鋼的熱處理可編輯

新平科培訓(xùn)鋼的熱處理熱處理的原理鋼的加熱和冷卻鋼的熱處理鋼的熱處理學(xué)習(xí)內(nèi)容一。熱處理的目的

通過熱處理可以改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善其工藝性能和使用性能。充分挖掘鋼材的潛力，延長(zhǎng)零件的使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約材料和能源。二。熱處理的原理

鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律是熱處理的理論基礎(chǔ)，稱為“熱處理原理”。

1.純金屬的構(gòu)造鐵具有體心立方和面心立方兩種晶格結(jié)構(gòu)，溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì)發(fā)生晶格的改變。這種現(xiàn)象稱為“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是可逆的，它是材料能否通過熱處理來改變其力學(xué)新能的重要依據(jù)之一。第一節(jié)概述體心立方晶格結(jié)構(gòu)稱為鐵素體相，用

-Fe或F

表示；（高溫區(qū)鐵素體相用

-Fe表示）面心立方晶格結(jié)構(gòu)稱為奧氏體相，用

-Fe或A

表示；

-Fe912℃

-Fe1394℃

-Fe體心立方

面心立方

體心立方

-Fe—鐵素體T/℃純鐵的同素異構(gòu)現(xiàn)象

-Fe—高溫鐵素體

-Fe—奧氏體770℃鐵磁性t/s1538℃1394℃912℃液態(tài)區(qū)2.合金的構(gòu)造：合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或由金屬元素與非金屬元素構(gòu)成的、具有金屬特性的物質(zhì)。如：碳鋼和生鐵就是由鐵（Fe）和碳（C）的合金；黃銅是由銅（Cu）和鋅（Zn）的合金。合金的構(gòu)造比純金屬復(fù)雜得多。通常分類為：合金的構(gòu)造固溶體化合物機(jī)械混合物間隙固溶體置換固溶體金屬化合物金屬與非金屬化合物

固溶體是在固態(tài)下，以一種金屬元素的晶格為溶劑，其他元素的原子為溶質(zhì)，在一定條件下，溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中，構(gòu)成的均勻固體。分為間隙固溶體和置換固溶體。譬如鐵素體化合物：是構(gòu)成合金的元素相互化合而生成的新物質(zhì)。譬如滲碳體機(jī)械混合物是兩種或兩種以上的相，相互混合成的組織。它可以由純金屬、固溶體、金屬化合物等晶體相互任意混合而成。機(jī)械混合物的性能，取決于構(gòu)成混合物的組分的形狀、大小、相對(duì)數(shù)量和分布狀態(tài)。譬如珠光體3.Fe-Fe3C合金狀態(tài)圖：鐵碳狀態(tài)圖是研究鐵碳合金的組織與性能關(guān)系的工具。是不同含碳量的鐵碳合金，在不同溫度下的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)。鐵碳狀態(tài)圖是長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)晶。對(duì)于了解鋼鐵材料的性能及使用，制定鋼鐵材料的熱處理工藝有重要的指導(dǎo)意義。鐵碳狀態(tài)圖0.010.40.773.04.351.2T/℃ACDEFGSPQ共析線727℃（

A1線）L4.3%2.11%0.0218%6.69%Fe3C0.77%K912℃1394℃PSK線叫共析線，S點(diǎn)叫共析點(diǎn)ECF線叫共晶線，C點(diǎn)叫共晶點(diǎn)1534℃Fe0.008%0共晶線

1148℃A3線Acm線鐵磁性線230℃A4線鐵碳狀態(tài)圖各區(qū)域的組織KACD1148℃727℃L(液態(tài))α-Fe(A)奧氏體L+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3C

T°Ld(A+Fe3C)Ld+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡP(F+Fe3C)P+F0.77%C（0.8%）P+Fe3CⅡLd’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡ共晶相圖共析相圖Ld’(P+Fe3C)QFGPSEKACD1148℃727℃L(液態(tài))α-Fe(A)奧氏體L+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3C

