孪晶M
M的硬度主要取决于含碳量
M 转变是在 Ms ～ Mf 进行。
残余A量随含碳量的增多而增多，即C↑ → A残↑
（三）影响C曲线的因素
1 碳的影响
亚共析钢和过共析钢C曲线上部
多出一条先共析相析出线。
A过转变前，亚共析钢析出F，过共析钢析出Fe3C 剩下的Ａ过达到共析成分，再发生Ｐ类型转变。
共析钢C曲线最靠右，所以：共析钢A过最稳定。
亚共析钢随含碳量↑， C曲线向右移， A过稳定性↑。
过共析钢随含碳量↑， C曲线向左移， A过稳定性↓。
A+F F+P
A + Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ
2 冷却介质的选择
保证有足够的冷却速度V冷＞Vk；
V冷↑→ 热应力和组织应力↑ 650 ℃～ 400℃： V冷要快
650℃ 550℃ 400℃
vk
常用淬火介质：水、盐水、矿物油
水：在650℃～400℃冷速很大，对A稳定性较小的碳钢非常有利。 但300 ℃～200 ℃冷速仍很大，组织应力大，易变形和开裂。 盐水：由于NaCl晶体在工件表面析出和爆破，破坏包围在工件表面的 蒸 汽膜，使冷速加快，而且可以破坏加热产生的氧化皮，使其 剥落。盐水淬火容易得到高硬度和光洁表面。但300 ℃～200 ℃ 冷速仍很大，组织应力大，易变形和开裂。 适用于形状简单、硬度要求高、表面要求光洁、变形要求不严格 的碳钢零件，如：螺钉、销钉、垫圈等。 矿物油：冷却能力弱：650℃～550℃，18℃水的冷却强度为1， 则50℃
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。
钢的热处理工艺
钢的热处理第一章钢的热处理热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。
然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。
1□□钢的加热1.1□制定钢的加热制度加热温度、加热速度、保温时间。
1.1.1加热温度的选择加热温度取决于热处理的目的。
热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。
淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。
在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。
对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；正火A C3或A CM以上30～50℃；1.1.2加热速度的选择必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。
如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。
对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。
钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小；b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小；c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。
1.1.3钢在加热时的缺陷a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。
粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。
已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。
b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。
s45c热处理工艺
s45c热处理工艺S45C热处理工艺热处理是一种通过加热、保温和冷却等操作，改变材料的组织结构和性能的工艺。
S45C是一种常用的碳素结构钢，广泛应用于机械制造、汽车制造和工程机械等领域。
为了进一步提高S45C钢的性能，热处理工艺被广泛运用。
一、热处理工艺的目的热处理工艺的目的是通过改变钢材的组织结构，达到提高硬度、耐磨性和强度等性能的目的。
对于S45C钢来说，常用的热处理工艺包括退火、正火和淬火等。
二、退火工艺退火是指将材料加热到一定温度，保持一定时间后缓慢冷却的过程。
对于S45C钢来说，退火工艺可以有效地消除内部应力，改善材料的加工性能，同时使材料的硬度和强度降低。
退火温度一般为750℃-800℃，保温时间根据材料的厚度和要求来确定，通常为1-3小时。
三、正火工艺正火是指将材料加热到一定温度，保持一定时间后通过适当的冷却方式使材料获得一定的硬度和强度。
对于S45C钢来说，正火温度一般为820℃-860℃，保温时间为1小时左右。
正火后的材料具有较高的硬度和强度，适用于要求较高的零部件制造。
四、淬火工艺淬火是指将材料加热到一定温度，保持一定时间后迅速冷却的过程。
对于S45C钢来说，淬火温度一般为800℃-830℃，保温时间为30分钟左右。
淬火后的材料具有高硬度和强度，但脆性较大。
因此，在淬火后需要进行回火处理，以提高材料的韧性和塑性。
五、回火工艺回火是指将淬火后的材料加热到一定温度，保温一定时间后冷却的过程。
对于S45C钢来说，回火温度一般为150℃-350℃，保温时间为1-2小时。
回火后的材料硬度降低，但韧性和塑性得到提高，适用于要求较高的零部件制造。
六、热处理后的性能通过合理的热处理工艺，S45C钢可以获得较高的硬度、强度和耐磨性。
