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1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM 以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20 40 度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂 中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的 热处理工艺固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保 持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷 却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室 温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变 化的现象。AI-4CU合金在时效过程中，过饱 和固溶体的各个沉淀阶段，其顺序可概括 为：过饱和一；G.P区过渡相v 过渡
2、相_；（CuAI2）稳定相固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶 体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以 便继续加工成型时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使 强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度时效处理 有自然时效和人工时效两种。淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却， 使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马 氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以 下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的 方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理 工艺调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这 种复合工艺称调质处理。表面热处理：改变钢件表面组织或化
3、学成分，以 其改面表面性能的热处理工艺。表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界 温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速 冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织， 而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心 部不变的目的。适用于中碳钢。化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温 时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层 去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而 达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能 的一种热处理工艺渗碳：向钢的表面渗入碳原子，提高表面含碳量， 提高材料表面硬度、抗疲劳性和耐磨性。渗氮：在工件表面渗入氮原子，形成一个富氮硬 化层的过程。提高材料表面硬度、抗疲劳性和耐
4、 磨性，且渗氮性能优于渗碳。碳氮共渗：碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬 度、抗疲劳性和耐磨性，并兼具渗碳和渗氮的优 占八、完全退火和等温退火又称重结晶退火，一般简称 为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳 钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于 焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处 理，或作为某些工件的预先热处理。球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主 要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以 后淬火作好准备。去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种 退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件， 冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予
5、消除， 将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削 加工过程中产生变形或裂纹。铁素体（F） 1.组织：碳在a-Fe（体心立方结构的 铁）中的间隙固溶体2.特性：呈体心立方晶格. 溶碳能力最小，最大为0.02%;硬度和强度很 低,HB=80-120, cb=250N/mmA而塑性和韧性很 好, S =50% =70-80%因此，含铁素体多的钢材 （软钢）中用来做可压、挤、冲板与耐冲击震动的 机件.这类钢有超低碳钢,如0Cr13,1Cr13、硅钢 片等奥氏体1.组织：碳在Y-Fe（面心立方结构的铁） 中的间隙固溶体。2.特性:呈面心立方晶格.最高 溶碳量为2.06%,在一般情况下,具有高的塑性，
6、但强度和硬度低,HB=170-220,奥氏体组织除了 在高温转变时产生以外,在常温时亦存在于不锈 钢、高铬钢和高锰钢中，如奥氏体不锈钢等 渗碳体（C）1.组织：铁和碳的稳定化合物（Fe3C）2. 特性：呈复杂的八面体晶格.含碳量为6.67%, 硬度很高,HRC70-75耐磨,但脆性很大，因此,渗 碳体不能单独应用，而总是与铁素体混合在一起. 碳在铁中溶解度很小,所以在常温下,钢铁组织 内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现珠光体（P） 1.组织；铁素体和渗碳体组成的机械 混合物（F+Fe3c含碳0.8%）铁素体片和渗碳体 片交替排列的层状显微组织 , 2.特性: 是过冷奥 氏体进行共析反
7、应的直接产物 .其片层组织的粗 细随奥氏体过冷程度不同, 过冷程度越大, 片层 组织越细性质也不同.奥氏体在约600C分解成 的组织称为细珠光体(有的叫一次索氏体), 在 500-600 C分解转变成用光学显微镜不能分辨其 片层状的组织称为极细珠光体(有的一次屈氏 体), 它们的硬度较铁素体和奥氏体高 ,而较渗碳 体低, 其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高 . 正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密 , 弥 散度大, 故其力学性能较好, 但其片状渗碳体在 钢材承受负荷时会引起应力集中 , 故不如索氏体 莱氏体(L) 1.组织：渗碳体和奥氏体组成的机械 混合物(含碳 4.3%) 2.特性: 铁
