熱處理知識：

一、強化

• 1、細晶強化：細小等軸晶的晶界長，雜質分佈較分散，各方向的力學性能差異小，晶粒越細小，強度、硬度、塑性、韌性都好。

• 2、固溶強化：由於溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點，使晶格發生畸變，使固溶體硬度和強度升高，這種現象叫固溶強化現象。

• 3、第二相強化：當合金中有第二相金屬化合物質點存在時，使質點周圍基體（固溶體）金屬產生晶格畸變，同時增加了基體與第二相的界面，兩者都使位錯運動阻力增大，故使合金的強度、硬度提高。合金硬度、強度優於純金屬，因為2、3、

• 4、熱處理強化（相變強化）：利用重結晶的方法使相或組織發生變化。

二、相和組織

• 1、鐵素體：碳在α-Fe（體心立方結構的鐵）中的間隙固溶體。

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• 2、奧氏體：碳在γ-Fe（面心立方結構的鐵）中的間隙固溶體。

• 3、滲碳體：碳和鐵形成的穩定化合物（Fe3c）。

• 4、珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）

• 5、萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機械混合物（含碳4.3%）

三、熱處理知識

• 1、熱處理：把金屬材料在固態範圍內通過一定的加熱，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製件加熱到相變或部分相變溫度，保溫一段時間，然後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，保溫一段時間后，快速冷卻的熱處理工藝。

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• 5、回火：將經過淬火的鋼，重新加熱到一定溫度（相變溫度以下），保溫一段時間，然後冷卻的熱處理工藝。

• 6、調質處理：將鋼件淬火，隨之進行高溫回火，這種複合工藝稱調質處理。

• 7、表面熱處理：改變鋼件表面組織或化學成分，以其改面表面性能的熱處理工藝。

45鋼

1.退火（爐冷）――半成品熱處理、預先熱處理

將鋼加熱到一定溫度並保溫一段時間，然後使它慢慢冷卻，稱為退火。

退火的目的：（完全退火、等溫退火）是為了消除過熱組織、殘餘應力，同時可降低硬度，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，並為以後的熱處理做好組織準備。

（去應力退火、再結晶退火）

退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為後續工序作好準備，故退火是屬於半成品熱處理，又稱預先熱處理。

2.正火（比退火冷卻速度快些）――預先熱處理

正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然後在空氣中自然冷卻的熱處理方法。

它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對於亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。

低碳非合金鋼、低合金鋼――正火；中碳非合金鋼――優先正火，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，保溫一段時間，然後很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大於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、鹼水和鹽類溶液等。

4.回火

將已經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。

目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，防止變形及開裂，以取得預期的力學性能。

高溫回火（500-650°C）--調質處理：具有強度、硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能，硬度25-35HRC。

軸、齒輪、連桿、高強度螺栓

中溫回火（350-500）：較高的彈性極限和屈服點，具有一定的韌性和硬度。 用於彈簧和熱作模具。

低溫回火（150-250）：較高的硬度和耐磨性，鋼的應力和脆性有所下降。用於工具、滾動軸承、滲碳件和表面淬火件。

回火多與淬火、正火配合使用。

5.鋼的表面熱處理

• ⑴表面淬火：廣泛應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，而心部沒有發生相變，這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用於中碳鋼（中碳非合金鋼中碳低合金結構鋼）也可應用於高碳非合金鋼、低合金鋼製造的工具量具。獲得表面具有高的強度、硬度、耐磨性及疲勞強度，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。

• ⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，藉助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達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，再經過淬火和低溫回火，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度、熱硬性抗腐蝕性等。目前生產中多採用氣體滲氮法。

3. 工藝複雜，生產周期長，成本高，氮化層薄而脆不易承受重載荷，並需用專用的氮化鋼所以只用於高耐磨和高精度的零件，如精密機床的絲杠、鏜床主軸、重要的閥門等。

4. 氰化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時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、疲勞強度，比滲氮層具有更高的抗壓強度。用於主要處理低碳結構鋼零件，如汽車、機床齒輪、軸類。適用於非合金鋼、合金鋼、鑄鐵、粉末冶金等材料。

5. 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餘應力。

調質---一般安排在粗加工和半精加工之間，為最終熱處理作組織準備，由於調質后零件的綜合機械性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理，安排在精加工之前。

淬火、滲碳淬火、、氰化、氮化---安排在精加工磨削之前。

發藍、鍍層---安排在機加工之後。