鋼的熱處理pdf

Ⅰ 鋼的熱處理是什麼

前面介紹了工程材料的性能，但在現代機器製造中由於對材料的性能提出了更高的要求，如果完全依賴原材料的原始性能來滿足這些要求，常常是不經濟的，甚至是不可能的。而熱處理可提高零件的強度、硬度、韌性、彈性，同時還可改善毛坯或原材料切削性能，使之易於加工。所以經過熱處理的工件，可充分發揮材料的內部潛力，改善材料的工藝性能，擴大使用范圍和延長使用壽命，具有明顯的技術和經濟效益。

鋼的熱處理就是將鋼在固態下，通過加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織，從而獲得所需性能的工藝方法。由於熱處理時起作用的主要因素是溫度和時間，所以各種熱處理都可以用如圖2-11所示的溫度—時間為坐標的熱處理工藝曲線來表示。熱處理的工藝方法很多，常用的有圖2-12所示的幾種，下面僅介紹最常用的四種普通熱處理方法。

1退火

退火是將金屬或合金加熱到適當溫度（對碳鋼來說一般為780～900℃），保溫一定時間後隨爐冷卻或埋入灰中使其緩慢冷卻的熱處理工藝。退火的主要作用是：降低硬度，以利於切削加工或其他種類加工；細化晶粒，提高鋼的塑性和韌性；消除內應力，並為淬火做好准備。退火主要用於鑄件、鍛件、焊件及其他毛坯的預備熱處理。

圖2-12常用的熱處理方法

由於退火的目的不同，其工藝方法有多種，通常有完全退火、球化退火、去應力退火等。

2正火

正火是將鋼加熱到適當溫度（對碳鋼而言為800～930℃），保溫一定時間後，在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火實質上是退火的另一種形式，其作用也與退火相似，不同的是工件保溫後，在空氣中冷卻而不是隨爐冷卻。因此，正火工件比退火工件的強度和硬度稍高，而塑性和韌性稍低。

3淬火

淬火是將鋼加熱到適當溫度保溫一定時間後，在淬火介質中快速冷卻的一種熱處理工藝。淬火的目的是提高鋼的強度和硬度，增加耐磨性，並在回火後獲得高強度和一定韌性相配合的工件性能。淬火時的冷卻介質稱為淬火劑。常用的淬火劑有油、水、鹽水，冷卻能力依次增強。

4回火

鋼件淬硬後，再加熱到某一較低的溫度，保溫一定時間，然後冷卻至室溫的熱處理方法稱為回火。回火的主要目的是消除淬火內應力，以降低鋼的脆性，防止產生裂紋，同時使鋼獲得所需的性能。根據回火溫度不同，可將回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。

Ⅱ 鋼的熱處理常識

鋼的熱處理是通過加熱、保溫、冷卻的工藝方法使金屬材料的內部組織結構發生變化,從而獲得所需性能的一種加工工藝。它能顯著地提高零件的使用性能,充分發揮金屬材料的潛力,延長零件的使用壽命。熱處理工藝性能是指金屬材料或零件通過熱處理改變其內部組織和性能的難易程度。現代機械工業廣泛採用熱處理方法來改變金屬材料的組織和性能,如改善鋼的切削加工性能,提高力學性能,改善金屬材料的防護性能等。

鋼的熱處理方法很多,根據熱處理的工藝形式分為以下五種:

(一)鋼的退火工藝

退火是將鋼加熱到一定溫度,經過一段時間保溫後,再緩慢冷卻到室溫的工藝。退火的目的是消除內應力,降低硬度,提高塑性,以便於加工。根據鋼的成分及退火目的,退火常用工藝方法有完全退火、球化退火、去應力退火等。

(二)正火工藝

正火是將鋼加熱到一定溫度後再保溫一段時間,然後在空氣中冷卻的工藝。正火與退火的目的大致相同。正火特點是工藝時間短,能提高鋼的硬度和強度,改善切削加工性能的能力比退火強,並能改變碳在鋼中存在的形式。

(三)淬火工藝

淬火是將鋼加熱到一定溫度經保溫後再快速冷卻的熱處理工藝。淬火的特點是提高了鋼的硬度和耐磨性,但降低了鋼的韌性。在一般情況下,經過淬火後的鋼必須要進行回火處理。淬火常用的方法有單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火、局部淬火等五種。

(四)回火工藝

回火是將鋼加熱到某一溫度後再保溫,待其組織轉變完成以後再冷卻到室溫的工藝。回火的特點是提高了鋼的韌性,消除了內應力,穩定了鋼的組織,進而穩定了零件的尺寸。回火工藝是熱處理的最後一道工序,其工藝雖然很簡單,但它決定了鋼的使用性能,所以它是一個很重要的熱處理工序。在實際工作中,因對工件性能的要求不同,回火的方法有低溫回火、中溫回火、高溫回火三種。

