钢的热处理pdf

Ⅰ 钢的热处理是什么

前面介绍了工程材料的性能，但在现代机器制造中由于对材料的性能提出了更高的要求，如果完全依赖原材料的原始性能来满足这些要求，常常是不经济的，甚至是不可能的。而热处理可提高零件的强度、硬度、韧性、弹性，同时还可改善毛坯或原材料切削性能，使之易于加工。所以经过热处理的工件，可充分发挥材料的内部潜力，改善材料的工艺性能，扩大使用范围和延长使用寿命，具有明显的技术和经济效益。

钢的热处理就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。由于热处理时起作用的主要因素是温度和时间，所以各种热处理都可以用如图2-11所示的温度—时间为坐标的热处理工艺曲线来表示。热处理的工艺方法很多，常用的有图2-12所示的几种，下面仅介绍最常用的四种普通热处理方法。

1退火

退火是将金属或合金加热到适当温度（对碳钢来说一般为780～900℃），保温一定时间后随炉冷却或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。退火的主要作用是：降低硬度，以利于切削加工或其他种类加工；细化晶粒，提高钢的塑性和韧性；消除内应力，并为淬火做好准备。退火主要用于铸件、锻件、焊件及其他毛坯的预备热处理。

图2-12常用的热处理方法

由于退火的目的不同，其工艺方法有多种，通常有完全退火、球化退火、去应力退火等。

2正火

正火是将钢加热到适当温度（对碳钢而言为800～930℃），保温一定时间后，在空气中冷却的热处理工艺。正火实质上是退火的另一种形式，其作用也与退火相似，不同的是工件保温后，在空气中冷却而不是随炉冷却。因此，正火工件比退火工件的强度和硬度稍高，而塑性和韧性稍低。

3淬火

淬火是将钢加热到适当温度保温一定时间后，在淬火介质中快速冷却的一种热处理工艺。淬火的目的是提高钢的强度和硬度，增加耐磨性，并在回火后获得高强度和一定韧性相配合的工件性能。淬火时的冷却介质称为淬火剂。常用的淬火剂有油、水、盐水，冷却能力依次增强。

4回火

钢件淬硬后，再加热到某一较低的温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理方法称为回火。回火的主要目的是消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的性能。根据回火温度不同，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火。

Ⅱ 钢的热处理常识

钢的热处理是通过加热、保温、冷却的工艺方法使金属材料的内部组织结构发生变化,从而获得所需性能的一种加工工艺。它能显着地提高零件的使用性能,充分发挥金属材料的潜力,延长零件的使用寿命。热处理工艺性能是指金属材料或零件通过热处理改变其内部组织和性能的难易程度。现代机械工业广泛采用热处理方法来改变金属材料的组织和性能,如改善钢的切削加工性能,提高力学性能,改善金属材料的防护性能等。

钢的热处理方法很多,根据热处理的工艺形式分为以下五种:

(一)钢的退火工艺

退火是将钢加热到一定温度,经过一段时间保温后,再缓慢冷却到室温的工艺。退火的目的是消除内应力,降低硬度,提高塑性,以便于加工。根据钢的成分及退火目的,退火常用工艺方法有完全退火、球化退火、去应力退火等。

(二)正火工艺

正火是将钢加热到一定温度后再保温一段时间,然后在空气中冷却的工艺。正火与退火的目的大致相同。正火特点是工艺时间短,能提高钢的硬度和强度,改善切削加工性能的能力比退火强,并能改变碳在钢中存在的形式。

(三)淬火工艺

淬火是将钢加热到一定温度经保温后再快速冷却的热处理工艺。淬火的特点是提高了钢的硬度和耐磨性,但降低了钢的韧性。在一般情况下,经过淬火后的钢必须要进行回火处理。淬火常用的方法有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等五种。

(四)回火工艺

回火是将钢加热到某一温度后再保温,待其组织转变完成以后再冷却到室温的工艺。回火的特点是提高了钢的韧性,消除了内应力,稳定了钢的组织,进而稳定了零件的尺寸。回火工艺是热处理的最后一道工序,其工艺虽然很简单,但它决定了钢的使用性能,所以它是一个很重要的热处理工序。在实际工作中,因对工件性能的要求不同,回火的方法有低温回火、中温回火、高温回火三种。

