材料及热处理

1、黑色金属材料及热处理 材料研究所 目 录 一、钢的分类 1.1、按化学成分分类 1.2、按含碳量分类 1.3、按品质分类 1.4、按用途分类 二、各类钢的力学性能 2.1、碳素结构钢的力学性能 2.2、低合金高强度结构钢的力学性能 2.3、新旧低合金钢标准牌号对照表 2.4、优质碳素结构钢力学性能 2.5、合金结构钢力学性能 2.6、弹簧钢力学性能 2.7、合金工具钢牌号及淬火硬度值 2.8、一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能 2.9、合金铸钢的牌号及力学性能 2.10、球墨铸铁牌号及力学性能 三、钢的热处理 3.1、常用钢热处理种类及应用范围 3.2、常用钢整体淬火后硬度值与钢件截面尺寸关系

2、3.3、钢材表面强化工艺效果 3.4、常用钢材高频淬火硬度标准 3.5、常用钢材中频淬火后回火温度及硬度 3.6、常用钢材调质处理规范 3.7、常用钢材退火温度及硬度 3.8、常用钢材正火温度及硬度 3.9、常用钢材淬火回火温度及硬度 3.10、碳钢铸件退火工艺及退火后硬度 3.11、碳钢铸件正火处理工艺及硬度 3.12、球墨铸铁在不同热处理状态下得力学性能 四、齿轮材料及热处理 4.1、齿轮用钢冶金质量要求 4.2、汽车、拖拉机常用钢材及热处理工艺 4.3、渗碳和碳氮共渗齿轮表面碳（氮）浓度、表面硬度、表面组织及心部硬度 4.4、齿轮及花键轴渗碳淬火有效硬化层标准 4.5、渗碳（碳氮共渗）齿

3、轮的心部硬度 4.6、不同钢材齿轮渗氮层表面硬度 4.7、常用齿轮钢材氮碳共渗工艺及表面硬度 4.8、齿轮模数与渗氮层深度关系 五、模具的热处理 5.1、冷作模具钢分类 5.2、热作模具钢分类 5.3、塑料模具钢分类 5.4、常用冷冲模具材料选用 5.5、常用冷锻模具材料 5.6、冷作模具钢毛坯成批等温球化退火规范 5.7、冷作模具钢常用淬火工艺规范 5.8、常用冷作模具钢回火温度与硬度 5.9、冷作模具钢回火脆性温度范围 5.10、热作模具材料选用 5.11、锤锻模用钢的淬透深度和600700时的硬度 5.12、锤锻模用钢退火工艺 5.13、不同尺寸模块的退火工艺规范 5.14、锤锻模用钢淬

4、火工艺 5.15、锤锻模用钢的回火温度与硬度的关系 5.16、热挤压模具用钢工作硬度 5.17、热挤压模具钢的退火工艺 5.18、三种热挤压模具钢快速球化退火后的硬度 5.19、热挤压模具钢的淬火工艺 5.20、热挤压模具钢的回火工艺 5.21、压铸铝合金用模具的淬、回火工艺 5.22、塑料模具用钢的退火工艺 5.23、塑料用模具的工作硬度 5.24、塑料模具用钢的淬火工艺 5.25、塑料模具用钢回火温度与硬度关系 5.26、常用模具钢真空淬火工艺参数 六、发动机有关零件材料及热处理方式 七、拖拉机有关金属材料及热处理方式 一、钢的分类 1.1、按化学成分分类 （1）碳素钢：含C、Mn、S、P

5、、Si等元素总量不超过2.0%。 （2）合金钢：含有碳素钢所含元素外，还含有其它一些元素。如Cr、Ti、Ni、 Mo、V等，如果碳素钢中Mn含量超过0.8%或Si超过0.5%，叫合金钢。 1.2、按碳含量分类 （1）低碳钢：含碳量小于0.25%。 （2）中碳钢：含碳量在0.250.60%之间。 （3）高碳钢：含碳量大于0.6%。 1.3、按品质分类 （1）普通钢：磷含量小于0.045%硫含量小于0.055%。 （2）优质钢：磷含量小于0.040%硫含量小于0.040%。 （3）高级优质钢：磷含量小于0.035%硫含量小于0.030%。 1.4、按用途分类 （1）结构钢：用于制造普通结构C0.7

