钢材热处理工艺

主讲教师：吴小俊国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库知识点：钢材热处理工艺

国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库金属材料的基本知识

钢（含碳量小于2.11%的铁碳合金）铸铁（含碳量大于2.11%的铁碳合金）根据含碳量的不同分为钢铁材料的生产方式炼钢炼铁钢材生产钢材种类型材：圆钢、方钢、扁钢、六角钢、角钢、槽钢、螺纹钢等板材：中厚钢板、薄钢板、钢带和硅钢片管材：无缝钢管和焊接钢管（又称有缝钢管）线材：直径为6～9mm的圆钢和直径在10mm以下的螺纹钢钢的热处理是将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以消除毛坯（铸件、锻件等）的缺陷，改善钢的加工工艺性能。根据加热和冷却方式的不同和组织性能的变化特点不同，分为：普通热处理（退火、正火、淬火、回火等）；表面热处理（表面淬火和渗碳、渗氮、渗硼等的化学热处理）；特殊热处理（形变热处理和磁场热处理）。根据在零件生产工艺流程中的位置和作用，分预备热处理最终热处理国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库钢的热处理

由加热、保温和冷却三个阶段组成。因此，要了解各种热处理方法对钢的组织和性能的影响，必须研究钢在加热、保温和冷却过程中的组织转变规律。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

钢的加热和冷却时各临界点的实际位置国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

1、钢的普通热处理钢的退火退火是把钢加热到适当的温度，经过一定时间的保温，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡组织的热处理工艺。其主要目的是减少钢锭、铸件、锻肧等的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火做好组织准备。钢的正火钢材或钢件加热Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）以上30℃～50℃，保温适当时间后，使之完全奥氏体化，然后在空气中均匀冷却，以得到珠光体组织的热处理工艺称为正火。正火后组织以索氏体为主。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

1、钢的普通热处理钢的退火与正火的选用改善切削加工性在一般生产中，低碳钢通过正火可提高硬度，改善切削性能；中碳钢既可采用退火，也可采用正火；含碳0.45%～0.6%的高碳钢则必须采用完全退火；过共析钢用正火消除网状渗碳体后再进行球化退火。使用性能方面对钢件的性能要求不太高，可采用正火作为最终热处理。如果零件尺寸较大或形状较复杂，应选择退火。经济性方面正火比退火生产周期短，操作简便。故在可能条件下，特别是在大批量生产时应优先考虑以正火代替退火。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

2、钢的淬火淬火是指将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢与过共析钢）以上的某一温度，保温后以大于临界冷却速度Vc进行快速冷却，使奥氏体转变为马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺。淬火的目的就是获得马氏体，以提高钢的力学性能，其实质是奥氏体化后进行马氏体转变（或下贝氏体转变）国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

3、

钢的回火回火是把淬火钢加热到Ac1以下的某一温度保温后进行冷却的热处理工艺。淬火钢回火的目的减少或消除内应力淬火钢内往往存在很大的内应力，并导致韧性下降、零件变形和开裂，回火可消除内应力，防止工件变形或开裂。获得工件所要求的力学性能淬火钢件硬度高，脆性大，为满足各种工件不同的性能要求。可以通过适当回火来调整硬度，获得所需的塑性和韧性。稳定工件尺寸通过回火可以使组织趋于稳定，以保证工件在使用过程中不再发生变形。改善某些合金钢的切削性能常采用高温回火，使碳化物适当聚集，降低硬度，以利于切削加工。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

3、

钢的回火回火的种类及应用根据一般钢件的不同性能要求，按其回火温度范围，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火三种形式。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

类型温度范围/℃回火组织回火目的用途低温回火150～250回火马氏体为了降低钢中残余应力和脆性．而保持钢在淬火后所得到的高硬度和耐磨性，硬度一般为HRC58～64主要用于高碳钢合金工具钢制造的工具、量具和模具，轴承零件，高强度钢制造的结构件，以及渗碳和表面淬火零件中温回火350～500回火屈氏体具有一定韧性的同时，兼有高的弹性和屈服极限，硬度为HRC35～45左右用于各种弹簧的处理以及其他结构钢制造的有相应硬度要求的工装夹具高温回火500～650回火索氏体可获得强度、塑性．韧性都较好的综合性能，硬度HBS200～350调质处理在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等4、钢的表面热处理感应加热表面淬火感应加热表面淬火是用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将工件表面迅速加热然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。感应加热表面淬火的特点与普通加热淬火相比，感应加热表面淬火在工业上的应用更广泛。原因是由于感应加热表面淬火有以下优点：国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、热处理的工艺过程

5、化学热处理化学热处理是将工件置于某种化学介质中，通过加热、保温和冷却使介质中某些元素渗入工件表面以改变工件表面层的化学成分和组织，从而使其表面与心部具有不同的特殊性能的一种热处理工艺。1）化学热处理的基本过程常用的化学处理方法包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等几种形式。无论哪种形式的化学热处理，元素渗入零件表面层均由介质分解、工件表面吸收和原子扩散三个基本过程所组成。在化学热处理过程中，只有活性原子才能为工件表面所吸收。化学介质在一定温度下，分解生成活性原子。2）钢的渗碳钢的渗碳是向低碳钢或低碳合金钢表层渗入碳原子，以提高钢件碳层含碳量，使之具有高