同时，热处理还可以改善材料的加工性能和尺寸稳定性，减少材料的内部应力和变形。
然而，热处理也会引入一定的变质和缺陷，因此需要在工艺参数的选择上进行合理的把握。
总结：S45C热处理工艺是一种通过改变材料的组织结构，提高其硬度、强度和耐磨性等性能的工艺。
45钢热处理工艺及注意事项
45钢热处理工艺及注意事项热处理是通过加热和冷却来改变材料的内部结构和性能的一种工艺。
对于45钢来说，热处理可以改变其硬度、韧性和耐磨性等性能。
下面将介绍45钢热处理的工艺和注意事项。
热处理工艺:1.预热：将45钢件放置在炉中进行预热，目的是增加材料的温度，使其达到热处理所需的温度范围。
2.保温：将预热后的45钢件放入炉中，保持在热处理温度下一定的时间，使材料的结构和性能得到改变。
3.冷却：采用快速冷却的方式，如水淬或油淬等，使材料快速冷却，从而冻结新的组织结构和性能。
4.回火：在淬火后，为了消除残余应力和改善硬度韧性的平衡，将45钢件再次加热到较低的温度，然后保温一段时间，最后冷却。
5.困时：回火后再次进行冷却，目的是稳定组织并达到预期的硬度和韧性。
注意事项：1.温度控制：热处理过程中，温度的控制非常重要。
温度过高或过低都可能导致组织和性能不符合要求。
因此，在进行热处理前，应根据45钢的具体要求确定合适的温度范围。
2.时间控制：保温时间的长短直接关系到材料的组织和性能。
保温时间过短，可能导致组织不完全改变；保温时间过长，可能导致过度晶粒长大。
因此，在进行热处理时，应根据具体需要确定合适的保温时间。
3.冷却方式选择：45钢的冷却方式直接影响到材料的组织和性能。
水淬具有快速冷却的效果，适用于提高硬度；而油淬较为温和，适用于提高韧性。
根据具体需要选择合适的冷却方式。
4.回火温度：回火温度的选择要根据45钢的具体要求来确定。
回火温度过高会导致硬度下降，过低会导致残余应力未能完全消除。
5.冷却速度：在冷却时，应控制冷却速度，避免产生过高的残余应力，产生变形和裂纹。
可采用逐渐冷却的方法，以确保材料充分冷却。
总结：45钢的热处理工艺及注意事项对于材料的性能提升非常重要。
通过合适的热处理工艺和注意事项的控制，可以使材料的硬度、韧性和耐磨性等性能得到提高，满足不同工程需求。
因此，在进行热处理时，应根据具体要求合理选择工艺，严格控制温度、时间、冷却方式等参数，以保证热处理效果的稳定性和可靠性。
钢的热处理
3．处理温度低，变形极小，比渗碳及表面淬火的变形小得多，一般渗氮是加工路线中最后一道工序，氮化后最多需要精磨或研磨抛光
4．具有很高的抗腐蚀性
缺点：1.渗碳时间太长，2强化渗氮必须采用特殊的合金钢
另外，由于氮的渗入，工件会略有“长大”现象。在设计尺寸要求极为严格的工件时应考虑补救
这种方法易行，设备简单，但火焰加热温度不易控制，淬火质量不够稳定
适用于单件或小批量生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮、凹槽小孔等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中谈合金钢，如40Cr、65Mn等，还可用于灰铸铁件、合金铸铁件。碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金过高，则易脆裂，因此，以含碳量在0.35%~0.5%之间的碳素钢最适宜
低温碳氮共渗主要是为了提高合金工具钢、高速钢制工具、刀具的热硬性和耐磨性，这种碳氮共渗的结果和渗氮相似，共渗层深度可达0.02~0.06mm
中温碳氮共渗主要适用于承受压力不是很大而只受磨损的中碳结构钢零件。共渗层深度一般为0.3~0.8mm
高温碳氮共渗主要用于承受压力很大的中碳钢及合金钢的小型结构零件，也可用于低碳钢件代替渗碳，层获得1~2mm的共渗层；中温或高温碳氮共渗用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能
3．稳定工件尺寸
钢的表面热处理
是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性及表面硬度比化学热处理更高的处理方法
名称
操作
特点
目的和应用
感应加热表面淬火
是利用感应电流通过工件表面所产生的热效应，使表面加热并经行快速冷却的淬火工艺。
3.适用于汽车、机车、柴油机、纺织机械、农业机械、机床、齿轮、枪炮、工具、模具等各种要求耐磨、耐蚀、耐疲劳的零件
钢的热处理工艺
提高硬度和稳定零件尺寸。 提高硬度和稳定零件尺寸。
4.钢的淬透性 4.钢的淬透性 淬透性：淬火条件下得到M组织的能力。 ①淬透性：淬火条件下得到M组织的能力。 其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。 其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。 淬硬层深度来表示 淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M 淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M + 是指由工件表面到半马氏体区 50%T)的深度。 50%T)的深度。 的深度
正火温度
Qingdao Ocean Shipping Mariners College
