不同热处理的区别

gas_turbine · 发表于 2008-3-11 16:45:34

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退火、正火、回火、淬火等热处理方式有何区别？适用于什么样的材料？
看了一位兄弟发的课件，太高深了，能讲的浅显易懂些吗？

先谢谢了

loveu99 · 发表于 2008-3-11 18:20:45

（1）：退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
（2）：正火：指将钢材或钢件加热到Ac3或Acm（钢的上临界点温度）以上30～50℃，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
（3）：淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
（4）：回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
（5）：调质：指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

lg110 · 发表于 2008-3-11 19:23:52

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

gas_turbine · 发表于 2008-3-12 08:29:00

先谢谢楼上的各位！

我看有的书上写：低碳钢、中碳钢用正火，高碳钢用退火，是不是这样的啊？
还有，调质是不是淬火＋高温回火？

该如何选择这四把火？我们编工艺时，可以参考工艺路线，但路线是以什么为依据制定的呢？

[ 本帖最后由 gas_turbine 于 2008-3-12 08:30 编辑 ]

drf1982 · 发表于 2008-3-12 14:16:40

建议去买本热处理工艺书看看，里面有各种资料，这里一下子说不完。

meri · 发表于 2008-3-12 14:39:52

退火与正火的目的:消除钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及最终热处理做好组织准备。

一、钢的退火

1、概念：将钢件加热到适当温度(Ac1以上或以下)，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。

2、目的：

（1）降低硬度，提高塑性，

（2）细化晶粒，消除组织缺陷

（3）消除内应力

（4）为淬火作好组织准备

3、类型：(根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。)

（1）完全退火：

1）概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％~0.6％）加热到AC3+（30~50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。

2）目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。

3）工艺：完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部看到均匀化的奥氏体，达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。

实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。

4）适用范围：中碳钢和中碳合金钢的铸，焊，锻，轧制件等。

注意事项：低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。

（2）球化退火

1）概念：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。　

2）工艺：一般球化退火工艺Ａc1+(1０~2０)℃　随炉冷至500~600℃空冷。

3）目的：降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。

4）适用范围：主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。

过共析钢中有网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以进行切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。为此，钢热加工后必须加一道球化退火，使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化，得到粒状珠光体。

冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果，冷却速度快或等温温度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物颗粒太细，聚集作用小，容易形成片状碳化物，从而使硬度偏高。如果冷却速度过慢或等温温度过高，形成碳化物颗粒较粗大，聚集作用也很强烈，易形成粗细不等的粒状碳化物，使硬度偏低。

（３）均匀化退火（扩散退火）

1）工艺：把合金钢铸锭或铸件加热到Ac3以上150~00℃，保温10~15h后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。

2）目的：消除结晶过程中的枝晶偏析，使成分均匀化。由于加热温度高、时间长，会引起奥氏体晶粒严重粗化，因此一般还需要进行一次完全退火或正火，以细化晶粒、消除过热缺陷。

3）适用范围：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。

4）注意：高温扩散退火生产周期长，消耗能量大，工件氧化、脱碳严重，成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件，因其偏析程度较轻，可采用完全退火来细化晶粒，消除铸造应力。

（４）去应力退火

1) 概念：为去除由于塑性变形加工,焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。（去应力退火不发生扭变）

2) 工艺：将工件缓慢加热到Ac1以下100~200℃（500~600℃）保温一定时间（1~3h）后随炉缓冷至200℃，再出炉冷却。

钢的一般在500～600℃

铸铁一般在500～550℃超过550扣容易造成珠光体的石墨化。

焊接件一般为500～600℃。

3）适用范围：消除铸、锻、焊件，冷冲压件以及机加工工件中的残余应力，以稳定钢件的尺寸，减少变形，防止开裂。

二、钢的正火

1、概念：将钢件加热　到Ac3(或Accm)以上３０～５０℃，保温适当时间后；在静止空气中冷却的热处理工艺称为钢的正火。

2、目的：细化晶粒，均匀组织，调整硬度等。

3、组织：共析钢S 、亚共析钢F+S、过共析钢Fe3CⅡ＋S

４、工艺：正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。

5、应用范围：

1）改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25％的碳素钢和低合金钢，退火后硬度较低，切削加工时易于“粘刀”，通过正火处理，可以减少自由铁素体，获得细片状珠光体，使硬度提高，可以改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。

2）消除热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。

3）消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以消除网状碳化物。

4）提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的最终热处理。

三、退火和正火的选择

退火与正火的主要区别：

1、正火的冷却速度比退火稍快，过冷度较大

2、正火后所得到的组织比较细，强度和硬度比退火高一些。

退火与正火的选择：

１、含碳量＜0.25％的低碳钢，通常采用正火代替退火。因为较快的冷却速度可以防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗碳体，从而提高冲压件的冷变形性能；用正火可以提高钢的硬度，低碳钢的切削加工性能；在没有其它热处理工序时，用正火可以细化晶粒，提高低碳钢强度。

２、含碳量在0.25～0.5％之间的中碳钢也可用正火代替退火，虽然接近上限碳量的中碳钢正火后硬度偏高，但尚能进行切削加工，而且正火成本低、生产率高。

３、含碳量在0.5～0.75％之间的钢，因含碳量较高，正火后的硬度显著高于退火的情况，难以进行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。

４、含碳量＞0.75％的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理，如有网状二次渗碳体存在，则应先进行正火消除。

淬火

淬火是将工件加热到临界温度以上，通常在 760 ～ 930 ℃ ，保温后快速冷却的热处理工艺。

淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性。各种工具，如刀具、量具和模具等，以及许多机器零件都需要进行淬火处理。

碳钢工件淬火，一般用水冷却。水便宜，而且冷却能力较强。如水中溶有少量的食盐后，冷却能力会显著增加。合金钢淬火则用油冷却，油的冷却能力较低。

回火

回火是将淬火后的工件加热到临界温度以下，保温后在空气中冷却的热处理工艺。

生产中工件的淬火和回火是紧密联系的工序。淬火后，虽然获得高的硬度，但是韧性较低，并且由于淬火时冷却速度快，内应力很大。所以淬火钢必须要进行回火处理，一方面可以减少或消除内应力，另一方面还可以提高韧性，适当降低硬度，使工件得到较好的综合机械性能。

回火操作主要是控制回火温度。回火温度愈高，工件的韧性愈好，内应力愈小，但硬度和强度下降得愈多。根据回火温度不同，回火可分为三种形式。

1 ）低温回火

回火温度为 150 ～ 250 ℃ ，目的是减少工件淬火后的内应力和脆性，而保持其高的硬度和耐磨性。低温回火主要用于各种刀具、模具和量具的回火处理。

2 ）中温回火

回火温度为 300 ～ 500 ℃ ，中温回火后可以大大减少工件的内应力，提高钢的弹性，但硬度有所降低。弹簧、锻模等常采用中温回火处理。

3 ）高温回火

回火温度为 500 ～ 650 ℃ ，高温回火后工件可获得强度、塑性和韧性都较好的综合机械性能，但硬度降低较多。通常把淬火后接着进行高温回火的热处理操作称为调质处理。调质处理广泛用于由中碳钢、合金钢制造的重要机器零件的热处理，如轴、齿轮、连杆等。

qq12142111 · 发表于 2008-3-15 08:38:25

很好的贴子,
能否讲一下"冷处理"方面的问题啊?

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