(五)表面熱處理

在機械製造行業中,很多零件要在頻繁的沖擊和摩擦條件下工作,要求零件的耐磨性、韌性均高。但零件硬度高時,耐磨性才高,而韌性必然降低。為保證零件表面的高硬度和耐磨性,同時具有高韌性的心部,可對零件進行表面熱處理。表面熱處理的方法有表面淬火和化學熱處理兩種。

1.表面淬火工藝

表面淬火工藝將鋼的表面迅速加熱到淬火溫度,不等其熱量傳到內部即迅速使其表面冷卻下來的工藝為表面淬火。表面淬火常用的方法有火焰加熱表面淬火和感應加熱表面淬火兩種。

2.化學熱處理

化學熱處理是通過改變鋼件表層的化學成分,使鋼件表層和心部的組織不同,因而具有不同的性能。

化學熱處理方法很多,目前工業生產中應用較普遍的化學熱處理的方法有滲碳、滲氮、碳氮共滲三種,其中滲碳使用最廣。

Ⅲ 鋼的熱處理有哪幾種方式

熱處理是一種改善鋼的機械性能的工藝方法，包括退火正火淬火回火和表面熱處理等
1)退火退火是將鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，然後緩慢冷卻(一般是隨爐冷卻)的熱處理工藝退火的目的主要是降低硬度消除鋼件中的應力等
2)正火正火是將鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，然後又靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝正火實質上是退火的一種特殊形式，不同之處僅在於正火是採用在空氣中冷卻的方法，其冷卻速度比退火稍快正火的目的是提高低碳鋼和低碳合金鋼的硬度改進鋼件的力學性能
3)淬火淬火是將零件加熱到一定溫度(一般在850℃以上，視鋼的品種而異)，經保溫後放入介質中快速冷卻淬火的目的是提高鋼的強度硬度和耐磨性淬火時常用的介質有油水和鹽溶液等不同介質冷卻速度不同，油中較慢，水中較快，鹽溶液中更快冷卻速度快時淬硬度的深度大，但變形和開裂的傾向也大
4)回火回火是在鋼件經過淬火以後，再將其加熱到適當溫度，保溫一定時間，然後在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝鋼經過淬火後，強度和硬度雖然提高，但塑性和韌性降低因此，在淬火以後常需要進行回火，以保持鋼的強度和硬度，並提高材料的塑性和韌性
根據回火時加熱保溫的溫度不同，回火可分為低溫回火中溫回火和高溫回火
5)表面熱處理有些機械零件表面有較高的硬度和強度，而要求零件中心部分有足夠的塑性和韌性，這時可進行表面熱處理，如表面淬火和化學熱處理

Ⅳ 熱鍛模具鋼的熱處理

高熱穩定性熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi的熱處理
來源:數控機床網 時間:2008-6-3 16:01:46
國際模具網
摘要：5Cr2NiMoVSi鋼是近年來我國研製出的高熱穩定性熱鍛模具鋼。雖然尚未納入GB/T1299-2000《合金工具鋼》國家標准，但已在實際生產中應用多年，效果亦很好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

關鍵詞：5Cr2NiMoVSi鋼；高熱穩定性；高韌性；高壽命

5Cr2NiMoVSi鋼是在5CrNiMo和4Cr5MoSiV(H11)鋼的基礎上研製的新鋼種。強度高於5CrNiMo鋼而稍低於4Cr5MoSiV(H11)鋼；沖擊韌度高於5CrNiMo鋼和4Cr5MoSiv(H11)鋼；淬透性接近5CrNiMo鋼。加熱時奧氏體晶粒長大傾向小，熱處理溫度范圍較寬，有利於大尺寸模塊長時間加熱保溫。特別是，鋼的熱穩定性高於5CrNiMo鋼，接近於4Cr5MoSiv(H11)鋼。因此特別適合於與鍛件接觸時間較長因而模具工作面溫升較高的壓力機鍛模，和模鍛錘鍛模。

雖然5Cr2NiMoVSi鋼未納入GBT1299-2000《合金工具鋼》國家標准，但已在實際生產中應用多年，效果亦好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

