退火、正火、淬火、调质.pdf

热处理的作用就是提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。按照热处理不同的 目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。 1. 预备热处理 预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺 有退火、正火、时效、调质等。 （1 ）退火和正火 退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于 0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采 用退火处理；含碳量低于 0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。退火和 正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进 行。 （2 ）时效处理 时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。 为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高 的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。 除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加 工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处 理。 （3 ）调质 调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗 氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备热处理。 由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件 ，也可作为最终热处理工 序。 2. 最终热处理 最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。 （1 ）淬火 淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还 具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性 能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为：下料--锻造--正火（退火）--粗加 工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。 （2 ）渗碳淬火 渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心 部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取 防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在 0.5~2mm 之间，所以渗碳工 序一般安排在半精加工和精加工之间。 其工艺路线一般为：下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。当局部渗碳零件的不渗碳部分 采用加大余量后，切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。 （3 ）渗氮处理 渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐 磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过 0.6~0.7mm ）， 渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。 正火、淬火、退火、回火的区别与联系 正火有以下目的和用途。 ① 对亚共析钢，正火用以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织，轧材中的带状组织；细化晶 粒；并可作为淬火前的预先热处理。 ② 对过共析钢，正火可以消除网状二次渗碳体，并使珠光体细化，不但改善机械性能，而且有利于以后 的球化退火。 ③ 对低碳深冲薄钢板，正火可以消除晶界的游离渗碳体，以改善其深冲性能。 ④ 对低碳钢和低碳低合金钢，采用正火，可得到较多的细片状珠光体组织，使硬度增高到 HB140-190， 避免切削时的 “粘刀”现象，改善切削加工性。对中碳钢，在既可用正火又可用退火的场合下，用正火 更为经济和方便。 ⑤ 对普通中碳结构钢，在力学性能要求不高的场合下，可用正火代替淬火加高温回火，不仅操作简便， 而且使钢材的组织和尺寸稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3 以上 150～200℃)由于高温下扩散速度较高,可以减少铸件和锻件的成分偏析。高温正 火后的粗大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细化。 ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢，常采用正火以获得贝氏体组织，再经高温回火，用于 400～550℃时具有良好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材以外，正火还广泛用于球墨铸铁热处理，使其获得珠光体基体，提高球墨铸铁的强度。 由于正火的特点是空气冷却，因而环境气温、堆放方式、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均 有影响。正火组织还可作为合金