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热解决工艺的分类

金属热解决工艺大体可分为整体热解决、表面热解决和化学热解决三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方

法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热解决工艺。同一种金属采用不同的热解决工艺，可获得不同的组织，

从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，并且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热解决工艺种类繁

多。

整体热解决是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属

热解决工艺。钢铁整体热解决大体有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

整体热解决工艺的手段

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

内部组织达成或接近平衡状态，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，也有时用于对一些规定不高的零件作为最终热解决。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、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。

为了减少钢件的脆性，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、回火是整体热解决中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，经常配合使用，缺一不

可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热解决工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬

火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下

保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热解决工艺称为时效解决。

把压力加工形变与热解决有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热解

决；在负压气氛或真空中进行的热解决称为真空热解决，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持解决后工件表面光

洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热解决。

表面热解决是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热解决工艺。为了只加热工件表层而不使过多的

热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部

能短时或瞬时达成高温。表面热解决的重要方法有火焰淬火和感应加热热解决，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火

焰、感应电流、激光和电子束等。

化学热解决是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热解决工艺。化学热解决与表面热解决不同之处

是后者改变了工件表层的化学成分。化学热解决是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)

中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热解决工艺

如淬火及回火。化学热解决的重要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

热解决是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能，如

耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。

例如白口铸铁通过长时间退火解决可以获得可锻铸铁，提高塑性；齿轮采用对的的热解决工艺，使用寿命可

以比不经热解决的齿轮成倍或几十倍地提高；此外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性

能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎所有需要通过热解决方可使用。

整体热解决工艺的手段的补充

一、退火的种类

将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温到一定期间，然后缓慢冷却（随炉冷却），获得接近平衡状态

组织的热解决工艺。

钢的退火工艺种类很多，根据加热温度可分为两大类：一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相

变重结晶退火，涉及完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火（均匀化退火）等；另一类是在临界温度以下的

退火，涉及再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式，退火可分为等温退火和连续冷却退火。

1．完全退火和等温退火

完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃，保温足够长时间，

使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热解决工艺。这种退火重要用于亚共析成分的各种碳钢和

合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热解决，或作为某些工件的

预先热解决。

2．球化退火

球化退火重要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、