(五)表面热处理

在机械制造行业中,很多零件要在频繁的冲击和摩擦条件下工作,要求零件的耐磨性、韧性均高。但零件硬度高时,耐磨性才高,而韧性必然降低。为保证零件表面的高硬度和耐磨性,同时具有高韧性的心部,可对零件进行表面热处理。表面热处理的方法有表面淬火和化学热处理两种。

1.表面淬火工艺

表面淬火工艺将钢的表面迅速加热到淬火温度,不等其热量传到内部即迅速使其表面冷却下来的工艺为表面淬火。表面淬火常用的方法有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火两种。

2.化学热处理

化学热处理是通过改变钢件表层的化学成分,使钢件表层和心部的组织不同,因而具有不同的性能。

化学热处理方法很多,目前工业生产中应用较普遍的化学热处理的方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗三种,其中渗碳使用最广。

Ⅲ 钢的热处理有哪几种方式

热处理是一种改善钢的机械性能的工艺方法，包括退火正火淬火回火和表面热处理等
1)退火退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般是随炉冷却)的热处理工艺退火的目的主要是降低硬度消除钢件中的应力等
2)正火正火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后又静止的空气中冷却的热处理工艺正火实质上是退火的一种特殊形式，不同之处仅在于正火是采用在空气中冷却的方法，其冷却速度比退火稍快正火的目的是提高低碳钢和低碳合金钢的硬度改进钢件的力学性能
3)淬火淬火是将零件加热到一定温度(一般在850℃以上，视钢的品种而异)，经保温后放入介质中快速冷却淬火的目的是提高钢的强度硬度和耐磨性淬火时常用的介质有油水和盐溶液等不同介质冷却速度不同，油中较慢，水中较快，盐溶液中更快冷却速度快时淬硬度的深度大，但变形和开裂的倾向也大
4)回火回火是在钢件经过淬火以后，再将其加热到适当温度，保温一定时间，然后在静止的空气中冷却的热处理工艺钢经过淬火后，强度和硬度虽然提高，但塑性和韧性降低因此，在淬火以后常需要进行回火，以保持钢的强度和硬度，并提高材料的塑性和韧性
根据回火时加热保温的温度不同，回火可分为低温回火中温回火和高温回火
5)表面热处理有些机械零件表面有较高的硬度和强度，而要求零件中心部分有足够的塑性和韧性，这时可进行表面热处理，如表面淬火和化学热处理

Ⅳ 热锻模具钢的热处理

高热稳定性热锻模具钢5Cr2NiMoVSi的热处理
来源:数控机床网 时间:2008-6-3 16:01:46
国际模具网
摘要：5Cr2NiMoVSi钢是近年来我国研制出的高热稳定性热锻模具钢。虽然尚未纳入GB/T1299-2000《合金工具钢》国家标准，但已在实际生产中应用多年，效果亦很好。是值得试用推广的热锻模具新钢种。

关键词：5Cr2NiMoVSi钢；高热稳定性；高韧性；高寿命

5Cr2NiMoVSi钢是在5CrNiMo和4Cr5MoSiV(H11)钢的基础上研制的新钢种。强度高于5CrNiMo钢而稍低于4Cr5MoSiV(H11)钢；冲击韧度高于5CrNiMo钢和4Cr5MoSiv(H11)钢；淬透性接近5CrNiMo钢。加热时奥氏体晶粒长大倾向小，热处理温度范围较宽，有利于大尺寸模块长时间加热保温。特别是，钢的热稳定性高于5CrNiMo钢，接近于4Cr5MoSiv(H11)钢。因此特别适合于与锻件接触时间较长因而模具工作面温升较高的压力机锻模，和模锻锤锻模。

虽然5Cr2NiMoVSi钢未纳入GBT1299-2000《合金工具钢》国家标准，但已在实际生产中应用多年，效果亦好。是值得试用推广的热锻模具新钢种。

1 5Cr2NiMoVSi钢的成份与性能

1.1 5Cr2NiMoVSi钢的化学成分

1.2 5Cr2NiMoVSi钢的物理性能

热导率λ(室温)·W/(m·k)：33.5。

比热容Cp(室温)·J/(Kg·k)：501.6。

2 5Cr2NiMoVSi钢的热加工与锻造

热加工锻造是模具制造工艺过程中的重要工序，模具锻造质量的优劣，直接影响到模具热处理质量的优劣，关系到模具的使用寿命。锻造的目的不仅是为了将坯料锻造成所需要的形状，更重要的是可以改善和提高模具的性能，保证模具的使用寿命。