T°Ld(A+Fe3C)Ld+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡP(F+Fe3C)P+F0.77%CP+Fe3CⅡLd’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡLd’(P+Fe3C)QFGPSE過共析鋼共析鋼共晶白口鐵亞共晶白口鐵過共晶白口鐵碳素鋼白口鑄鐵亞共析鋼工業(yè)純鐵鐵碳合金的分類鐵素體：碳溶解在α-Fe中形成的間隙固溶體常用符號(hào)：F含C量＜0.0218%強(qiáng)度、硬度低塑性、韌性好4.鋼平衡狀態(tài)下的組織和性能§3.1鐵碳合金中的組元和基本相滲碳體：鐵與碳組成的金屬化合物常用符號(hào)：Fe3C含碳量：6.69%強(qiáng)度、硬度很高脆性大，塑性和韌性極低珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物常用符合：P含碳量：0.77%珠光體綜合力學(xué)性能較好指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫、冷卻，以改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得需要的力學(xué)性能的一種工藝。三.

熱處理的定義

一、鋼的熱處理過程t/s加熱和保溫的目的：改變?cè)冀M織，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體，為冷卻后得到所需的組織和性能做好準(zhǔn)備。T/℃加熱保溫冷卻0冷卻方式的不同，鋼經(jīng)熱處理后的結(jié)果完全不同。第二節(jié)鋼的加熱與冷卻二、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變

奧氏體A:碳溶解在γ-Fe中形成的間隙固溶體。有一定的強(qiáng)度和硬度，塑性也很好由室溫時(shí)的平衡組織轉(zhuǎn)化為奧氏體1.奧氏體的形成過程1)奧氏體晶核形成2)奧氏體晶核長(zhǎng)大3)殘余滲碳體溶解4)奧氏體均勻化

鋼在加熱時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度用Ac1、Ac3、Accm奧氏體化剛結(jié)束時(shí)的晶粒大小2.奧氏體晶粒度：奧氏體的晶粒的大小，決定了冷卻后組織的晶粒大小。鋼的晶粒越細(xì)，其機(jī)械性能越好。起始晶粒度實(shí)際晶粒度不同成分的鋼，其奧氏體晶粒在加熱時(shí)長(zhǎng)大的傾向稱做本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向本質(zhì)晶粒度1-4級(jí)為本質(zhì)粗晶粒鋼，5-8級(jí)本質(zhì)細(xì)晶粒鋼凡需熱處理的工件，一般應(yīng)采用本質(zhì)細(xì)晶粒鋼奧氏體晶粒度加熱速度奧氏體晶粒越細(xì)加熱速度越快過熱度越大形核率越高3.影響奧氏體晶粒大小的因素加熱溫度和保溫時(shí)間加熱溫度越高或保溫時(shí)間越長(zhǎng)奧氏體晶粒粗大細(xì)化奧氏體的方法：高溫、快速、短時(shí)加熱二者相比，加熱溫度影響更甚碳與合金元素含碳量增加晶粒長(zhǎng)大的傾向變大碳以未溶滲碳體的形式存在阻礙晶界移動(dòng)長(zhǎng)大傾向減少過共析鋼在Ac1～Accm之間加熱，可獲得較為細(xì)小的晶粒除錳等元素外，大多數(shù)合金元素都可不同程度地阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，Ti、V、Nb、W、Mo等三.鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變1.過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物過冷奧氏體：處于臨界點(diǎn)A1以下的奧氏體不穩(wěn)定組織隨過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生三種類型轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變過冷奧氏體2.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖冷卻連續(xù)冷卻等溫冷卻將鋼以某種速度不停頓地冷卻，使奧氏體在連續(xù)降溫過程中轉(zhuǎn)變過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖描述在這兩種冷卻方式下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時(shí)間之間的關(guān)系曲線圖該圖是對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理的重要依據(jù)將鋼迅速冷卻至臨界點(diǎn)A1以下的某一溫度，使奧氏體在該溫度下轉(zhuǎn)變3.TTT（C）曲線的建立（以共析碳鋼為例）300102103104101800-100100200500600700T/℃0400t/sA1727℃奧氏體區(qū)馬氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)組織轉(zhuǎn)變開始線組織轉(zhuǎn)變終了線珠光體類區(qū)4.鋼的等溫冷卻組織Mf－55℃MS240℃T/℃A1727℃300800-1001002005006007000400穩(wěn)定的奧氏體區(qū)A奧氏體索氏體

648℃HRC28奧氏體珠光體

704℃HRC15奧氏體上貝氏體

450℃HRC44奧氏體板條狀馬氏體

183℃HRC60不穩(wěn)定的過冷奧氏體區(qū)奧氏體屈氏體

538℃HRC33奧氏體下貝氏體

300℃HRC55t/s102103104101奧氏體針狀馬氏體

20℃HRC65珠光體（P）轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變條件過冷奧氏體在A1→550℃溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型的組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)物鐵素體與滲碳體片層相間的機(jī)械混合組織分類根據(jù)片層的厚薄不同珠光體(P)索氏體(S)屈氏體(T)形成溫度A1～650℃形成溫度為650～600℃形成溫度為600～550℃片層較厚片層較薄片層極薄貝氏體（B）轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變條件轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分類上貝氏體（B上）下貝氏體（B下）形成溫度550～350℃形成溫度為350℃～Ms過冷奧氏體在550℃～Ms溫度范圍內(nèi)Fe3C與含碳過飽和鐵素體的兩相機(jī)械混合物根據(jù)貝氏體的組織形態(tài)不同共析鋼為230℃馬氏體（M）轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變條件轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分類溫度區(qū)間低于Ms點(diǎn)碳在

-Fe中的過飽和間隙固溶體馬氏體的形態(tài)過冷奧氏體在該溫度下不能在恒溫下轉(zhuǎn)變，而是以極大的過冷度連續(xù)冷卻馬氏體的性能高硬度而脆片狀馬氏體針狀馬氏體形成溫度靠近Ms形成溫度靠近Mf1.根據(jù)熱處理工藝分類：第三節(jié)鋼的熱處理一熱處理分類滲金屬：鋁、鉻、鋅等滲非金屬：碳、氮、硼、硫、硅等退火熱處理普通熱處理表面熱處理淬火+回火表面淬火化學(xué)熱處理感應(yīng)加熱淬火火焰加熱淬火正火激光加熱淬火T/℃加熱保溫冷卻02.根據(jù)熱處理在零件生產(chǎn)過程中的位置和作用分類賦予工件所要求的使用性能的熱處理熱處理預(yù)備熱處理最終熱處理清除前道工序的缺陷，改善其工藝性能，確保后續(xù)加工順利進(jìn)行二。鋼的退火與正火一般機(jī)械零件的加工工藝路線毛坯(鑄、鍛)預(yù)備熱處理機(jī)加工最終熱處理退火和正火主要用于1.退火定義將鋼加熱至適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻(通常為隨爐冷卻)，從而獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝1）退火的目的調(diào)整硬度以便進(jìn)行切削加工消除殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能，為最終熱處理作準(zhǔn)備適合于切削加工的硬度為170-250HB2）退火工藝常用的有完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火等類型加熱溫度規(guī)范完全退火將工件加熱到Ac3+（30～50℃），保溫后緩冷的退火工藝又稱為普通退火或重結(jié)晶退火完全:指鋼的組織能通過重新形核、長(zhǎng)大得以全部奧氏體化轉(zhuǎn)變通過重結(jié)晶細(xì)化晶粒，以改善毛坯件粗大、不均勻的原始組織，充分消除內(nèi)應(yīng)力、防止變形開裂完全退火主要用于亞共析鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鑄、鍛、焊坯件以及熱軋型材的預(yù)備熱處理工藝周期長(zhǎng)，為提高設(shè)備利用率，常用等溫退火代之溫度時(shí)間Ac1Ac3均勻化退火完全退火球化退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火正火將亞共析鋼加熱到Ac3+（30～50℃），將共析鋼、過共析鋼加熱Ac1+（30～50℃），保溫后快冷到Ar1以下的某一溫度，并在此溫度下停留，待相變完成后出爐空冷的退火工藝等溫退火等溫退火可使工件在爐內(nèi)的停留時(shí)間大大縮短，特別適合孕育期長(zhǎng)的合金鋼特點(diǎn)球化退火使高碳鋼中滲碳體球狀化的退火工藝出爐空冷加熱稍高于Ac1的溫度充分保溫二次滲碳體球化形成球化組織加熱溫度規(guī)范球化退火主要用于共析鋼和過共析鋼應(yīng)用為后面的淬火作組織準(zhǔn)備在鐵素體基體上彌散分布著顆粒狀滲碳體的組織球化退火所得到的組織注：若球化退火前鋼中有嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物的存在，在球化退火前應(yīng)先進(jìn)行正火，來消除網(wǎng)狀滲碳體降低硬度，改善切削加工性能球狀珠光體球化退火的目的2.正火將亞共析鋼加熱到Ac3+30～50℃，共析鋼和過共析鋼加熱到Accm+30～50℃，保溫后空冷的熱處理工藝但一般地正火適合于亞共析鋼溫度時(shí)間Ac1Ac3均勻化退火完全退火球化退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火正火正火的應(yīng)用作為低、中碳結(jié)構(gòu)鋼的預(yù)備熱處理，可獲得合適硬度，改善切削加工性能，為淬火作組織準(zhǔn)備消除過共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備作為普通結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理溫度時(shí)間Ac1Ac3均勻化退火完全退火球化退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火正火正火與退火的主要區(qū)別低、中碳的亞共析鋼正火和退火的目的相同過共析鋼正火為了消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備正火冷卻速度較大珠光體組織細(xì)強(qiáng)度和硬度也較高冷卻速度不同1）冷卻速度2）目的完全退火等溫退火正火A1A3MS時(shí)間溫度低碳鋼正火中碳鋼退火正火過共析鋼正火+球化退火3）改善切削加工性能完全退火等溫退火正火A1A3MS時(shí)間溫度三鋼的淬火與回火將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后以大于Vk的速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝1.淬火

