热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。小编今天给大家讲解一下关于热处理的一些知识。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
1、退火
操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度（可查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。
运用关键：1.适用于合金不锈钢、碳素结构钢、合金结构钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火 。
2、正火
操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。关于需求不高的低碳的和中碳的碳素不锈钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火
操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
运用关键：1.普遍用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但会产生很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的组织力学性能。
4、回火
操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，在空气或油、热水、水中冷却。
运用关键：1.为保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧性的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.通常钢尽量避免在230~280℃、不锈钢在400~450℃之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。
5、调质
操作方法：淬火后高温回火称调质，将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720℃的温度下进行回火。
运用关键：1.适用于淬透性较高的合金不锈钢、合金结构钢和高速钢；2. 不只能够作为各种较为重要工序的最终热处理，并且还能够作为某些精密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。
6、时效
操作方法：将钢件加热到80~200℃，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。
运用关键：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于需求形状不再发生变化的精密工件，如精密丝杠、床身机箱等。
7、冷处理
操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80℃或更低，温度均匀后取出均温到室温。
运用关键：1．钢件淬火后应当即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；2．冷处理首要适用于合金钢制的精密刀具、量具和精密零件。
8、火焰加热外表淬火
操作方法：用氧－乙炔混合气体焚烧的火焰，喷射到钢件外表上，疾速加热，当到达淬火温度后当即喷水冷却。
运用关键：1．多用于中碳钢制件，通常淬透层深度为2～6mm；2．适用于单件或小批量生产的大型工件和需求部分淬火的工件。
9、感应加热外表淬火
操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层发生感应电流，在极短的时刻内加热到淬火温度，然后喷水冷却。
运用关键：1．多用于中碳钢和中碳合金不锈钢制件；2． 因为趋夫效应，高频感应淬火淬透层通常为1～2mm，中频淬火通常为3～5mm，高频淬火通常大于10mm。
10、渗碳
操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950℃并保温，使钢件便面取得必定浓度和深度的渗碳层。
运用关键：1．用于含碳量为0．15％～0．25％的低碳钢和低合金钢制件，通常渗碳层深度为0．5～2．5mm；2．渗碳后有必要进行淬火，使外表得到所需的马氏体，以达到渗碳的意图。
11、氮化
操作方法：利用在500～600℃时氨气分化出来的活性氮原子，使钢件外表富含氮原子，构成氮化层。
运用关键：多用于富含铝、铬、钼等合金元素的中碳合金不锈钢，以及碳钢和铸铁，通常氮化层深度为0.025～0.8mm。
12、氮碳共渗
操作方法：向钢件外表一起渗碳和渗氮。
运用关键：（1）多用于低碳钢、低合金不锈钢以及结构钢制件，通常氮化层深0.02～3mm；（2）氮化后还要淬火和低温回火。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。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处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，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，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。
整体热处理是对工件整体加热，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处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
过热
从托辊配件轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热；也可能是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。
欠热
淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响托辊配件轴承寿命。
淬火裂纹
托辊轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂；在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。
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