模具钢经合理锻造后，有如下效果：

A.使块状、网状、带状碳化物破碎，分布均匀。

B.改变模具中流线的方向，使流线合理分布。

C.改善模具中的气孔，疏松，提高钢的比重和致密度。

3 5Cr2NiMoVSi钢的热处理工艺

3.1 预先热处理

5Cr2NiMoVSi钢等温退火后的组织为粒状珠光体+极少量未溶碳化物(合金渗碳体.M23C6和少量M6C、Mc，总含量为6.79％)硬度为220-230HBW。

3.2 淬火工艺规范

5Cr2NiMoVSi钢的淬火温度范围较宽，可在960-1010℃范围内选择。在此温度范围内加热，钢的奥氏体晶粒度在9-10级之间，温度升到1060℃时，奥氏体晶粒开始急剧长大。

5Cr2NiMoVSi钢的淬火加热和冷却工艺，是影响模具变形和开裂，获得理想淬火组织和理想力学性能的关键。由于锤锻模具尺寸较大，在冷却过程中产生的热应力及组织应力也很大，因此，锤锻模淬火冷却前要进行适当的预冷。一般应预冷至钢的，AC3温度附近，既880℃左右。预冷的方式：一是模具随炉预冷，均温后出炉淬火冷却；二是出炉在空气中预冷，小模块(≤250mm)的预冷时间3-5min，大模块(≥300mm)约5-8min。然后放入30-80℃的油中冷却。为了冷却均匀，最好进行搅拌冷却。锻模一般冷至约150-200℃时就应从油槽中取出，并立即回火。这时既可根据经验确定：模具提出油面时冒青烟而不再着火；也可以使用红外测温仪确定。锻模在油中淬火冷却的时间请参照表4。

5Cr2NiMoVSi钢在960-1010℃温度范围内淬火后的组织为板条马氏体+孪晶马氏体及少量残余奥氏体。淬火后硬度为54-61HRC。

3.3 回火工艺规范

5Cr2NiMoVSi钢具有较好的回火抗力，经550℃回火后仍能保持高硬度(51-53HRC)。经600℃回火后，硬度为47-48HRC，650℃回火后下降为42-44HRC。而5CrNiMo钢经650℃回火后硬度不足30HRC。可见5Cr2NiMoVSi钢的热稳定性比5CrNiMo钢高出150℃左右。在450-550℃范围内回火时，从基体中析出M2C和VC等碳化物，具有较高的弥散度，产生二次硬化效应。

由于大、中、小型模具的硬度要求不同，截面尺寸(主要是高度H)也不同，因此推荐的回火温度范围也较宽(请参照表5)。

一般情况下，由于模具淬火应力很大，如果回火时加热速度过快，会产生新的应力，也常会使模具的变形或开裂的可能性增大，所以在回火加热时，应采用等温预热分段加热回火形式。预热温度不应高于350℃，高于350℃时，模具心部的残余奥氏体将向上贝氏体转变，不仅会降低模具的强度，而且会显着降低模具的冲击韧性。因此等温预热的温度一般取280℃左右，此温度下，残余奥氏体将向下贝氏体转变。由于下贝氏体具有高的强韧性和冲击韧性，因而获得下贝氏体组织是有利于提高模具的使用寿命。

由于5Cr2NiMoVSi钢含有0.80-1.20％的Mo，因此对第二类回火脆性并不敏感，所以回火后的冷却可采用空冷。虽然慢冷对钢的冲击韧性略有降低，但绝对值仍然满足技术条件要求。

在生产条件下，常常采用一次回火。但由于回火不足(特别是大、中型模块)，在生产中经常发生采用一次回火(加上回火时问短)后，模具极易产生开裂，有的甚至在未使用的情况下产生开裂。因此，在第一次回火后，应当再进行第二次回火，将模具的内应力降至最低。

