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熱處理工藝的特點(diǎn)是不改變金屬零件的外形尺寸，只改變材料內(nèi)部的組織與零件的性能。所以鋼的熱處理目的是消除材料的組織結(jié)構(gòu)上的某些缺陷，更重要的是改善和提高鋼的性能，充分發(fā)揮鋼的性能潛力，這對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)使用壽命有重要的意義。
熱處理就是將固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得所需組織結(jié)構(gòu)的工藝。所以熱處理的過(guò)程就是按加熱→保溫→冷卻這三階段進(jìn)行，這三個(gè)階段可用冷卻曲線來(lái)表示。不管是那種熱處理，都是分這三個(gè)階段，不同的是加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度不同。鋼的熱處理種類分為整體熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火，正火、淬火和回火。
1.正火
將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。正火與退火工藝相比，其主要區(qū)別是正火的冷卻速度稍快，所以正火熱處理的生產(chǎn)周期短。故退火與正火同樣能達(dá)到零件性能要求時(shí)，盡可能選用正火。
2.淬火
將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上某一溫度（45號(hào)鋼淬火溫度為840-860℃,碳素工具鋼的淬火溫度為760～780℃），保持一定的時(shí)間，然后以適當(dāng)速度在水（油）中冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火與退火、正火處理在工藝上的主要區(qū)別是冷卻速度快，目的是為了獲得馬氏體組織。馬氏體組織是鋼經(jīng)淬火后獲得的不平衡組織，它的硬度高，但塑性、韌性差。馬氏體的硬度隨鋼的含碳量提高而增高。
3.退火
把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下保溫，然后緩慢冷卻到室溫．退火有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等幾種。
a、將鋼加熱到預(yù)定溫度，保溫一段時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻稱為完全退火．目的是降低鋼的硬度，消除鋼中不均勻組織和內(nèi)應(yīng)力；
b、把鋼加熱到７５０度，保溫一段時(shí)間，緩慢冷卻至５００度下，最后在空氣中冷卻叫球化退火．目的是降低鋼的硬度，改善切削性能，主要用于高碳鋼；
c、去應(yīng)力退火又叫低溫退火，把鋼加熱到５００～６００度，保溫一段時(shí)間，隨爐緩冷到３００度以下，再室溫冷卻．退火過(guò)程中組織不發(fā)生變化，主要消除金屬的內(nèi)應(yīng)力；
4.回火
鋼件淬硬后，再加熱到臨界溫度以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。
淬火后的鋼件一般不能直接使用，必須進(jìn)行回火后才能使用。因?yàn)榇慊痄摰挠捕雀?、脆性大，直接使用常發(fā)生脆斷。通過(guò)回火可以消除或減少內(nèi)應(yīng)力、降低脆性，提高韌性；另一方面可以調(diào)整淬火鋼的力學(xué)性能，達(dá)到鋼的使用性能。根據(jù)回火溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。
A、低溫回火１５０～２５０．降低內(nèi)應(yīng)力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性；
B、中溫回火３５０～５００；提高彈性，強(qiáng)度；
C、高溫回火５００～６５０；淬火鋼件在高于500℃的回火稱為高溫回火。淬火鋼件經(jīng)高溫淬火后，具有良好綜合力學(xué)性能（既有一定的強(qiáng)度、硬度，又有一定的塑性、韌性）。所以一般中碳鋼和中碳合金鋼常采用淬火后的高溫回火處理。軸類零件應(yīng)用最多。
淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。
二、 根據(jù)工件性能要求的不同，按其回火溫度的不同，可將回火分為以下幾種：
（一）低溫回火（150－250度）
低溫回火所得組織為回火馬氏體。其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時(shí)崩裂或過(guò)早損壞。它主要用于各種高碳的切削刃具，量具，冷沖模具，滾動(dòng)軸承以及滲碳件等，回火后硬度一般為HRC58－64。
（二）中溫回火（350－500度）
中溫回火所得組織為回火屈氏體。其目的是獲得高的屈服強(qiáng)度，彈性極限和較高的韌性。因此，它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為HRC35－50。
（三）高溫回火（500－650度）
高溫回火所得組織為回火索氏體。習(xí)慣上將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械性能。因此，廣泛用于汽車，拖拉機(jī)，機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。回火后硬度一般為HB200－330。
從自來(lái)水淬火時(shí)工件容易淬裂、硬度不均且畸變大等現(xiàn)象，列出了自來(lái)水作為淬火介質(zhì)的兩大缺點(diǎn)：一是低溫冷卻速度太快，二是冷卻特性對(duì)水溫變化太敏感。分析了自來(lái)水第二大缺點(diǎn)引起淬火硬度不均和畸變的原因。通過(guò)與氣態(tài)介質(zhì)的對(duì)比，指出了液態(tài)淬火介質(zhì)共同的兩類缺點(diǎn)：一是任何確定的液態(tài)介質(zhì)，其冷卻速度的可調(diào)節(jié)范圍都很有限，以致同一個(gè)車間必須配備普通淬火油、中速淬火油和高速淬火油，才能滿足不同工件的需要；二是工件從蒸汽膜階段到沸騰階段期間，冷卻速度突然增大，可能引起較大的淬火變形。提供了克服液態(tài)淬火介質(zhì)第二類缺點(diǎn)的七類技術(shù)方法。
淬火就是：工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。最常見(jiàn)的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。
回火就是：將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻的工藝。
淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。 淬火和高溫回火結(jié)合起來(lái)的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。
低溫回火（150－250度）
低溫回火所得組織為回火馬氏體。其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時(shí)崩裂或過(guò)早損壞。它主要用于各種高碳的切削刃具，量具，冷沖模具，滾動(dòng)軸承以及滲碳件等，回火后硬度一般為HRC58－64。
中溫回火（350－500度）
中溫回火所得組織為回火屈氏體。其目的是獲得高的屈服強(qiáng)度，彈性極限和較高的韌性。因此，它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為HRC35－50。
高溫回火（500－650度）
高溫回火所得組織為回火索氏體。習(xí)慣上將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械性能。因此，廣泛用于汽車，拖拉機(jī)，機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類?；鼗鸷笥捕纫话銥镠B200－330。