1）淬火溫度鋼奧氏體化溫度鐵素體+珠光體珠光體+滲碳體奧氏體+鐵素體奧氏體+滲碳體C%溫度SPQGAc1AccmAc3奧氏體淬火的主要工藝參數(shù)之一獲得均勻細(xì)小的奧氏體組織，以便淬火后獲得細(xì)小馬氏體選擇淬火溫度的原則鐵素體+珠光體珠光體+滲碳體奧氏體+鐵素體奧氏體+滲碳體C%溫度SPQGAc1AccmAc3奧氏體

1》亞共析鋼的淬火Ac3+30～50℃淬火溫度若加熱溫度過高出現(xiàn)粗大馬氏體組織導(dǎo)致淬火鋼嚴(yán)重變形若加熱溫度過低淬火組織中出現(xiàn)鐵素體硬度不足淬火組織含碳量≤0.5％馬氏體含碳量﹥0.5％馬氏體+少量的殘余奧氏體45鋼的正常淬火組織

2》共析鋼和過共析鋼的淬火淬火溫度Ac1

+30-50℃共析鋼淬火后的組織馬氏體+少量殘余奧氏體過共析鋼淬火后的組織細(xì)馬氏體+顆粒狀滲碳體+少量殘余奧氏體淬火前經(jīng)過球化退火分散分布的顆粒狀滲碳體對(duì)鋼的硬度和耐磨性有利T12鋼的淬火組織（400X）過共析鋼若加熱到Accm以上，會(huì)出現(xiàn)：奧氏體晶粒粗大含碳量提高淬火后的馬氏體也粗大殘余奧氏體量增加降低鋼的硬度、耐磨性和韌性增大變形和開裂的傾向3》合金鋼的淬火大多數(shù)合金元素(Mn，P除外)有阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，淬火溫度在臨界點(diǎn)以上50—100℃提高淬火溫度有利于合金元素在奧氏體中的充分溶解和均勻化，以獲得較好的淬火效果淬火加熱時(shí)間的確定淬火加熱時(shí)間長(zhǎng)短加熱時(shí)間升溫時(shí)間保溫時(shí)間從工件裝爐后上升到淬火溫度所需時(shí)間從達(dá)到淬火溫度開始至完成奧氏體均勻化所需的時(shí)間奧氏體均勻化實(shí)際晶粒度大小影響2）淬火介質(zhì)控制鋼件冷卻速度保證淬火質(zhì)量的重要媒介物質(zhì)獲得馬氏體（包括下貝氏體）組織1》在650℃以上保證過冷奧氏體不轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織的前提下，應(yīng)盡量減慢冷卻速度以減少熱應(yīng)力作用淬火的目的和實(shí)質(zhì)理想淬火介質(zhì)的冷卻速度時(shí)間溫度鋼的理想淬火冷卻速度MsMfA13》避開“鼻尖”后，又應(yīng)緩慢冷卻。因?yàn)榇撕蟀l(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)將產(chǎn)生較大的相變應(yīng)力注：較大的相變應(yīng)力和熱應(yīng)力容易導(dǎo)致工件的變形和開裂時(shí)間溫度鋼的理想淬火冷卻速度MsMfA12》在C曲線“鼻尖”處應(yīng)盡快冷卻，以保證過冷奧氏體不在此處轉(zhuǎn)變常用的淬火冷卻介質(zhì)水1）經(jīng)濟(jì)的且冷卻能力較強(qiáng)的淬火介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1）在C曲線鼻尖部位（650～500℃）范圍內(nèi)冷卻能力不夠強(qiáng)2）在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（300～200℃）范圍內(nèi)冷卻能力不夠緩慢2）對(duì)環(huán)境沒有污染適用范圍最常用的淬火介質(zhì)，多用于形狀簡(jiǎn)單或截面尺寸較小的碳鋼件的淬火冷卻適用范圍常用的淬火介質(zhì)，多用于形狀復(fù)雜的中、小合金鋼件的淬火冷卻油特點(diǎn)1）低溫區(qū)的冷卻速度比水小得多2）高溫區(qū)的冷卻速度也很小鹽水、堿水特點(diǎn)1）明顯提高水在高溫區(qū)的冷卻能力主要用于形狀簡(jiǎn)單，截面尺寸較大且變形要求不高的碳鋼件的淬火冷卻2）但在300～200℃范圍內(nèi)的冷卻能力仍較強(qiáng)適用范圍在水中加入10～15％的NaCl、NaOH等物質(zhì)除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素都使C曲線右移A1Ms時(shí)間溫度41233）淬火方法單介質(zhì)淬火將奧氏體化后的工件迅速投入到一種淬火介質(zhì)中冷卻至室溫的淬火方法優(yōu)點(diǎn)易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣泛缺點(diǎn)2）油中淬火時(shí)大碳鋼件不容易淬硬（硬度不足或不均勻）1）水中淬火變形開裂傾向大A1Ms時(shí)間溫度4123雙介質(zhì)淬火將工件先在一種冷卻能力較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻，避免珠光體轉(zhuǎn)變，然后轉(zhuǎn)入另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法常用的水淬油冷或油淬空冷獲得了較理想的冷卻條件操作復(fù)雜，在第一種介質(zhì)中的停留時(shí)間不易掌握，需要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍主要用于形狀復(fù)雜的高碳鋼工件及大型合金鋼工件A1Ms時(shí)間溫度4123分級(jí)淬火法指將奧氏體化的工件淬入稍高于Ms點(diǎn)的鹽浴或堿浴中保溫，待工件表、心部溫度接近鹽浴溫度時(shí)取出來空冷的淬火方法優(yōu)點(diǎn)很好地消除淬火工件表心部的溫差問題，有效地減少工件變形開裂傾向適用范圍適于形狀復(fù)雜、厚薄不均的工件淬火，但因其冷卻能力有限，僅用于尺寸較小的工件A1Ms時(shí)間溫度4123優(yōu)點(diǎn)適用范圍等溫淬火法將加熱工件在高于Ms溫度的鹽浴或堿浴中冷卻并保溫足夠時(shí)間，獲得下貝體組織后再空冷的淬火方法1）零件強(qiáng)度高，塑性和韌性好，既有良好的綜合力學(xué)性能2）淬火應(yīng)力小，變形小用于形狀復(fù)雜和要求較高的小零件幾種淬火方式比較0sI00原子核+0---------------t/s穩(wěn)定的奧氏體區(qū)3001021031041010800-100100200500600700T/℃0400A1MsMf不穩(wěn)定的過冷奧氏體區(qū)單液淬火：馬氏體雙液淬火：馬氏體分級(jí)淬火：馬氏體等溫淬火：貝氏體馬氏體將淬火工件繼續(xù)冷卻到室溫以下溫度(-70～-80℃)保持一段時(shí)間，使其中的殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的工藝過程A1Ms時(shí)間溫度4123深冷處理目的降低鋼中殘余奧氏體量，以提高鋼的硬度和耐磨性及工件的尺寸穩(wěn)定性適用范圍主要用于淬火后殘余奧氏體量較多的合金鋼或精密件，如：刃量具鋼等4.淬火工件易出現(xiàn)的問題及其預(yù)防淬火后硬度不足或不均勻產(chǎn)生原因1）冷卻速度不夠或不均勻，導(dǎo)致未得到全部馬氏體組織2）加熱或保溫過程中工件表面被氧化脫碳，淬火后表面有非馬氏體組織3）亞共析鋼加熱溫度低于Ac3或保溫時(shí)間不夠，淬火后有鐵素體存在解決措施防止工件在加熱過程中的氧化脫碳，采用合理的加熱和冷卻規(guī)范確保工藝的正確實(shí)施工件變形及開裂產(chǎn)生原因淬火過程中的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力綜合作用的結(jié)果解決措施1）工件設(shè)計(jì)合理、選材正確；2）合理選用預(yù)備熱處理工藝，為淬火前作好組織準(zhǔn)備；3）控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間，防止晶粒粗大；4）采用適當(dāng)?shù)拇慊鹄鋮s方法；5）淬火后及時(shí)回火。2.回火指將淬火鋼加熱到A1以下的某一溫度保溫后進(jìn)行冷卻的熱處理工藝1）定義2）性質(zhì)回火是作為最終熱處理與淬火并用的回火不足可以再適當(dāng)追補(bǔ)一次，但若回火過度則將前功盡棄，必須重新淬火3）目的消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開裂獲得工藝所要求的力學(xué)性能穩(wěn)定工件尺寸回火可使淬火馬氏體和殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織，以保證工件在使用過程中不發(fā)生尺寸和形狀的變化淬火后回火前的馬氏體淬火馬氏體殘余奧氏體自發(fā)鐵素體和滲碳體工件尺寸和形狀改變淬火鋼不經(jīng)回火一般不能直接使用，為避免淬火件在放置過程中發(fā)生變形或開裂，鋼件經(jīng)淬火后應(yīng)及時(shí)回火