第二次回火必须在第一次回火后模具冷却至室温，使残余奥氏体充分转变后才能进行。第二次回火温度应低于第一次回火温度约10℃左右。

4 5Cr2NiMoVSi钢热处理后的力学性能

5Cr2NiMoVSi钢经960-1010℃加热淬火，600-680℃加热回火后，可获得较高的综合力学性能。

4.1 5Cr2NiMoVSi钢985℃淬火后的力学性能。

4.2 5Cr2NiMoVSi钢的高温强度

5Cr2NiMoVSi钢在500℃以下试验时，高温强度与5CrNiMo钢相近，当试验温度高于600℃时，5Cr2NiMoVSi钢的高温强度比5CrNiMo钢高出一倍以上。这与5CrNiMo钢中的M3C碳化物在高温下易聚集长大有关。

4.3 5Cr2NiMoVSi钢高温冲击韧度

500-550℃是模具工作面的工作温度范围，在此温度下，5CrNiMo钢的冲击韧度处于谷值，而5Cr2NiMoVSi钢的冲击韧度仅有少许下降，比5CrNiMo钢高出一倍。

5 5Cr2NiMoVSi钢在汽车前轴锻模中的应用

东风EQ140型汽车前轴锻模的尺寸为1825×395×300mm，热处理后的硬度要求为37-41HRC。锻模在工作中所受的冲击力比较小，但与锻件接触的时间长。模具表面的工作温度较高。因此要求模具有高的高温强度、耐磨性、抗回火稳定性及耐热疲劳性。

原前轴模在采用5CrNiMo钢制造时，由于热稳定性及强度低，不能满足压力机模具对性能的要求，使用中常因热磨损和热裂严重而失效，使用寿命一般为5500-6000件。在改用5Cr2NiMoVSi钢制造后，使用寿命显着提高。

按上述热处理工艺生产的5Cr2NiMoVSi钢制前轴锻模的使用寿命达到了9000件左右，比5CrNiMo钢提高了50％左右，效果比较明显。

6 结语

(1)5Cr2NiMoVSi钢经960-1010℃加热淬火，600-680℃加热回火后，可获得较高的综合力学性能。

(2)5Cr2NiMoVSi钢具有较高的热稳定性，比5CrNiMo钢高150℃以上。

(3)5Cr2NiMoVSi钢锻模的使用寿命比5CrNiMo钢锻模提高50％以上。

(4)5Cr2NiMoVSi钢是值得试用推广的热锻模具新钢种。

(5)45Cr2NiMoVSi钢的化学成分除C和Si比5Cr2NiMoVSi钢略低外，其它化学成分基本一致，因此可参照上述工艺进行热处理。

国际模具网
http://www.2mould.com/news_show/2008/6/3/24512.html

Ⅳ 《钢的热处理》 PDF电子书

你看看我的这个回答，我已经上传了，你可以直接下载：
http://..com/question/872322609057226852.html?oldq=1

Ⅵ 什么是钢的热处理/

你好，钢的热处理是指钢的一种加工工艺，具体来说就是通过钢在固态下加热、保温和冷却的操作来改变其整体或表面组织结构，从而获得所需性能。根据加热温度和冷却速度的不同，一般将热处理工艺分为退火、正火、淬火、回火和化学热处理五种基本方式。

拓展资料：

热处理

1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织

8． 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9． 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

10． 调质处理（quenching and tempering）：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

Ⅶ 什么是钢的热处理常用热处理方法有哪几种

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。下面介绍几种常用的热处理工艺方法。常用的热处理方法如下：

1．正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2．退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3．固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4．时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5．固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。

6．时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。

7．淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织

8．回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9．钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。10、离子渗氮在低于一个大气压的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间的产生的辉光放电进行渗氮的工艺称为离子渗氮。其特点是：渗氮速度快；组织易控制，氮层脆性小；变形小；易保护，节约能源；污染少。11．调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。12．钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。随着现代科学技术的发展、热处理技术也不断地发展的越来越先进，给工业企业也带来了更大的便利，而传统的热加工工艺总是需要投入很多的资源和原材才能加工出优质的金属工件，而且在过程中也会产生大量的浪费现象，原材料利用不充分等等，而如今的离子渗氮炉在进行离子渗氮热处理加工工艺过程中却更能节约能源、排放污染物和气体更少、而且也提高了工作效率。是热处理历史中又一重要的发明。

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