6、%。 （2）工具钢：用于制造刀具、量具、模具等的钢C0.7%。 （3）特殊用途钢：此类钢均具有特殊物理或化学性能，用于特殊的场合。如不 锈钢、耐酸钢、磁钢等 拉伸试验与冲击试验 牌号 等 级 拉伸试验冲击试验 屈服点s/MPa 抗拉强 度 b /MPa 伸长率5（%） 温度 (） V型 冲击 吸收 功 (纵向) （J） 钢材厚度（直径）/mm钢材厚度（直径）/mm 16 16 40 40 60 60 100 100 150 150 16 16 40 40 60 60 100 100 150 150 最小值最小值 最小 值 Q195(195) (18 5) 315 430 3332 Q215 A

7、 215205195185175165 335 450 313029282726 B2027 Q235 A 235225215205195185 375 500 262524232221 B20 27 C0 D-20 二、各类钢的力学性能 2.1、碳素结构钢的力学性能见表一 表一 碳素结构钢的力学性能 拉伸试验与冲击试验 牌号 等 级 拉伸试验冲击试验 屈服点s/MPa 抗拉 强度 b /MPa 伸长率5（%） 温度 () V型 冲击 吸收 功 (纵向) （J） 钢材厚度（直径）/mm钢材厚度（直径）/mm 16 16 40 40 60 60 100 100 150 150 16 16 40

8、40 60 60 100 100 150 150 最小值最小值 最小 值 Q255 A 255 24 5 235225215205 410 550 242322212019 B2027 Q275275 26 5 255245235225 490 630 201918171615 牌 号 等 级 屈服点S / MPa 抗拉强 度 b / Mpa 伸长 率5 （%） 冲击吸收功AKV（纵向） /J 厚度（直径、边长）/mm 1616353550 50100 +20 0 - 20 - 40 Q295 A 295275255235 39057 0 23 B2334 Q345 A 34532529527

9、5 47063 0 21 B2134 C2234 D2234 E2227 Q390 A 390370350330 49065 0 19 B1934 C2034 D2034 E2027 Q420 A 420400380360 52068 0 18 B1834 C1934 D1934 E1927 Q460 C 460440420400 55072 0 1734 D1734 E1727 2.2、低合金高强度结构钢的力学性能见表二 表二 低合金高强度结构钢的力学性能 新标准GB/T15911994旧标准GB 15911988 Q29509MnV 、09MnNb 、09Mn2 、12Mn Q34518N

10、b 、09MnCuPTi 、10MnSiCu 、12MnV 、14MnNb 、16Mn 、16MnRE Q39010MnPNbRE 、15MnV 、15MnTi 、16MnNb Q42014MnVTiRE 、15MnVN Q460 2.3、新旧低合金钢标准牌号对照表见表三 表三 新旧低合金钢标准牌号对照表 牌号 试样毛 坯尺寸 /mm 推荐热处理/力学性能钢材交货状态 硬度 HBS10/3000 正火淬火回火b /MPa s /MPa 5 （%） （%） AKU2 /J 未热处 理钢 退火钢 08F259302951753560131 10F259303151853355137 15F2592

11、03552052955143 08259303251953360131 10259303352053155137 15259203752252755143 20259104102452555156 2525900870600450275235071170 3025880860600490295215063179 3525870850600530315204555197 4025860840600570335194547217187 4525850840600600355164039229197 5025830830600630375144031241207 552582082060064538

12、01335255217 60258106754001235255229 65258106954101030255229 7025790715420930269229 75试样8204801080880730285241 80试样8204801080930630285241 85试样8204801130980630302255 15Mn259204102452655163 2.4、优质碳素结构钢的力学性能见表四 表四 优质碳素结构钢的力学性能 牌号 试样毛 坯尺寸 /mm 推荐热处理/力学性能 钢材交货状态硬 度HBS10/3000 正火淬火回火b /MPa s /MPa 5 （%） （%） A

13、KU2 /J 未热处 理钢 退火钢 20Mn259104502752450197 25 Mn25900870600490295225071207 30 Mn25880860600540315204563217187 35 Mn25870850600560335184555229197 40 Mn25860840600590355174547229207 45 Mn25850840600620375154039241217 50 Mn25830830600645390134031255217 60 Mn258106954101135269229 65 Mn25830735430930285229

14、 70 Mn25790785450830285229 注：1 对于直径或厚度小于25mm的钢材，热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。 2 表中所列正火推荐保温时间不少于30min，空冷；淬火推荐保温时间不少于30min，70、80和85钢油冷， 其余钢水冷；回火推荐保温时间不少于1h。 钢 组 序 号 牌 号 试 样 毛 坯 尺 寸 /mm 热处理力学性能钢材退火 或高温回 火供应状 态布氏硬 度 HBS10/30 00 淬 火回火 抗 拉 强 度 b/MPa 屈服点 s/MPa 断 后 伸 长 率 5 （%） 断 面 收 缩 率 （%） 冲击吸收 功AKU2/J 加热温度/ 冷却

