钢的热处理方面的一些基础知识

钢的热处理方面的一些基础知识

有关钢的热处理的名词：

退火：将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是

将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

正火：正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自

然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温

度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。

回火：将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除

淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，(draw the temper off/drawing temper 回火处理)以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。

⑴调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500~650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得

到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。

⑵时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150~250℃）精加

工前，把工件重新加热到100~150℃，保持5~20 小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件

进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。 l表面热处理 ⑴表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在 马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。 ⑵化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和 结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等四种。

渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面

层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面

层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗氮：又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐

磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前 生产中多采用气体渗氮法。

氰化：又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。

渗金属：是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、

耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。 金属材料

金属材料包括九大类约1200 余种常用材料，它们包括黑色金属的型钢、钢板及钢带、钢管、钢

丝、钢丝绳，有色金属的棒材、线材、板材、带材及箔材、管材等9 大类。

黑色金属：如生铁、铁合金、铸铁、钢、合金钢等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添

加元素的合金，统称为铁碳合金。

习惯上把碳含量＞2.11%的归类于铁，碳含量＜2.11%的归类于钢。

当铁中含C 在0.03%~1.2%范围时则为钢，含C1.2%~2.5%的铁缺乏实用性，一般不进行工业 生产。

生铁是指把铁矿石4放到高炉中冶炼而成的产品

生铁是含碳量2.11%~6.67%并含有非铁杂质较多的铁碳合金。生铁的杂质元素主要是硅、硫、 锰、磷等

铁的主要矿石有：赤铁矿Fe2O3，含铁量在50%~60%之间；磁铁矿Fe3O4，含铁量60%以上有磁性，还有褐铁矿2Fe2O3-·3H2O、菱铁

矿FeCO3和黄铁矿FeS2，它们的含铁量低一些，但比较容易冶炼 常用工程材料基础知识[一]

在机械、工程等工业领域 中，采用的材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛。其分类如下：

金属材料和非金属材料

其中金属材料可以分为两种，有色金属，如铁，碳钢及合金钢，有色金属有轻，重有色金属及稀土金属等

非金属材料可以分为： 有机非金属材料，复合材料，无机非金属材料等 Concept：

金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内 部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。

合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 机械性能（力学性能）：机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。

强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 屈服点（бs）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。

时应力值，单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。 抗拉强度（бb）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。