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——正達教育榮譽出品

一、熱處理的定義

熱處理是指金屬在固态下經加熱、保溫和冷卻，以改變金屬的内部組織和結構，從而獲得所需性能的一種工藝過程。

熱處理的三大要素

　①加熱（ Heating）

目的是獲得均勻細小的奧氏體組織。

　②保溫（Holding）

目的是保證工件燒透，并防止脫碳和氧化等。

　③冷卻（Cooling）

目的是使奧氏體轉變為不同的組織。

熱處理後的組織

加熱、保溫後的奧氏體在随後的冷卻過程中，根據冷卻速度的不同将轉變成不同的組織。不同的組織具有不同的性能。

二、熱處理工藝

1.退火

操作方法： 将鋼件加熱到Ac3 30~50度或Ac1 30~50度或Ac1以下的溫度（可以查閱有關資料）後，一般随爐溫緩慢冷卻。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細化晶粒，改善力學性能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所産生的内應力。

應用要點：1.适用于合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀态不合格的原材料；2.一般在毛坯狀态進行退火 。

2.正火

操作方法：将鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度，保溫後以稍大于退火的冷卻速度冷卻。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細化晶粒，改善力學性能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所産生的内應力。

應用要點：正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件，也可作為最後熱處理。對于一般中、高合金鋼，空冷可導緻完全或局部淬火，因此不能作為最後熱處理工序。

3.淬火

操作方法：将鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時間，然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

目的：淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織，有時對某些高合金鋼（如不鏽鋼、耐磨鋼）淬火時，則是為了得到單一均勻的奧氏體組織，以提高耐磨性和耐蝕性。

應用要點：1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力，但同時會造成很大的内應力，降低鋼的塑性和沖擊韌度，故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。

4.回火

操作方法：将淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經保溫後，于空氣或油、熱水、水中冷卻。

目的：1.降低或消除淬火後的内應力，減少工件的變形和開裂；2.調整硬度，提高塑性和韌性，獲得工作所要求的力學性能；3.穩定工件尺寸。

應用要點：1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火；在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火；以保持高的沖擊韌度和塑性為主，又有足夠的強度時用高溫回火；2.一般鋼盡量避免在230~280度、不鏽鋼在400~450度之間回火，因為這時會産生一次回火脆性。

5.調質

操作方法：淬火後高溫回火稱調質，即将鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度，保溫後進行淬火，然後在400~720度的溫度下進行回火。

目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光潔程度；2.減小淬火時的變形和開裂；3.獲得良好的綜合力學性能。

應用要點：1.适用于淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼；2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理，而且還可以作為某些緊密零件，如絲杠等的預先熱處理，以減小變形。

6.時效

操作方法：将鋼件加熱到80~200度，保溫5~20小時或更長時間，然後随爐取出在空氣中冷卻。

目的：1. 穩定鋼件淬火後的組織，減小存放或使用期間的變形；2.減輕淬火以及磨削加工後的内應力，穩定形狀和尺寸。

應用要點：1. 适用于經淬火後的各鋼種；2.常用于要求形狀不再發生變化的緊密工件，如緊密絲杠、測量工具、床身機箱等。

7.冷處理

操作方法：将淬火後的鋼件，在低溫介質（如幹冰、液氮）中冷卻到－60～－80度或更低，溫度均勻一緻後取出均溫到室溫。

目的：1．使淬火鋼件内的殘餘奧氏體全部或大部轉換為馬氏體，從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限；2． 穩定鋼的組織 ，以穩定鋼件的形狀和尺寸。

應用要點：1．鋼件淬火後應立即進行冷處理，然後再經低溫回火，以消除低溫冷卻時的内應力；2．冷處理主要适用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。

8．火焰加熱表面淬火

操作方法：用氧－乙炔混合氣體燃燒的火焰，噴射到鋼件表面上，快速加熱，當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。

目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍保持韌性狀态。

應用要點：1．多用于中碳鋼制件，一般淬透層深度為2～6mm；2．适用于單件或小批量生産的大型工件和需要局部淬火的工件。

9．感應加熱表面淬火

操作方法：将鋼件放入感應器中，使鋼件表層産生感應電流，在極短的時間内加熱到淬火溫度，然後噴水冷卻。

目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部保持韌性狀态。

應用要點：1．多用于中碳鋼和中堂合金結構鋼制件；2． 由于肌膚效應，高頻感應淬火淬透層一般為1～2mm，中頻淬火一般為3～5mm，高頻淬火一般大于10mm．

10．滲碳

操作方法：将鋼件放入滲碳介質中，加熱至900～950度并保溫，使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。

目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍然保持韌性狀态。

應用要點：1．用于含碳量為0．15％～0．25％的低碳鋼和低合金鋼制件，一般滲碳層深度為0．5～2．5mm；2．滲碳後必須進行淬火，使表面得到馬氏體，才能實現滲碳的目的。

11．氮化

操作方法：利用在5．．～600度時氨氣分解出來的活性氮原子，使鋼件表面被氮飽和，形成氮化層。

目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點：多用于含有鋁、鉻、钼等合金元素的中碳合金結構鋼，以及碳鋼和鑄鐵，一般氮化層深度為0．025～0．8mm．

12．氮碳共滲

操作方法：向鋼件表面同時滲碳和滲氮。

目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點：1．多用于低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼制件，一般氮化層深0．02～3mm；2．氮化後還要淬火和低溫回火。

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