15、剂 加热温 度 / 冷却剂 第一 次淬 火 第二 次淬 火 Mn 120Mn215 850 水、 油 200水、空 785590104047187 880 水、 油 440水、空 230Mn225840水500水785635124563207 335Mn225840水500水835685124555207 440Mn225840 水、 油 540水885735124555217 545Mn225840油550水、油885735104547217 650Mn225820油550水、油93078594039229 MnV720MnV15880 水、 油 200水、空785590104055187

16、SiMn 827SiMn25920水450水、油980835124039217 935SiMn25900水570水、油885735154547229 1042SiMn25880水590水885735154047229 SiMnM oV 11 20SiMn2M oV 试样900油200水、空1380104555269 12 25SiMn2M oV 试样900油200水、空1470104047269 13 37SiMn2M oV 25870 水、 油 650水、空980835125063269 B 1440B25840水550水785635124555207 1545B25840水550水8356

17、85124547217 1650B20840油600空785540104539207 2.5、合金结构钢力学性能见表五 表五 合金结构钢力学性能 钢 组 序 号 牌 号 试 样 毛 坯 尺 寸 /mm 热处理力学性能钢材退火 或高温回 火供应状 态布氏硬 度 HBS10/30 00 淬 火回火 抗 拉 强 度 b/MPa 屈服点 s/MPa 断 后 伸 长 率 5 （%） 断 面 收 缩 率 （%） 冲击吸收 功AKU2/J 加热温度/ 冷却 剂 加热温 度 / 冷却剂 第一 次淬 火 第二 次淬 火 MnB 1740MnB25850油500水、油980785104547207 1845MnB

18、25840油500水、油103083594039217 MnMoB 1920MnMoB15880油200油、空1080885105055207 MnVB 2015MnVB15860油200水、空885635104555207 2120MnVB15860油200水、空1080885104555207 2240MnVB25850油520水、油980785104547207 MnTiB 2320MnTiB15860油200水、空1130930104555187 24 25MnTiBR E 试样860油200水、空1380104047229 Cr 2515Cr15880 7808 20 水、 油 20

19、0水、空735490114555179 2615CrA15880 7708 20 水、 油 180油、空685490124555179 2720Cr15880 7808 20 水、 油 200水、空835540104047179 2830Cr25860油500水、油885685114547187 2935Cr25860油500水、油930735114547207 3040Cr25850油520水、油98078594547207 3145Cr25840油520水、油103083594039217 3250Cr25830油520水、油108093094039229 CrSi3338CrSi2590

20、0油600水、油980835125055255 CrMo 3412CrMo30900空650空4102652460110179 3515CrMo30900空650空440295226094179 钢 组 序 号 牌 号 试 样 毛 坯 尺 寸 /mm 热处理力学性能 钢材退火 或高温回 火供应状 态布氏硬 度 HBS10/30 00 淬 火回火 抗 拉 强 度 b/MPa 屈服点 s/MPa 断 后 伸 长 率 5 （%） 断 面 收 缩 率 （%） 冲击吸收 功AKU2/J 加热温度/ 冷却 剂 加热温 度 / 冷却剂 第一 次淬 火 第二 次淬 火 CrMo 3620CrMo15880 水

21、、 油 500水、油885685125078197 3730CrMo25880 水、 油 540水、油930785125063229 3830CrMoA15880油540水、油930735125071229 3935CrMo25850油550水、油980835124563229 4042CrMo25850油560水、油1080935124563217 CrMoV 4112CrMoV30970空750空440225225078241 4235CrMoV25900油630水、油1080930105071241 4312Cr1MoV30970空750空490245225071179 44 25Cr2

22、MoV A 25900油640空930785145563241 45 25Cr2Mo1 VA 251040空700空735590165047241 CrMoAl 46 38Cr Mo Al 30940 水、 油 640水、油980835145071229 CrV 4740CrV25880油650水、油885735105071241 4850CrVA25860油500水、油128011301040255 CrMn 4915CrMn15880油200水、空785590125047179 5020CrMn15850油200水、空930735104547187 5140CrMn25840油550水、油

