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1、1,一、钢的热处理 加热、保温、冷却改变金属整体或表面组织，获得所需性能。 二、种类 1、普通（整体）热处理： 退火、正火、淬火、回火 2、表面热处理和化学热处理： 感应加热、火焰加热、电接触加热、电解加热、渗碳、氮化、碳氮共渗 3、其他热处理,第四节 钢的热处理,2,（1）退火：加热、保温、随炉冷却 目的：硬度、塑性、细化晶粒、消除内应力 一般安排在锻造、铸造之后，粗切削加工之前，以消除前一工序产生的某些缺陷，为后续工序做好组织准备。 （2）正火：加热、保温、空气冷却 目的：同退火，较高的力学性能（强度和硬度退火） 正火操作简便、生产周期短、效率高、成本低（相同性能要求优选正火）。 退火和正
2、火为预备热处理，可以改善切削性能。对性能要求不高的普通结构钢零件，正火也可作为最终热处理。,第四节 钢的热处理,3,（3）淬火：加热，保温，水、油或盐水冷却 目的：提高零件的硬度和耐磨性，强化材料。但淬火后，出现内应力，材料变脆，须回火。 淬火是强化钢的最重要的方法。重要的结构件，特别是动载荷与摩擦力作用下的零件，以及各类工具都要进行淬火。 方法 单介质淬火 内应力大或淬透性差，操作简单，应用广泛，主要用于形状简单工件。 双介质淬火 相对较小的内应力和较高的淬透性，操作复杂，主要用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。,第四节 钢的热处理,4,（4）回火：零件淬火后，加热至临界温度
3、之下，保温，以一定速度冷却。 目的：消除内应力，稳定组织，调整性能，达到设计图纸要求的硬度。(常是热处理的最后一道工序) 回火工艺的种类： 低温回火（150250C） 应力和脆性， 韧性和塑性,保持高强度和耐磨性（5862HRC）；多用于工具、模具、轴承及表面淬火件。 中温回火（350500C） 应力和脆性， 韧性和塑性, 硬度(3550HRC)和耐磨性；多用于弹性元件。 高温回火（500650C） 可完全消除淬火应力，具有良好的综合力学性能，硬度一般（2535HRC）。 调质处理=淬火高温回火 重要的尤其受交变载荷的零件（轴、连杆、齿轮等）的最终热处理，以及表面淬火件、某些精密零件和工具的预
4、备热处理。,第四节 钢的热处理,5,（5）表面热处理：仅对钢的表面进行加热和冷却而不改变其成分的热处理工艺。 目的：提高零件的表层的硬度和耐磨性。 （表面淬火）方式： 感应加热：利用交流电的集肤效应，对零件进行加热，并通过控制电流频率得到不同的淬硬层深度。 火焰加热：利用火焰加热工件表面，然后立即用水喷射冷却。调节烧嘴的位置和移动速度即可得到不同厚度的淬硬层。,第四节 钢的热处理,6,（6）化学热处理 将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入其表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能、满足技术要求的热处理过程。 目的：提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性和疲劳强度等力学性
5、能。 按表面渗入元素的不同，分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗金属等种类。,第四节 钢的热处理,7,表面淬火与化学热处理的比较,第四节 钢的热处理,8,FeFe3C相图,9,奥氏体连续冷却时的组织转变,45号钢加热到840C，以不同方法冷却后的力学性能,10,感应加热表面淬火零件的工艺路线一般为： 毛坯锻造（或轧材下料）退火或正火粗加工调质（获得较高的综合力学性能）精加工感应加热表面淬火低温回火（淬火应力）磨削加工。,第四节 钢的热处理,加热时间短，变形小，硬度高，脆性低，生产率高，易机械化、自动化，适宜大批量生产；但设备昂贵，且难以处理复杂形状零件。,主要用于中碳钢和中碳合金钢制造的零
6、件（如40MnB 、 40Cr 、 40、 45等）。,11,同感应加热相比，火焰加热表面淬火设备简单，成本低廉，但生产率低，质量难以保证（易过热）。主要用于单件或小批量生产的零件或大型零件。,第四节 钢的热处理,12,气体渗碳法示意,渗碳零件的工艺路线一般为： 毛坯锻造（或轧材下料）正火粗加工、半精加工渗碳淬火低温回火精加工（磨削加工）。,适用：低碳钢、低碳合金钢，如15、20、20Cr、20CrMnTi等。渗碳后的工件还需进行淬火和回火处理，保证表硬（5864HRC）芯软。,13,目前广泛应用的是气体氮化，一般在500570C以下进行。结束后随炉降温至200C以下，停气出炉。 氮化温度较低，零件产生变形较小，疲劳强度高，很好的耐蚀性，更高的硬度6872HRC和耐磨性、热硬性 。氮化后不需热处理。但氮化层薄而脆，不耐冲击和振动，且过程工艺复杂，时间长，成本高。 一般用于耐磨性和精度都要求很高的精密零件，或要求耐热和抗腐蚀的耐磨件，如发动机气缸、排气阀、内齿轮、精密丝杠、模具等。 渗氮零件的工艺路线一般为： 毛坯锻造退火粗加工调质精加工去应力退火粗磨镀锡（非渗氮面保护）渗氮精磨或研磨。,第四节 钢的热处理,