1.正火目的： 1.正火目的： 正火目的 1)提高硬度，改善切削加工性能； 1)提高硬度，改善切削加工性能； 提高硬度 2)细化组织和消除过热缺陷； 2)细化组织和消除过热缺陷； 细化组织和消除过热缺陷 3)消除和减少网状渗碳体，提高钢的综合机械性能。 3)消除和减少网状渗碳体，提高钢的综合机械性能。 消除和减少网状渗碳体 2.应用: 2.应用: 应用 1）用于低碳钢或低合金钢改善切削加工性能。 用于低碳钢或低合金钢改善切削加工性能。 改善切削加工性能 用正火代替中碳钢、 代替中碳钢 2）用正火代替中碳钢、中合金钢的大直径或形状复杂 零件的调质处理。 零件的调质处理。 调质处理 用正火代替工时很长的铸、锻件的完全退火 代替工时很长的铸 完全退火。 3）用正火代替工时很长的铸、锻件的完全退火。 作为球化退火之前的预先热处理。 4）作为球化退火之前的预先热处理。
降低硬度， 降低硬度， 亚共析钢 细化组织 使渗碳体球 状化， 状化，降低 过共析钢 硬度， 硬度，改善 切削加工性
球化退火
Ac1+（30～50）℃ 30～50）
100～200） 再结晶退火 T再+（100～200）℃ 消除加工硬 经冷变形的 低碳钢 化 低温退火 －（100 200） 100～ A1－（100～200）℃ 消除内应力 铸、锻、焊 接件
钢的热处理
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀 人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬 火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油 和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝 剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用 了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零 件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影 响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中 加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温 度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料 和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获 得高温组织。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，而化学热 处理的保温时间往往较长 。
二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处 理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应 用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计，使炉内气氛的碳势达 到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳 势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、 渗碳工艺 ；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和 化学热处理方法。
各种钢的热处理工艺参数
各种钢的热处理工艺参数钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方式对钢进行加工和改变其物理和化学性质的过程。
不同类型的钢采用不同的热处理工艺参数，下面将介绍几种常见的钢的热处理工艺参数。
1.碳钢的热处理工艺参数：碳钢是含有0.15%~0.25%的碳元素的钢材。
碳钢的热处理工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。
-加热温度：碳钢的加热温度通常在727℃~927℃之间，取决于碳钢的成分和应用。
-保温时间：碳钢的保温时间通常为1~2小时，以确保整个钢材达到所需的温度和组织结构。
-冷却速度：对于碳钢的一些热处理过程，例如正火和淬火，需要采用快速冷却的方法，以改变钢材的组织结构和硬度。
2.不锈钢的热处理工艺参数：不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的铁合金，通常含有12%以上的铬元素。
不锈钢的热处理工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。
-加热温度：不锈钢的加热温度通常在950℃~1150℃之间，取决于不锈钢的成分和应用。
-保温时间：不锈钢的保温时间通常为1~2小时，以确保整个钢材达到所需的温度和组织结构。
-冷却速度：不锈钢的一些热处理过程需要采用快速冷却的方法，以保持其耐腐蚀性能和结构稳定性。
3.合金钢的热处理工艺参数：合金钢是一种含有除铁和碳之外的其他合金元素的钢材。
合金钢的热处理工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。
-加热温度：合金钢的加热温度通常在850℃~1150℃之间，取决于钢材成分和所需的性能。
-保温时间：合金钢的保温时间通常为1~4小时，以确保整个钢材达到所需的温度和组织结构。
-冷却速度：合金钢的冷却速度可以根据所需的性能来调节，通常采用淬火和调质的方法。
4.工具钢的热处理工艺参数：工具钢是一种专用钢材，通常用于制造工具和模具。
工具钢的热处理工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。