23、98083594547229 CrMnSi 5220CrMnSi25880油480水、油785635124555207 5325CrMnSi25880油480水、油1080885104039217 5430CrMnSi25880油520水、油1080885104539229 钢 组 序 号 牌 号 试 样 毛 坯 尺 寸 /mm 热处理力学性能 钢材退火 或高温回 火供应状 态布氏硬 度 HBS10/30 00 淬 火回火 抗 拉 强 度 b/MPa 屈服点 s/MPa 断 后 伸 长 率 5 （%） 断 面 收 缩 率 （%） 冲击吸收 功AKU2/J 加热温度/ 冷却 剂 加热温 度 /

24、冷却剂 第 一 次 淬火 第二 次淬 火 CrMnSi 55 30CrMnSi A 25880油540水、油1080835104539229 56 35CrMnSi A 试样加热到880，于280310等温淬火 1620128094031241 试样950890油230空、油 CrMnM o 57 20CrMnM o 15850-油200水、空1180885104555217 58 40CrMnM o 25850油600水、油980785104563217 CrMnTi 5920CrMnTi15880870油200水、空1080850104555217 6030CrMnTi试样880850油2

25、00水、空147094047229 CrNi 6120CrNi25850 水、 油 460水、油785590105063197 6240CrNi25820油500水、油980785104555241 6345CrNi25820油530水、油980785104555255 6450CrNi25820油500水、油108083584039255 6512CrNi215860780 水、 油 200水、空785590125063207 6612CrNi315860780油200水、空930685115071217 6720CrNi325830 水、 油 480水、油930735115578241 6

26、830CrNi325820油500水、油98078594563241 6937CrNi325820油500水、油1130980105047269 7012Cr2Ni415860780油200水、空1080835105071269 7120Cr2Ni415880780油200水、空11801080104563269 CrNiMo 7220CrNiMo15850油200空98078594047197 钢 组 序 号 牌 号 试 样 毛 坯 尺 寸 /mm 热处理力学性能 钢材退火 或高温回 火供应状 态布氏硬 度 HBS10/30 00 淬 火回火 抗 拉 强 度 b/MPa 屈服点 s/MPa

27、断 后 伸 长 率 5 （%） 断 面 收 缩 率 （%） 冲击吸收 功AKU2/J 加热温度/ 冷却 剂 加热温 度 / 冷却剂 第 一 次 淬 火 第 二 次 淬 火 CrNiMo 73 40CrNiMo A 25850油600水、油980835125578269 CrMnNi Mo 74 18CrMnNi MoA 15830油200空1180885104571269 C rNiMoV 75 45CrNiMo VA 试样860油460油1470133073531269 CrNiW 76 18Cr2Ni4 WA 15950850空200水、空1180835104578269 77 25Cr2

28、Ni4 WA 25850油550水、油1080930114571269 注：1 表中所列热处理温度允许调整范围：淬火15，低温回火20，高温回火50。 2 硼钢在淬火前可先经正火，正火温度应不高于其淬火温度，铬锰钛钢第一次淬火可用正火代替 3 拉伸试验时试样钢上不能发现屈服，无法测定屈服点s情况下，可以测规定残余伸长应力r0.2 牌 号 热处理制度力学性能 淬火温度 / 淬火剂 回火温度 / 屈服点 s 抗拉强度 b 伸长率（%） 断面收缩率 （%） MPas10 65840油500784980935 70830油4808331029830 85820油4809801127630 65Mn83

29、0油540784980830 55Si2Mn870油48011761274630 55Si2MnB870油48011761274630 55SiMnVB860油46012251372530 60Si2Mn870油48011761274525 60Si2MnA870油44013721568520 60Si2CrA870油4201568 1764620 60Si2CrVA850油41016661862620 55CrMnA830860油4605101078(0.2)1225920 60CrMnA830860油4605201078(0.2)1225920 60CrMnMoA 50CrVA850油50

30、0112712741040 60CrMnBA830860油4605201078(0.2)1225920 30W4Cr2VA10501100油60013231470740 2.6、弹簧钢力学性能见表六 表六 弹簧钢力学性能 注：1、热轧钢材以热处理或布热处理状态交货。 2、表列数值适用于截面不大于80mm的钢材。大于80mm的钢材，允许伸长率和断面收缩率分别降低1%和5%。 3、30W4Cr2VA除抗拉强度外，其它性能仅供参考。 序号牌号 交货状态试样淬火 布氏硬度 HBS 压痕直径 /mm 淬火温度/ 和冷却剂 洛氏硬度 HRC 1-19SiCr 241197 3.94.3820860,油62