未經(jīng)淬火的鋼，回火是沒有意義的1》低溫回火發(fā)生在150-250℃組織M回：極細(xì)的ε碳化物與低飽和度的α固溶體4）回火的種類根據(jù)回火的溫度范圍目的保留淬火后的高硬度（58-64HRC）、耐磨性的同時(shí)，降低內(nèi)應(yīng)力，提高韌性適用對(duì)象主要用于各種工具、模具、軸承及表面淬火的工件2》中溫回火發(fā)生在350-500℃組織T回：在保持馬氏體形態(tài)的鐵素體基體上分布著細(xì)粒狀滲碳體的組織目的得到高的彈性極限和屈服強(qiáng)度及一定的韌性適用對(duì)象主要用于處理熱成形彈簧件內(nèi)應(yīng)力消除大半，硬度為35-45HRC3》高溫回火發(fā)生在500-650℃組織S回：在多邊形鐵素體基體上分布著顆粒狀Fe3C的組織目的具有良好的強(qiáng)度、塑性及韌性的配合，即綜合力學(xué)性能優(yōu)良適用對(duì)象適用于各種重要結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理內(nèi)應(yīng)力完全消除，硬度為25-35HRC淬火+高溫回火簡(jiǎn)稱調(diào)質(zhì)處理5）回火脆性定義淬火鋼的韌性并不總是隨回火溫度上升而提高的。在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，淬火鋼出現(xiàn)沖擊韌性顯著下降的現(xiàn)象低溫回火脆性淬火鋼在250-400℃回火時(shí)出現(xiàn)的脆性，也稱第一類回火脆性幾乎所有的鋼都有這類回火脆性，目前尚無有效辦法完全消除這類回火脆性一般都不在250～350℃范圍內(nèi)進(jìn)行回火高溫回火脆性淬火鋼在450-650℃范圍內(nèi)回火后緩冷出現(xiàn)的脆性，又稱第二類回火脆性這類回火脆性主要發(fā)生在含Cr，Ni，Si，Mn等合金元素的結(jié)構(gòu)鋼中當(dāng)淬火鋼在上述溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫或緩慢冷卻時(shí)發(fā)生明顯的脆化現(xiàn)象特點(diǎn)回火后快冷（油冷）不產(chǎn)生脆性，而慢冷（空冷）則會(huì)產(chǎn)生脆性3.鋼的淬透性與淬硬性

