常用表面处理工艺及热处理工艺.pdf

正火：又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，

从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。

运用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切

削加工的预处理。②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可

作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、

渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良

好组织。④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。⑤

用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。⑥

用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、

柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。

退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从

而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。

目的：降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹

倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。退火工艺随目的之不同而有多种，

如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化

退火、磁场退火等等。

注:正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，因而正火组织

要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。故退火与正火同样能达到零

件性能要求时，尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处

理。一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬

度较高，不利于切削加工。

淬火：将钢件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温

度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷

速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。

通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却

过程的热处理工艺称为淬火。

注：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中

快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。

缺点是在水中淬火应力大，工件容易变形开裂；在油中淬火，冷却速度小，

淬透直径小，大型工件不易淬透。

目的：淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝

氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、

疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通

过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

回火：将淬火后的钢，在AC1以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。

目的：减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。获得工艺要求的力学性能。

稳定工件尺寸。对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用退火则软化周期

太长，而采用回火软化则既能降低硬度，又能缩短软化周期。

注：对于未经淬火的钢，回火是没有意义的，而淬火钢不经回火一般也不能直接

使用。为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回

火。回火往往是与淬火相伴，并且是热处理的最后一道工序。经过回火，钢

的组织趋于稳定，淬火钢的脆性降低，韧性与塑性提高，消除或者减少淬火

应力，稳定钢的形状与尺寸，防止淬火零件变形和开裂，高温回火还可以改

善切削加工性能。

调质：调质通常指淬火+高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。方法也就

是先淬火，淬火温度：亚共析钢为Ac3+30~50℃；过共析钢为Ac1+30~50℃；合金

钢可比碳钢稍稍提高一点。淬火后在500~650℃进行回火即可。

目的：调质的主要目的是得到强度、塑性都比较好的综合机械性能的表面热处理：

渗碳：为增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中

加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。

目的：渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后

﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表

面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件

能承受冲击载荷。

注：一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬

火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高

硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏

体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现