31、 1-28MnSi2294.0800820,油60 1-3Cr062411873.94.4780810,水64 1-4Cr22291794.04.5830860,油62 1-59Cr22171794.14.5820850,油62 1-6W2291874.04.4800830,水62 2-14CrW2Si217179 4.14.5 860900,油53 2-25CrW2Si2552073.84.2860900,油53 2-36CrW2Si2852293.64.0860900,油57 3-1Cr122692173.74.19501000,油60 3-2Cr12Mo1V12553.859 3-3Cr

32、12MoV2552073.84.29501000,油58 3-4Cr5Mo1V2553.9560 3-59Mn2V2294.0780810,油62 3-6CrWMn2552073.84.2800830,油62 3-79CrWMn2411973.94.3800830,油62 3-8CrW2MoV2693.7900980 10201040,油 60 3-96Cr4W3Mo2VNb2553.811001160,油60 2.7、合金工具钢牌号及淬火硬度值见表七 表七 合金工具钢牌号及淬火硬度值 序号牌号 交货状态试样淬火 布氏硬度 HBS 压痕直径 /mm 淬火温度/ 和冷却剂 洛氏硬度 HRC 4-

33、25CrNiMo2411973.94.3830860,油60 4-33Cr2W8V2552073.84.210751125,油60 4-45Cr4Mo3SiMnVAI2553.810901120,油60 4-53Cr3Mo3W2V10601130,油 4-65Cr4W5Mo2V2693.711001150,油60 4-78Cr32552073.84.2850880,油60 4-84CrMnSiMoV2411973.94.3870930,油60 4-94Cr3Mo3SiV2294.060 4-104Cr5MoSiV2353.9560 4-114Cr5MoSiV12353.9560 4-124Cr

34、5W2VSi2294.010301050,油或空60 5-17Mn15Cr2Al3V2WM o 11701190,固溶水 650700,时效空 45 6-13Cr2Mo 注：表示820预热，1000（盐浴）或1010（炉控气氛）加热，保温1020min，空冷，200回火。 表示790预热，940（盐浴）或950（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，200回火。 表示790预热，1010（盐浴）或1020（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，550回火。 表示790预热，1000（盐浴）或1010（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，550回火。 79015预热，1000（盐浴）或1

35、010（炉控气氛）6加热，保温515min，空冷，5506回火。 牌 号 屈服点s或屈服强度 0.2/MPa 抗拉强 度 b/MPa 伸长率（%） 按合同规定 断面收 缩率 （%） 冲击吸收功AKV/J 冲击 吸收 功 AKU/ J ZG200-40020040025403047 ZG230-45023045022322535 ZG270-50027050018252227 ZG310-57031057015211524 ZG340-64034064010181016 牌 号主要特征应用举例 ZG200-400 低碳铸钢、韧性及塑性均好，但 强度和硬度较低，低温冲击韧度大， 脆性转变温度低，导

36、磁、导电性能 良好，焊接性能好，但铸造性差 机座、电气吸盘、变速箱体等受 力不大，但要求韧性的零件 ZG230-450 用于负荷不大、韧性较好的零件， 如轴承盖、底板、阀体、机座、 侧架、轧钢机架、箱体、犁柱、 砧座等 ZG270-500 中碳铸钢，有一定的韧性及塑性， 强度和硬度较高，切削性能良好， 焊接性尚可，铸造性能比低碳钢好 应用广泛，用于制作飞轮、车辆 车钩、水压机工作缸、机架、蒸 气锤气缸、轴承座、连杆、箱体、 曲拐 ZG310-570 用于重负荷零件、如联轴器、大 齿轮、缸体、气缸、机架、制动 轮、轴及辊子 ZG340-640 高碳铸钢，具有高强度、高硬度 及高耐磨性，塑性韧性低

37、，铸造、 焊接性均差，裂纹敏感性较大 起重运输机齿轮、联轴器、齿轮、 车轮、阀轮、叉头 2.8、一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能见表八 表八 一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能 牌 号热处理截面尺寸 /mm 屈服点s或 屈服强度 0.2/ MPa 抗拉强度 b/MPa 伸长率 （%） 断面收缩 率（%） 冲击韧 度aKU/ (J/cm2) 硬度 HBS ZG40Mn正火+回火1002956401230163 ZG40Mn2 正火+回火 调质 100 395 685 590 835 20 13 55 45 35 179 269302 ZG50Mn2正火+回火1004457851837 ZG20Si