-加热温度：工具钢的加热温度通常在850℃~1200℃之间，取决于工具钢的成分和应用。
-保温时间：工具钢的保温时间通常为1~4小时，以确保整个钢材达到所需的温度和组织结构。
55钢热处理工艺
55钢热处理工艺55钢热处理工艺介绍•55钢是一种高强度、高硬度的钢材，广泛应用于工程结构和机械制造领域。
•热处理是提高钢材性能的重要工艺之一，能够改善钢材的力学性能和耐磨性。
热处理工艺的步骤1.加热：将55钢加热至适当温度，通常采用炉加热或者感应加热的方法。
2.保温：将加热后的钢材保持在一定温度下，使其达到均匀的显微组织。
3.冷却：将保温过程中的钢材迅速冷却，以形成所需的组织结构。
热处理工艺的类型•淬火：将加热后的钢材迅速冷却至室温，使其产生马氏体组织，提高硬度和强度。
•回火：将淬火后的钢材加热至适当温度，然后冷却，使其组织变得更稳定，提高韧性和耐蚀性。
热处理工艺参数的选择•加热温度：根据钢材的成分和所需性能来确定，一般在°C之间。
•保温时间：根据钢材尺寸和所需性能来确定，一般为1-2小时。
•冷却介质：根据钢材的类型和硬度要求来选择，常用的介质有水、油和气体等。
热处理后的性能改善•高硬度：经过淬火处理后，55钢的硬度显著提高，适用于需要高强度和耐磨性的场合。
•较高韧性：经过适当的回火处理，55钢的韧性得到提高，适用于需要较高韧性和耐冲击性的场合。
•良好的耐腐蚀性：经过热处理后，钢材的晶界清晰，晶粒细小，耐腐蚀性得到改善。
注意事项•热处理过程中，需严格控制加热温度和保温时间，以避免钢材发生过热或过淬。
•冷却介质的选择要根据具体情况来确定，以免引起钢材变形或开裂。
•热处理后的钢材需进行合理的贮存和管理，以保证其性能不受损害。
结论•55钢热处理是提高钢材性能的重要工艺，能够使钢材达到一定的硬度、韧性和耐腐蚀性要求。
•合理选择热处理工艺和参数，以及严格控制操作过程，能够保证钢材的质量和性能达到预期效果。
行业应用•55钢热处理工艺广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造、建筑工程等领域。
•在航空航天领域，55钢经过热处理后能够提供更高的飞行速度和载荷能力，使飞机更加安全可靠。
•在汽车制造领域，经过热处理后的55钢能够提供更好的结构强度和抗疲劳性能，提高汽车的安全性和耐久性。
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钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。
2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。
3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。
◆表面淬火•钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
感应表面淬火后的性能:1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。
2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
一般硬化层深δ＝（10～20）％D。
较为合适，其中D。
为工件的有效直径。
◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
•退火的目的①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。
•退火工艺的种类①均匀化退火（扩散退火)均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后进行缓慢冷却，以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。
均匀化退火的加热温度一般为Ac3+（150～200℃），即1050～1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，大道消除或减少成分或组织不均匀的目的。
由于扩散退火的加热温度高，时间长，晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。
②完全退火完全退火又称为重结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。
完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。
完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。
完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+（30～50℃）；合金钢为Ac3+（500～70℃）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。
为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空冷。
③不完全退火不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1～Ac3之间温度，达到不完全奥氏体化，随之缓慢冷却的退火工艺。
不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是细化组织和降低硬度，加热温度为Ac1+(40～60)℃，保温后缓慢冷却。
