热处理的一般知识

热处理的一般知识改善钢的性能，主要有两种方法：一是调整加入钢内的合金元素的成分；二是对钢进行热处理。这两者之间有着极为密切的关系。钢的热处理就是通过加热、保温、冷却的方法，使组织结构发生变化。以获得所需要的机械性能。钢的热处理可按加热和冷却方法的不同，大致分为以下几种：退火正火普通热处理淬火回火热处理火焰加热表面淬火感应加热表面热处理渗碳化学热处理氮化氰化及其他（一）普通热处理1.退火退火是将钢加热到一定的温度和保温一定时间，然后在炉内或埋入导热差的介质中，进行缓慢的降温冷却，从而获得近乎平衡组织的一种方法。按钢的成分和处理的目的不同，退火可分为完全退火、扩散退火、等温退火和低温退火等。（1）完全退火一般简称退火，是把钢加热到临界点Ac3以上30～50℃左右，通过保温、缓冷使钢的组织完全重新结晶，以达到细化晶粒，均匀组织的目的。它能够消除铸件、锻件、热衷型材、焊接件等的内应力和降低其硬度。（2）扩散退火是把钢加热到高温（1050～1150℃）通过长时间保温，缓慢冷却，以使钢的成分均匀化（3）等温退火的等温转变温度一般为600～700℃，它的优点是退火时间较短，可较好的控制工件的硬度，脱碳和氧化的倾向较小。（4）低温退火也叫去应力退火，或叫人工“时效”。一般是把零件加热到500～650℃左右，经过保温、缓冷，以除去铸、锻、热轧、冷挤压、焊接中产生的内应力。这种退火温度较低，所以退火过程中无组织变化。2.正火将钢加热到临界点Ac3或Accm以上40～60℃，保温后从炉中取出在空气中冷却的热处理方法，叫做正火。由于正火的速度较退火快，所以得到的珠光体组织较细，强度和硬度都有提高。由于正火工艺简单、经济，所以含碳量小于0.5%的锻件，常用正火代替退火来改善组织结构和切削加工性。对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最后的热处理。3.淬火将钢加热到临界点Ac1或者Ac3以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却的方法，叫做淬火。淬火的实质就是将钢加热到奥氏体状态，经过快速冷却，以获得马氏体组织，从而提高钢的强度、硬度和耐磨性。淬火的效果与钢的化学成分、淬火前加热温度、保温时间、冷却介质、冷却速度等因素有关。一般含碳量高的钢，淬火后的性能也高。含碳量低于0.25%的钢，一般需要经过“渗碳”后才能淬火。常用的冷却介质有水、油以及含有一定数量的盐和碱水溶液等。水是碳素钢最常用的冷却剂，合金钢则采用油为冷却剂。4.回火回火是淬火的后续工序。将淬火或正火后的钢加热到临界点（727℃）以下的适当温度，并在此温度下保温一定时间，然后在冷却介质（水、油或空气）中以一定的冷却速度冷却下来的热处理方法。回火的目的是减少或消除由于淬火产生的内应力，提高钢的韧性，降低脆性，以获得所要求的机械性能，并稳定零件尺寸。根据回火时的加热温度不同，可分为低温回火、中温回火及高温回火三种。（1）低温回火的加热温度在150～250℃之间，其目的是降低零件的内应力及脆性，保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性。它主要用于各种工具、滚动轴承及渗碳零件等。（2）中温回火的加热温度常在300～450℃之间，它可使零件在保持一定韧性的同时，仍具有较高的弹性和强度。主要用于弹簧、锻模和冲击工具等。（3）高温回火的加热温度常在500～650℃之间，它可使零件获得比较好的机械性能，如仍有高的硬度和强度，以及良好的塑性和韧性等。它常用于各种重要零件钢淬火后再经高温回火的热处理方法习惯上叫做调质处理。（二）表面热处理1．表面淬火表面淬火是将工件表面层淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。常用的表面淬火油两种方法：一种是火焰加热法，即用氧—乙炔焰（或其他可燃气体的火焰），将碳钢表面加热到所需要的温度，然后用水或油冷却；另一种方法是感应加热法，就是利用高频或中频感应电流，使钢件局部表面迅速加热到所需要的温度，再用水冷却。2．化学热处理就是使零件表面化学成分改变的一种热处理方法，即将零件加热到一定的温度，使零件表面和外界媒介物（接触剂）发生作用，达到改变零件表面（到一定深度）化学成分和组织的目的。经表面化学热处理后，零件的表层可以获得所要求的性能，如表面硬度和耐磨性得到提高，而芯部仍保持原来的较高塑性和韧性。常用的化学热处理方法有渗碳、氮化和氰化三种。