38、Mn 正火+回火 调质 100 295 300 510 500650 14 24 3039 156 150190 ZG35SiMn 正火+回火 调质 100 345 415 570 640 12 12 20 25 24 27 ZG35SiMnMo 正火+回火 调质 100 395 490 640 690 12 12 20 25 24 27 ZG35CrMnSi正火+回火1003456901430217 ZG20MnMo正火+回火1002954901639156 ZG55CrMnMo正火+回火100不规定 ZG40Cr正火+回火1003456301826212 ZG34CrNiMo调质 150

39、150250 250400 700 650 650 9501000 800950 800950 12 12 10 240290 220270 220270 ZG20CrMo调质100245460183024 ZG35CrMo调质10051074083012 ZG42CrMo调质 30 30100 100150 540 490 450 740830 690830 690830 12 11 10 220260 200250 200250 ZG42CrMo调质150250 250400 400 350 650800 650800 10 8 195240 195240 ZG50CrMo调质100520

40、74088011220260 ZG65Mn正火+回火100不规定 2.9、合金铸钢的牌号及力学性能见表九 表九 合金铸钢的牌号及力学性能 牌 号 抗拉强度 b/MPa 屈服强度 0.2/MPa 伸长率 （%） 供参考 布氏硬度 HBS 主要金相组织 QT400-1840025018130180铁素体 QT400-1540025015130180铁素体 QT450-1045031010160210铁素体 QT500-75003207170230铁素体+珠光体 QT600-36003703190270珠光体+铁素体 QT700-27004202225305珠光体 QT800-28004802245

41、335 珠光体或回火组 织 QT900-29006002280360 贝氏体或回火马 氏体 2.10、球墨铸铁牌号及力学性能见表十 表十 球墨铸铁牌号及力学性能 工 艺 名 称作 用应用范围 退火 均匀化退火成分均匀化铸钢件及有成分偏析的锻轧件 完全退火细化组织和降低硬度亚共析钢锻、焊、轧件 等温退火细化组织，降低硬度，防止白点 碳钢、合金钢以及高合金钢的锻 件、冲压件等。较完全退火的组织 和性能更均匀，且缩短工艺周期 球化退火 碳化物球状化，降低硬度，提高 塑性 共析钢或过共析钢（如工模具、 轴承钢） 不完全退火 （亚临界退火） 细化组织，降低硬度 中、高碳钢及低合金钢的锻、轧件， 组织细化

42、程度低于完全退火 再结晶退火 （低温退火） 消除加工硬化，使冷变形晶粒再 结晶为细小等轴晶 冷变形钢材和零件 去应力退火消除内应力，使之达到稳定状态铸件、焊接件、锻轧件及机加工件 正 火 提高硬度，改善加工性能，防止 机加工“粘刀”，降低表面粗糙度 低碳钢 细化晶粒，均匀组织，为淬火做 好组织准备 中碳钢、合金钢 消除网状碳化物，为球化退火作 准备 高碳钢、高合金钢 消除渗层中的网状碳化物渗碳钢 消除不正常组织（如粗晶等）铸件、锻件 最终热处理要求不高的碳钢 淬火 单介质淬火 在单一冷却介质（如油、水、空 气等）中淬火，达到硬度、强度等 要求 最常用方法 双介质淬火 在两种淬火介质（水油，水

43、空气，油空气等）中淬火，保证 足够淬硬层，避免淬裂，减少变形 中、高碳钢零件 合金钢大型零件 分级淬火 先淬入浴槽中，使零件内外温度 都达到浴槽介质温度，然后淬入另 一种冷却较缓慢的介质，减少变形 和开裂 形状复杂、变形要求严格的零件， 包括尺寸小的合金钢、碳钢零件， 尺寸较大零件或淬透性差的钢种 贝氏体等温淬火 先淬入浴槽中完成淬火，然后再 空冷，获得良好综合性能，减少变 形和开裂 合金钢及（C）0.6%碳钢零件 高碳工模具钢零件 固溶处理将其它相充分溶解到固溶体中沉淀硬化不锈钢、马氏体时效钢 三、钢的热处理 3.1、常用钢的热处理种类及应用范围见表十一 表十一 常用钢的热处理种类及应用范围

44、 工 艺 名 称作 用应用范围 回火 低温回火 150250回火，获得回火马氏 体组织。目的是在保持高硬度条件 下，提高塑性和韧性 超高强度钢、工模具钢、量具、 刃具、轴承及渗碳件 中温回火 350500回火，获得托氏体组 织。目的是获得高弹性和足够的硬 度，保持一定韧性 中温超高强度钢、弹簧、热锻模 具 高温回火 500650回火，获得索氏体组 织。目的是达到较高强度与韧性良 好配合 结构钢零件、渗氮件预备热处理 多次回火 淬火后进行二次以上回火，进一 步促使残留奥氏体转变，消除内应 力，使尺寸稳定 超高强度钢、工模具钢、高速钢 时效 从过饱和固溶体中析出金属间化 合物，提高强度、硬度 渗碳

