熱處理必備基礎(chǔ)知識(shí)整理

1、熱處理知識(shí)：一、強(qiáng)化1、細(xì)晶強(qiáng)化：細(xì)小等軸晶的晶界長(zhǎng)，雜質(zhì)分布較分散，各方向的力學(xué)性能差異小，晶粒越細(xì)小，強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性都好。2、固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度升高，這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。3、第二相強(qiáng)化： 當(dāng)合金中有第二相金屬化合物質(zhì)點(diǎn)存在時(shí)， 使質(zhì)點(diǎn)周圍基體 （固溶體） 金屬產(chǎn)生晶格畸變，同時(shí)增加了基體與第二相的界面，兩者都使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大，故使合金的強(qiáng)度、硬度提高。合金硬度、強(qiáng)度優(yōu)于純金屬，因?yàn)?2、3、4、熱處理強(qiáng)化（相變強(qiáng)化） ：利用重結(jié)晶的方法使相或組織發(fā)生變化。二、相和組織1、鐵素體：碳在 -Fe（體心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中

2、的間隙固溶體。2、奧氏體：碳在 -Fe（面心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。3、滲碳體：碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物（ Fe3c）。4、珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物（ F+Fe3c 含碳 0.8%）5、萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機(jī)械混合物（含碳 4.3%）三、熱處理知識(shí)1、熱處理：把金屬材料在固態(tài)范圍內(nèi)通過一定的加熱，保溫和冷卻以改變其組織和性能的一種工藝。2、退火：將金 屬或合金的材料或制件加熱到相變或部分相變溫度，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻的一種熱處理工藝。3、正火：將鋼加熱到完全相變以上的某一溫度，保溫一定的時(shí)間后，在空氣中冷卻的一種熱處理工藝。4、淬火：將鋼加熱到相變或部分相變溫度

3、，保溫一段時(shí)間后，快速冷卻的熱處理工藝。5、回火：將經(jīng)過淬火的鋼，重新加熱到一定溫度（相變溫度以下） ，保溫一段時(shí)間，然后冷卻的熱處理工藝。6、調(diào)質(zhì)處理：將鋼件淬火，隨之進(jìn)行高溫回火，這種復(fù)合工藝稱調(diào)質(zhì)處理。7、表面熱處理：改變鋼件表面組織或化學(xué)成分，以其改面表面性能的熱處理工藝。45 鋼力學(xué)性能 冷卻方式抗拉強(qiáng)度 屈服點(diǎn) 斷后伸長(zhǎng)率 % 斷面收縮率 % 硬度/ 退火（爐冷） . . 左右正火（空冷） - - - 左右淬火（水冷） - - -1. 退火（爐冷）半成品熱處理、預(yù)先熱處理將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。退火的目的：（完全退火、等溫退火）是為了消除過熱組

4、織、殘余應(yīng)力，同時(shí)可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。（球化退火）為了使鋼中滲碳體球化，降低鋼的硬度，改善切削加工性，并為以后的熱處理做好組織準(zhǔn)備。（去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火）退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預(yù)先熱處理。2. 正火（比退火冷卻速度快些）預(yù)先熱處理正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格，提高綜合力學(xué)性能，對(duì)要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟(jì)的。低碳非合金鋼、低合金鋼正火；中碳非合金鋼優(yōu)

5、先正火，也可退火3. 淬火（水冷、油冷）淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。4. 回火將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和脆性，防止變形及開裂，以取得預(yù)期的力學(xué)性能。高溫回火 （500-650 ° C）- 調(diào)質(zhì)處理： 具有強(qiáng)度、 硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能， 硬度 25-35HRC。軸、齒輪、

6、連桿、高強(qiáng)度螺栓中溫回火（ 350-500 ）：較高的彈性極限和屈服點(diǎn)，具有一定的韌性和硬度。 用于彈簧和熱作模具。低溫回火（ 150-250 ）：較高的硬度和耐磨性，鋼的應(yīng)力和脆性有所下降。用于工具、滾動(dòng)軸承、滲碳件和表面淬火件?；鼗鸲嗯c淬火、正火配合使用。5. 鋼的表面熱處理表面淬火：廣泛應(yīng)用的是表面加熱表面淬火（高頻加熱、超音頻加熱、中頻加熱、工頻加熱）是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織，而心部沒有發(fā)生相變，這就實(shí)現(xiàn)了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼（中碳非合金鋼中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼）也可應(yīng)用于高碳非合金

7、鋼、低合金鋼制造的工具量具。獲得表面具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，而心部具有較好的塑性和韌性的零件，如曲軸、凸輪軸、齒輪、主軸。表面淬火件不易氧化、脫碳，變形小，一般高頻淬硬深度為 1-2mm表面硬度比普通淬火高 2-3HRC。化學(xué)熱處理：是指將化學(xué)元素的原子，借助高溫時(shí)原子擴(kuò)散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。1、滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過淬火和低溫回火，

8、使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。2、滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強(qiáng)度、熱硬性抗腐蝕性等。目前生產(chǎn)中多采用氣體滲氮法。工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，氮化層薄而脆不易承受重載荷，并需用專用的氮化鋼所以只用于高耐磨和高精度的零件，如精密機(jī)床的絲杠、鏜床主軸、重要的閥門等。3、氰化： 又稱碳氮共滲， 是指在鋼中同時(shí)滲入碳原子與氮原子的過程。 它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。比滲碳層具有更高的耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度，比滲氮層具有更高的抗壓強(qiáng)度。用于主要處理低碳結(jié)構(gòu)鋼零件，如汽車、機(jī)床齒輪、軸類。適用于非合金鋼、合金鋼、鑄鐵、粉末冶金等材料。4、滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產(chǎn)中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。正火和退火 - 安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯殘