鍛件的熱處理種類及應(yīng)用

鍛件熱處理按其熱處理的目的不同可以分為兩組。

第一組，

鍛件熱處理的目的既為金屬切削加工提供最佳的切削加工性能，

也為第二熱處理作好組織準(zhǔn)備。屬于這一組的鍛件常用滲碳鋼、軸承鋼、工具鋼等制造。

第二組，

鍛件熱處理的目的是為了得到適當(dāng)?shù)慕M織，

達(dá)到產(chǎn)品的技術(shù)要求。而且在保證零件技術(shù)要求的前提下，

適中的硬度和小的硬度偏差以便在金屬切削機(jī)床上獲得經(jīng)濟(jì)的可加工性能。鍛件機(jī)械加工后不再進(jìn)行最終熱處理。該組鍛件一般由中碳鋼和中碳合金鋼制成。鍛件熱處理最常見的工藝是退火（包括完全退火、等溫退火、球化退火等各種類型的退火）、正火（包括正火加高溫回火）、調(diào)質(zhì)（淬火加高溫回火）

等。名稱

含義

處理目的

主要用途不完全退火將鋼加熱到Ac1

與Ac3

（或Accm

）之間，短時(shí)間保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝以得到球狀珠光體及球狀碳化物組織，降低硬度，改善切削加工性能主要用于工具鋼、軸承鋼、冷作模具鋼完全退火（通常叫退火）將亞共析鋼加熱到Ac3

以上30～50℃，保溫使之完全奧氏體化，且成分基本均勻后，隨爐冷、砂中或耐火土粉中緩慢冷至600℃左右出爐空冷。以得到平衡狀態(tài)組織消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能；消除粗大的晶粒，為以后零件熱處理作好組織準(zhǔn)備一般用于亞共析鋼，

如5CrMnMo

等等溫退火將鋼件加熱到Ac3

以上20～30℃（亞共析鋼）或Ac1

與Accm

之間（過共析鋼）的溫度，保溫到完全奧氏體化并均勻后，快速冷卻到低于Ar1

以下的某一溫度（即奧氏體最不穩(wěn)定的溫度）等溫保持到奧氏體完全轉(zhuǎn)變后，然后出爐空冷或隨爐冷、油冷、水冷得到比完全退火更為均勻的組織，有效地消除鍛造應(yīng)力。比完全退火可以縮短退火時(shí)間，提高生產(chǎn)率

適用于亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼，如20CrMnTi、5CrMnMo、Cr12MoV、T8

等一般球化退火將鋼加熱到Ac1與Accm（或Ac3

）之間，充分保溫后，緩冷至500～650℃出爐冷卻使鋼件獲得彌散分布于鐵素體基體上的細(xì)粒狀（球化）

碳化物組織。改善切削加工性能，減少淬火時(shí)的變形開裂傾向性，使鋼得到相當(dāng)均勻的最終性能用于軸承零件、刀具、冷作模具等的預(yù)備熱處理等溫球化退火將共析鋼或過共析鋼加熱到Ac1+（20～30）℃（若原始組織中網(wǎng)狀碳化物較嚴(yán)重，需要加熱到略高于Accm）保溫適當(dāng)時(shí)間后冷卻到略低于Ar1

的溫度等溫到奧氏體完全轉(zhuǎn)變完畢，再爐冷或空冷同一般球化退火常用于碳鋼及合金鋼工具，冷作模具鋼及軸承零件，可獲得較好的碳化物球化質(zhì)量和節(jié)省工藝時(shí)間快速球化退火（正火—球化退火）將過共析鋼加熱Accm+（20

～30）℃，保溫后空冷（正火），得到細(xì)片狀珠光體。然后再進(jìn)行球化退火或等溫球化退火同一般球化退火用于鍛造組織中珠光體片較粗、網(wǎng)狀碳化物較嚴(yán)重、球化較難的鋼件，如T12、軸承鋼等正火（普通正火）亞共析鋼加熱到Ac3+（30～50）℃，共析鋼和過共析鋼加熱到Accm+（30～50）℃，保溫一定時(shí)間后空冷，得到珠光體型組織的熱處理細(xì)化組織，消除中碳鋼的魏氏組織或過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，減小應(yīng)力，改善切削加工性能用于亞共析鋼，共析鋼和過共析鋼的熱處理二段正火按普通正火加熱保溫后，先把工件快冷到Ar1（550℃

左右）以下，然后再放入爐內(nèi)或灰中緩冷的熱處理減少變形和消除非正常組織用于形狀復(fù)雜或斷面尺寸差別較大的工件或易產(chǎn)生非正常組織的鋼材淬火將鋼加熱到Ac3+（30～50）℃（亞共析鋼）Ac1

和Accm

之間（過共析鋼），保溫到獲得奧氏體相，然后以大于臨界冷卻速度急冷以獲得馬氏體組織對(duì)于鋼，淬火為了獲得不平衡組織，以提高強(qiáng)度和硬度。對(duì)于奧氏體不銹鋼，淬火即為固溶處理，淬火是為了提高鋼的耐蝕性和抗高溫氧化性能用于鋼鍛熱淬火（屬高溫形變熱處理）鍛件在熱鍛成形后（終鍛時(shí)工件溫度一般在900℃左右）立即淬入淬火冷卻介質(zhì)急冷以獲得淬火組織，是把熱鍛和熱處理結(jié)合在一起的熱處理工藝為了提高鍛件強(qiáng)度，改善塑性和韌性，而且可以簡化工序，節(jié)約能源和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率主要用于亞共析鋼，例如45鋼和40Cr等鋼的熱鍛件鍛熱等溫退火鍛件熱鍛成形后，采用控制冷卻，一般5min

左右冷卻至Ar1

以下某個(gè)溫度等溫，使過冷奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體、珠光體型組織，并適當(dāng)保溫后隨意冷卻的熱處理為了獲得均勻的平衡組織，消除鍛造應(yīng)力，改善切削加工性能，對(duì)有些材料可以縮短轉(zhuǎn)變時(shí)間，節(jié)約能源主要用于合金滲碳鋼鍛件預(yù)備熱處理，

也可以用于工具鋼，如CrWMn利用部分余熱正火鍛件熱鍛成形后，空冷至500℃左右，奧氏體已完全轉(zhuǎn)變，接著加熱至正火溫度，保溫后空冷除節(jié)約部分能源外，其目的同正火同正火利用部分余熱淬火鍛件熱鍛成形后，空冷至500℃左右，奧氏體已完全轉(zhuǎn)變，接著加熱至淬火溫度，保溫后急冷除節(jié)約部分能源外，其目的同淬火同淬火利用部分余熱等溫退火鍛件熱鍛成形后，空冷至500℃左右，奧氏體已完全轉(zhuǎn)變，接著加熱至等溫退火溫度，其后保溫急冷、等溫、冷卻按等溫退火工藝進(jìn)行除節(jié)約部分能源外，其目的同等溫退火同等溫退火回火將淬火或正火后的工件加熱到Ac1

以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤渲潦覝氐臒崽幚硎勾慊鹚玫牟环€(wěn)定的組織轉(zhuǎn)變成較穩(wěn)定的組織；適當(dāng)降低硬度及強(qiáng)度，提高塑性和韌性，減小或消除殘余應(yīng)力鋼件高溫回火將鋼件加熱到Ac1

以下某一溫度（常在500～700℃

之間）保溫后空冷降低硬度，提高塑性，減小或消除內(nèi)應(yīng)力有些合金鋼正火后硬度過高，用高溫回火降低硬度，中碳結(jié)構(gòu)鋼淬火后常高溫回火調(diào)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼正常淬火加高溫回火的熱處理工藝獲得良好的綜合力學(xué)性能中碳結(jié)構(gòu)鋼固溶處理將時(shí)效強(qiáng)化合金或不銹鋼、耐熱鋼加熱到一定高溫（不銹鋼、耐熱鋼為1000～1150℃），使強(qiáng)化相全部或大部分溶入固溶體，并調(diào)整晶粒尺寸，然后以較快速度（水、空氣等）冷卻改善鍛態(tài)時(shí)的強(qiáng)化相不均勻分布，降低硬度，提高塑性、耐蝕性及