45、（含碳氮共渗） 增加表层碳含量，提高表面硬度、 耐磨性及抗疲劳性能 碳氮共渗与渗碳相似，但渗入温 度略低，渗层较浅，变形较小 用于心部有一定强度和良好韧性 而表面要求高硬度（5864HRC） 的场合，还用于提高耐磨性或疲劳 性能的场合。主要用于齿轮、销类 和轴类零件 渗氮（含氮碳共渗） 增加表层氮含量，提高表面硬度、 耐磨性、疲劳性能，以及热硬性 （500）和抗胶合性 氮碳共渗与渗氮相似，但渗入温 度略高，表面硬化稍低 与渗碳相比，渗氮的渗层较浅， 硬度高，不能承受大接触应力和冲 击负荷，生产周期长 用于心部保持良好韧性而表面要 求高硬度（6572HRC）场合，还 用于提高耐磨性，疲劳性能，耐

46、蚀 性或热硬性场合 渗金属及非金属 使另一种或多种金属，如Al、Cr、 Si、B、V、W、Mo、Zn、Re等渗 入表层，提高耐蚀性，抗氧化性、 耐磨性等 渗铝或铝与其他元素共渗，主要 用于高温防护，提高高温抗氧化和 热蚀性 硬度 截面 HRC mm 材料 热处理 300 硬度不提 高 改善 较大提 高 中 等 碳钢、合金钢 渗硼0.10.3 表面硬 化， 高压应 力 硼化物好12001800很高较好较好最好 表层脆 性大， 变形大 中 等 中高碳钢、中高 碳合金钢、模具 项目 材料 硬 度 适 用 材 料 洛氏硬度HRC 表面硬度有效硬化层硬度 碳素结构钢 48564040 5361 45 4

47、5 556250 57635055 合金结构钢 5059 40 35Cr、35CrMo 526040Cr、40CrMo 球墨铸铁556350QT600-2 3.4、常用钢材高频淬火硬度标准见表十四 表十四 常用钢材高频淬火硬度标准 钢 号 要 求 硬 度 HRC 回 火 温度/冷却方式 45，50 4248280320 空 冷 4852200250 5258180200 40Cr 4852240280 空 冷 5258180200 42SiMn 4248320360 空冷或油冷 4852220250 5258180200 45MnB 4248320340 空冷或油冷4852280300 525

48、8240260 40MnVB 4248320340 空冷或油冷 4852240280 5258180200 35CrMo 4248300320 空 冷4852260280 5258180200 42CrMo 4248320340 空 冷 4852240260 5258200220 T8A58160200空冷 T10A61160200空冷 9Mn2V56200240空冷 GCr1561150180空冷 3.5、常用钢材中频淬火后回火温度及硬度见表十五 表十五 常用钢材中频淬火后回火温度及硬度 钢 号 淬 火回火 调质后硬度 HBS 温度/冷却介质温度/冷却介质 35840860水550600空气

49、220250 45820840水 600640 580620 540570 空气 200230 220250 250280 50820840水580620空气220250 40Cr840860油 640680 600640 560600 空气 200230 200250 250280 35SiMn850870油600650空气或油220250 42SiMn840860油 640660 610630 空气或油 200230 220250 60Si2MnA840860油650700空气220250 35CrMo850870油600660空气250280 38CrMoAlA930950油620690

50、空气240300 3.6、常用钢材调质处理规范见表十六 表十六 常用钢材调质处理规范 钢 号 淬 火回火调质后硬度 HBS 温度/冷却介质温度/冷却介质 45MnB840860油 630670 600650 550600 空气或油 200230 220250 250280 40MnVB830850油 600650 580620 550600 空气或油 200230 220250 250280 50Mn2820840油550600油、水250280 65Mn810830油630680空气220250 T8A780800水630680空气200230 T10A800820水油630680空气200

51、230 T12A800820水油630680空气200230 GCr15840860油650700炉冷空气207255 9Mn2V800820油630650空气220250 CrMn850870油680700炉冷空气197241 CrWMn840860油650700炉冷空气197241 W18Cr4V920950油700720炉冷空气270 Cr12MoV Cr12Mo 10201050空气680720炉冷空气207241 2Cr1310001050油、空气600700炉冷空气220250 注： 本守则适用于钢制零件在周期作业加热炉中的调质工艺。 炉冷空气是随炉冷到500以下出炉空冷。 T10