1）淬透性鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層（馬氏體層）的深度，是鋼種本身固有的屬性。衡量指標(biāo)用標(biāo)準(zhǔn)試樣在一定條件下淬火時(shí)所能達(dá)到的有效淬硬層深度來表示淬硬層深度指鋼件表面至內(nèi)部馬氏體組織占50%處的距離淬硬層深度越大淬透性越高淬硬層深度達(dá)到心部工件被淬透熱處理工藝中的兩個(gè)重要概念，是選材和制定熱處理工藝所要考慮的重要因素在相同奧氏體化條件下，同種鋼的淬透性是相同的小件﹥大件2）淬硬性在正常淬火情況下獲得馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度影響因素主要取決于馬氏體中的含碳量，而與合金元素關(guān)系不大注：淬透性高的鋼，其淬硬性不一定高；反之亦然淬硬層深度水淬﹥油淬含碳量越高淬硬性也高淬透性：淬火條件下得到M組織的能力，取決于VK淬硬性：鋼在淬火后獲得硬度的能力，取決于M中C%，C%↑→淬硬性↑

四鋼的表面熱處理承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦或沖擊的零件表面具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞極限心部具有足夠的塑性和韌性鋼的表面熱處理表硬里韌1.表面淬火將鋼件表層迅速加熱到奧氏體化溫度后急冷使表層形成馬氏體組織而心部組織仍保持不變的熱處理工藝只改變組織性能而不改變鋼的化學(xué)成分1）表面淬火用鋼適用于中碳鋼或中碳低合金鋼，如：40、45鋼、40Cr、40MnB及60Ti等低淬透性鋼含碳量過高降低心部韌性含碳量過低影響鋼的表面硬度和耐磨性鑄鐵（灰鑄鐵、球墨鑄鐵）制件也可用表面淬火，提高耐磨性2）表面淬火后的回火及組織低溫回火回火溫度不高于200℃保留表面淬火后的高硬度和高耐磨性回火目的降低內(nèi)應(yīng)力淬火后的回火回火后的組織表面組織為回火馬氏體心部組織為回火索氏體回火后的硬度表面硬度可取55-58HRC心部組織可取40-55HRC預(yù)備熱處理不重要的零件表面淬火前可用正火處理，較重要的零件要先調(diào)質(zhì)處理以得到回火索氏體組織3）表面淬火常用的加熱方法感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火分類頻率淬硬層深度適用范圍高頻淬火200-300kHz0.5-2.0中小零件中頻淬火2500-8000Hz2.0-10直徑較大的軸、齒輪和其他件工頻淬火50Hz10-15大型零件如軋輥等感應(yīng)加熱淬火的特點(diǎn)1.加熱速度快，工件不易脫碳，變形小2.獲得的馬氏體組織極細(xì)，硬度高、脆性小、疲勞強(qiáng)度好3.加熱層深度一控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化批量生產(chǎn)感應(yīng)加熱淬火的缺點(diǎn)設(shè)備較貴，形狀復(fù)雜零件的處理比較困難火焰加熱表面淬火特點(diǎn)：1）操作簡(jiǎn)單，不需特殊設(shè)備2）淬硬層一般為2-6mm3）淬火質(zhì)量不易穩(wěn)定4）適于單件或小批量生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具或零件2.化學(xué)熱處理將鋼件置于一定的化學(xué)介質(zhì)中加熱、保溫，使介質(zhì)中一種或幾種元素的原子滲入工件表層，以改變鋼件表層化學(xué)成分和組織且又能有更高強(qiáng)韌性的熱處理工藝1）化學(xué)熱處理的特點(diǎn)a）通過改變表面成分，使工件表層組織與性能皆發(fā)生變化b）有效地提高鋼件表面硬度、耐磨性及抗疲勞性能，其工序地位均屬于最終熱處理既改變組織性能又改變鋼的化學(xué)成分3)化學(xué)熱處理的種類滲碳滲氮化學(xué)熱處理注：上述三個(gè)過程同時(shí)發(fā)生并相互制約。加熱溫度越高，整個(gè)過程越快，滲層越深。但過高會(huì)使奧氏體晶粒粗化，使鋼的性能變差根據(jù)滲入的元素不同分2)化學(xué)熱處理的基本過程化學(xué)介質(zhì)的分解釋放待滲元素的活性原子鋼件表面吸收和溶解原子向內(nèi)部擴(kuò)散控制保溫時(shí)間控制擴(kuò)散層深度1）滲碳將低碳鋼放入高碳介質(zhì)中，在900-950℃加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼的表面以獲得高碳表層的化學(xué)熱處理工藝滲碳的主要目的提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)保持心部的良好韌性滲碳用鋼滲碳鋼含碳量一般為0.1％～0.3％，常用的滲碳鋼有20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3、20MnVB等滲碳的用途主要用于那些對(duì)表面有較高耐磨性要求，并承受較大沖擊載荷的零件，如齒輪、軸類、鏈條、摩擦片等滲碳方法氣體滲碳?xì)怏w滲碳法是將工件放人密封的滲碳爐內(nèi)，使工件在高溫(900—950℃)的滲碳?xì)夥罩羞M(jìn)行滲碳?xì)怏w滲碳法的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)效率高，滲層質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低，便于直接淬火碳量及滲層深度不易精確控制，電力消耗大等氣體滲碳法的缺點(diǎn)滲碳方法

根據(jù)所用滲碳介質(zhì)的工作狀態(tài)氣體滲碳固體滲碳液體滲碳常用的是氣體滲碳法滲碳后的熱處理滲碳層的成分、組織和厚度低碳鋼工件滲碳后，其表面含碳量可達(dá)過共析鋼的成分，由表向里碳濃度逐漸降低，直至鋼的原始含碳量。鋼件滲碳淬火低溫回火使用回火溫度一般為160-180℃滲碳鋼緩冷后的組織表層組織珠光體加網(wǎng)狀二次滲碳體心部組織鐵素體加珠光體中間為過渡區(qū)一般規(guī)定，從表面到過渡層一半處的厚度為滲碳層的厚度表面耐磨性差，疲勞抗力小滲層變脆，易剝落滲碳層的厚度應(yīng)根據(jù)工件的工作條件及具體尺寸來確定含碳量過低含碳量過高滲碳件的技術(shù)要求表面含碳量回火后為58-64HRC滲碳層表面的含碳量以0.85％-1.05％為最好滲層太薄引起表層疲勞剝落滲層太厚耐沖擊載荷的能力降低對(duì)于機(jī)器零件通常為0.5～2mm0.85-1.05%表面硬度滲碳層的厚度一般由零件尺寸及工作條件而定，對(duì)不同零件，可參考以下值：軸類件：（0