8、合金溶液含碳 量在2.06%上时,缓慢冷到1130C便凝固出莱 氏体. 当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变 为珠光体.因此，在723C以下莱氏体是珠光体与 渗碳体机械混合物(共晶混合). 莱氏体硬而脆 (HB700)是一种较粗的组织，不能进行压力加 工, 如白口铁. 在铸态含有莱氏体组织的钢有高 速工具钢和 Cr1 2型高合金工具钢等 . 这类钢一 般有较大有耐磨性和较好的切削性 淬火与马氏体1.组织：碳在a -Fe中的过饱和 固溶体,显微组织呈针叶状 2.特性：淬火后获得 的不稳定组织.具有很高的硬度,而且随含碳量 增加而提高, 但含碳量超过 0.6%后的硬度值基本 不变，如含C0.8%勺
9、马氏体,硬度约为HRC65冲 击韧性很低, 脆性 很大，延伸率和断面收缩率几乎等于零.奥氏体 晶粒愈大， 马氏体针叶愈粗大， 则冲击韧性愈低; 淬火温度愈低， 奥氏体晶粒愈细， 得到的马氏体 针叶非常细小， 即无针状马氏组织， 其韧性最高 回火马氏体(S)1.组织：与淬火马氏体硬度相近, 而脆性略低的黑色针叶状组织2.特性:淬火钢重新加热到150-250C回火获得 的组织硬度一般只比淬火马氏体低HRC1-3格, 但内应力比淬火马氏体小索氏体(S) 1.组织：铁索体和较细的粒状渗碳体 组成的组织 2.特性：淬火钢重新加热到 500-680C回火后获得的组织.与细珠光体相比， 在强度相同情冲下塑性
10、及韧性都高,随回火温度 提高, 硬度和强度降低, 冲击韧性提高. 硬度约为 HRC23-35综合机械性能比较好.索氏体有的叫 二次索氏体或回火索氏体屈氏体屈氏体(T)组织或特性1. 组织： 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组 织2.特性:淬火钢重新加热到350-450C回火后 获得的组织. 它的硬度和强度虽然比马氏体低, 但因其组织很致密,仍具有较高的强度和硬度, 并有比马氏体好的韧性和塑性,硬度约为 HRC35-45屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏 体下贝氏体(B)1.组织：显微组织呈黑色针状形态, 其中的铁素体呈现针状,而碳化物呈现极小的质 点以弥散状分布在针状铁素体内 2. 特性： 过冷奥
11、 氏体在400-240C等温度转变后的产物.具有较 高的硬度，约为HRC40-55良好的塑性和很高的 冲击韧性,其综合机械性能比索氏体更好;因此, 在要求较大的、韧性和高强度相配合时 , 常以含 有适当合金元素的中碳结构钢等温淬火 ,获得贝 氏体以改善钢的机械性能,并减小内应力和变形 低碳马氏体具有高强度与良好的塑性、韧性相结 合的特点(d b=1200-1600N/mmA2,d 0.2=1000-1300N/mmA23 5 10%力 40% k 60J/cmA2);同时还有低的冷脆转化温度 (W-60C);在静载荷、疲劳及多次冲击载荷下， 其缺口敏感度和过载敏感性都较低 .低碳马氏体状态的2
12、0SiMn2MoVA合力学性能， 比中碳合金钢等温淬火获得的下贝氏体更好 .保 持了低碳钢的工艺性能,但切削加工较难.工艺1. 低碳钢及低碳合金钢制模具 例如，20, 20Cr, 20CrM nTi等钢的工艺路线为：下料宀锻造模坯 t退火t机械粗加工t冷挤压成形t再结晶退 火T机械精加工T渗碳T淬火、回火T研磨抛光 T装配。2. 高合金渗碳钢制模具 例如 12CrNi3A, 12CrNi4A钢的工艺路线为：下料t锻造模坯t 正火并高温回火t机械粗加工T高温回火t精 加工T渗碳T淬火、回火T研磨抛光T装配。3. 调质钢制模具例如，45, 40Cr等钢的工艺路 线为：下料t锻造模坯T退火T机械粗加
13、工T调 质T机械精加工T修整、抛光T装配。4. 碳素工具钢及合金工具钢制模具例如T7A- T10A, CrWM,n9SiCr 等钢的工艺路线为：下料 T锻成模坯T球化退火T机械粗加工T去应力 退火T机械半精加工T机械精加工T淬火、回火 T研磨抛光T装配。5. 预硬钢制模具例如5NiSiCa, 3Cr2Mo（P20等钢。对于直接 使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处 理，可直接加工成形后抛光、 装配。对于要改锻 成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料t 改锻t球化退火t刨或铳六面t预硬处理（34 42HRC t机械粗加工t去应力退火t机械精加 工T抛光T装配。氮化工件工艺路线：锻造退火粗
14、加工调质 精加工除应力粗磨氮化精磨或研磨。 适用于各种高速传动精密齿轮、 机床主轴（如镗 杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。由 于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的 心部组织，所以要先进行调质热处理， 获得回火 索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。 论述钢材在热处理过程中出现脆化现象的主要 原因及解决方法。答：过共析钢奥氏体化后冷却速度较慢出现网 状二次渗碳体时，使钢的脆性增加，脆性的网状 二次渗碳体在空间上把塑性相分割开，使其变形 能力无从发挥。解决方法，重新加热正火，增加 冷却速度，抑制脆性相的析出。淬火马氏体在 低温回火时会出现第一类回火脆性，高温回火时 有第二类回火脆性，
15、第一类回火脆性不可避免， 第二类回火脆性，可重新加热到原来的回火温 度，然后快冷恢复韧性。工件等温淬火时出现 上贝氏体时韧性降低，重新奥氏体化后降低等温 温度得到下贝氏体可以解解。奥氏体化温度过 高，晶粒粗大韧性降低。 如：过共析钢淬火温度 偏高，晶粒粗大，获得粗大的片状马氏体时， 韧 性降低；奥氏体晶粒粗大，出现魏氏组织时脆性 增加。通过细化晶粒可以解决。20CrMnTi 、40CrNiMo 、60Si2Mn、T12 属于 哪类钢？含碳量为多少？钢中合金元素的主要 作用是什么？淬火加热温度范围是多少？常采 用的热处理工艺是什么？最终的组织是什么？ 性能如何？20CrMnTi 为渗碳钢，含碳量
16、为 0.2%，最终 热处理工艺是淬火加低温回火，得到回火马氏 体，表面为高碳马氏体（渗碳后），强度、硬度 高，耐磨性好；心部低碳马氏体（淬透）强韧性 好。 Mn 与 Cr 提高淬透性，强化基体， Ti 阻止 奥氏体晶粒长大，细化晶粒。40CrNiMo 为调质钢，含碳量为 0.4%，最终 热处理工艺是淬火加高温回火，得到回火索氏 体，具有良好的综合机械性能， Cr、Ni 提高淬 透性，强化基体， Ni 提高钢的韧性， Mo 细化晶 粒，抑制第二类回火脆性。60Si2Mn 为弹簧钢，含碳量为 0.6%，最终 热处理工艺是淬火加中温回火，得到回火托氏体 （或回火屈氏体），具有很高的弹性极限， Si、 Mn 提高淬透性，强化基体， Si 提高回火稳定性。T12 钢为碳素工具钢钢，含碳量为 1.2%，最 终热处理工艺是淬火加低温回火，得到回火马氏 体+粒状Fe3C+残余奥