52、A、T12A钢需长时间回火。 钢 号 完全退火温 度/ 等温退火温度/球化退火温度/硬度 HBS 加热等温加热等温 089601000131 65Mn800830179229 60Si2MnA760780179229 50CrVA830850179229 GCr6850870720750179229 GCr15850870720750179229 GCr15SiM n 850870720750179229 T8、T8A750770750770640660156207 T10、T10A750780850870670690750770640670159207 T12、T12A75078085087

53、0670690750770640670159207 9Mn2V770790770790680700179229 9SiCr780810690710197241 CrMn770800700720197241 CrWMn770790680700207255 Cr12Mo860880730750207255 W18Cr4V830850840860730750207255 W6Mo5Cr4 V2 835850840860730750207255 2Cr13860880860880730750187 3.7、常用钢材退火温度及硬度见表十七 表十七 常用钢材退火温度及硬度 钢 号 正火温度 / 回火温 度

54、/ 硬度HBS钢 号 正火温度 / 回火温度 / 硬度HBS 1591094014312CrNi3900940163207 3585087018740Cr860880179229 4584086017021740MnVB860900680720179229 20Cr90094014317935CrMo840860207241 20CrMnTi93095016320730CrMnSi880900179229 20MnVB88090014318738CrMoAlA920940700720179229 3.8、常用钢材正火温度及硬度见表十八 表十八 常用钢材正火温度及硬度 钢 号淬火温度/冷却剂 表

55、面硬度 HRC 达到硬度值 的最大直径 /mm 回火温度/备注 15（渗碳）780800盐水586380160200 35830850盐水304050380440 45 810830盐水304080400450 810830盐水油424750350380 800830盐水油485330240280 20Cr(渗碳) 800850油586350180200 780800盐水油5863180200用于形状简单截面较大的零件 20CrMnTi820860油586380180200 渗碳 20Mn2B810840油586350180200 20MnVB810830油5863180200 12CrNi3

56、780800油5863180200 40Cr 830860油424750360400 830860油485330280320 830860油525725180200 42SiMn 840860油424750370390 840860油485330280320 840860油525725180200 45MnB 830850油424750350400 830850油485330280320 840860油525725180200 40MnVB 830850油424750350400 830850油485330280320 830850油525725180200 35CrMo850870油4853

57、200220多用于齿轮、主轴 35CrMnSiA880900油4853180200主轴 65Mn 800830油424735380420 回火后空冷或油冷 800830油455025320380 800830油505520260300 800830油566015200220 3.9、常用钢材淬火回火温度及硬度见表十九 表十九 常用钢材淬火回火温度及硬度 钢 号淬火温度/冷却剂表面硬度HRC 达到硬度值的最 大直径/mm 回火温度/备注 60Si2MnA 850880油4247430470 850880油4550400430 50CrVA 840860油424750400450 840860油4

58、55030370420 55SiMnMoVNb860880油4552440460 GCr15830850油6050160200 GCr15SiMn820840油60160200 T8(T8A)780800盐水油5950160200 T10(T10A)770790盐水油61160200 T12(T12A)770790盐水油61160200 9Mn2V790820油566150230280 9Cr2Mo810850油61130170 9SiCr850870油59160200 CrMn 840860油566140240300 840860油6130160200 CrWMn 830850油566110

59、0260320 830850油6140160200 Cr129801030油4555520560 Cr12Mo9801030油4555520560 W18Cr4V12601280油63550570 回火三次 W6Mo5Cr4V212101245油63540560 W12Cr4V4Mo12401265油64550570 W6Mo5Cr4V2Al12101240油65540560 3Cr139801050油4550360400 4Cr139801050油5055200220 碳素弹簧钢丝、 组 230260冷卷后回火 ZG45830850水油4247320360 ZG55790810水油48532

60、60300 材质牌号 含碳量（质量 分数，%） 退火温度/ 保 温 冷却方式 硬 度 HBS 铸件壁厚 /mm 时 间 ZG200400 ZG230450 ZG270500 ZG310570 ZG340640 0.100.20 0.200.30 0.300.40 0.400.50 0.500.60 910880 880850 850820 820800 800780 30 30100 1h 每增加 30mm，增 加1h 炉冷至 620后出 炉空冷 115143 133156 143187 156217 187230 材质牌号 含碳量 （质量分数，%） 正火温度/ 回火 硬度HBS 温度/ 冷却