④等温退火等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3（或Ac1）温度，保持适当时间后，较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的退火工艺。
等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢，其目的是细化组织和降低硬度。
亚共析钢加热温度为Ac3+(30～50)℃，过共析钢加热温度为Ac3+(20～40)℃，保持一定时间，随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变，然后出炉空冷。
等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。
⑤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。
⑥再结晶退火（中间退火）再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。
⑦去应力退火去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力，如不及时消除，将使工件在加工和使用过程中发生变形，影响工件精度。
采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。
去应力退火的加热温度低于相变温度A1，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。
内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。
为了使工件内应力消除得更彻底，在加热时应控制加热温度。
一般是低温进炉，然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。
焊接件得加热温度应略高于600℃。
保温时间视情况而定，通常为2～4h。
铸件去应力退火的保温时间取上限，冷却速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出炉空冷。
◆正火工艺正火工艺是将钢件加热到Ac3（或Acm）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。
把钢件加热到Ac3以上100～150℃的正火则称为高温正火。
对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。
与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。
低碳钢由于退火后硬度太低，切削加工时产生粘刀的现象，切削性能差，通过正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳结构钢零件可用正火代替调质，简化热处理工艺。
过共析钢正火加热刀Acm以上，使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体，然后用较快的速度冷却，抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出，从而能消除网状碳化物，改善过共析钢的组织。
焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织，保证焊缝强度。
在热处理过程中返修零件必须正火处理，要求力学性能指标的结构零件必须正火后进行调质才能满足力学性能要求。
中、高合金钢和大型锻件正火后必须加高温回火来消除正火时产生的内应力。
有些合金钢在锻造时产生部分马氏体转变，形成硬组织。
为了消除这种不良组织采取正火时，比正常正火温度高20℃左右加热保温进行正火。
正火工艺比较简便，有利于采用锻造余热正火，可节省能源和缩短生产周期。
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
◆回火工艺回火是将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度范围(大大低于退火、正火和淬火时的加热温度)，保温后在空气中、油或水中冷却的热处理工艺。
回火的目的是减小或消除工件在淬火时产生的内应力，降低淬火钢的脆性，使工件获得较好的强度、韧性、塑性、弹性等综合力学性能。
根据回火温度的不同，回火分为低温回火、中温回火和高温回火。
1．低温回火回火温度为150~250°C。
低温回火可以部分消除淬火造成的内应力，降低钢的脆性，提高韧性，同时保持较高的硬度。
故广泛应用于要求硬度高、耐磨性好的零件，如量具、刃具、冷变形模具及表面淬火件等。
2．中温回火回火温度为300~450°C。
中温回火可以消除大部分内应力，硬度有显著的下降，但仍有一定的韧性和弹性。
中温回火主要应用于各类弹簧、高强度的轴、轴套及热锻模具等工件。
3．高温回火回火温度为500~650°C。
高温回火可以消除内应力，使工件既具有良好的塑性和韧性，又具有较高的强度。
淬火后再经高温回火的工艺称为调质处理。
对于大部分要求较高综合力学性能的重要零件，都要经过调质处理，如轴、齿轮等。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。
②存在较大内应力。
③力学性能不能满足要求。
因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。
回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。