1 5Cr2NiMoVSi鋼的成份與性能

1.1 5Cr2NiMoVSi鋼的化學成分

1.2 5Cr2NiMoVSi鋼的物理性能

熱導率λ(室溫)·W/(m·k)：33.5。

比熱容Cp(室溫)·J/(Kg·k)：501.6。

2 5Cr2NiMoVSi鋼的熱加工與鍛造

熱加工鍛造是模具製造工藝過程中的重要工序，模具鍛造質量的優劣，直接影響到模具熱處理質量的優劣，關繫到模具的使用壽命。鍛造的目的不僅是為了將坯料鍛造成所需要的形狀，更重要的是可以改善和提高模具的性能，保證模具的使用壽命。

模具鋼經合理鍛造後，有如下效果：

A.使塊狀、網狀、帶狀碳化物破碎，分布均勻。

B.改變模具中流線的方向，使流線合理分布。

C.改善模具中的氣孔，疏鬆，提高鋼的比重和緻密度。

3 5Cr2NiMoVSi鋼的熱處理工藝

3.1 預先熱處理

5Cr2NiMoVSi鋼等溫退火後的組織為粒狀珠光體+極少量未溶碳化物(合金滲碳體.M23C6和少量M6C、Mc，總含量為6.79％)硬度為220-230HBW。

3.2 淬火工藝規范

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火溫度范圍較寬，可在960-1010℃范圍內選擇。在此溫度范圍內加熱，鋼的奧氏體晶粒度在9-10級之間，溫度升到1060℃時，奧氏體晶粒開始急劇長大。

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火加熱和冷卻工藝，是影響模具變形和開裂，獲得理想淬火組織和理想力學性能的關鍵。由於錘鍛模具尺寸較大，在冷卻過程中產生的熱應力及組織應力也很大，因此，錘鍛模淬火冷卻前要進行適當的預冷。一般應預冷至鋼的，AC3溫度附近，既880℃左右。預冷的方式：一是模具隨爐預冷，均溫後出爐淬火冷卻；二是出爐在空氣中預冷，小模塊(≤250mm)的預冷時間3-5min，大模塊(≥300mm)約5-8min。然後放入30-80℃的油中冷卻。為了冷卻均勻，最好進行攪拌冷卻。鍛模一般冷至約150-200℃時就應從油槽中取出，並立即回火。這時既可根據經驗確定：模具提出油麵時冒青煙而不再著火；也可以使用紅外測溫儀確定。鍛模在油中淬火冷卻的時間請參照表4。

5Cr2NiMoVSi鋼在960-1010℃溫度范圍內淬火後的組織為板條馬氏體+孿晶馬氏體及少量殘余奧氏體。淬火後硬度為54-61HRC。

3.3 回火工藝規范

5Cr2NiMoVSi鋼具有較好的回火抗力，經550℃回火後仍能保持高硬度(51-53HRC)。經600℃回火後，硬度為47-48HRC，650℃回火後下降為42-44HRC。而5CrNiMo鋼經650℃回火後硬度不足30HRC。可見5Cr2NiMoVSi鋼的熱穩定性比5CrNiMo鋼高出150℃左右。在450-550℃范圍內回火時，從基體中析出M2C和VC等碳化物，具有較高的彌散度，產生二次硬化效應。

由於大、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，因此推薦的回火溫度范圍也較寬(請參照表5)。

一般情況下，由於模具淬火應力很大，如果回火時加熱速度過快，會產生新的應力，也常會使模具的變形或開裂的可能性增大，所以在回火加熱時，應採用等溫預熱分段加熱回火形式。預熱溫度不應高於350℃，高於350℃時，模具心部的殘余奧氏體將向上貝氏體轉變，不僅會降低模具的強度，而且會顯著降低模具的沖擊韌性。因此等溫預熱的溫度一般取280℃左右，此溫度下，殘余奧氏體將向下貝氏體轉變。由於下貝氏體具有高的強韌性和沖擊韌性，因而獲得下貝氏體組織是有利於提高模具的使用壽命。

由於5Cr2NiMoVSi鋼含有0.80-1.20％的Mo，因此對第二類回火脆性並不敏感，所以回火後的冷卻可採用空冷。雖然慢冷對鋼的沖擊韌性略有降低，但絕對值仍然滿足技術條件要求。

在生產條件下，常常採用一次回火。但由於回火不足(特別是大、中型模塊)，在生產中經常發生採用一次回火(加上回火時問短)後，模具極易產生開裂，有的甚至在未使用的情況下產生開裂。因此，在第一次回火後，應當再進行第二次回火，將模具的內應力降至最低。

第二次回火必須在第一次回火後模具冷卻至室溫，使殘余奧氏體充分轉變後才能進行。第二次回火溫度應低於第一次回火溫度約10℃左右。

4 5Cr2NiMoVSi鋼熱處理後的力學性能

5Cr2NiMoVSi鋼經960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火後，可獲得較高的綜合力學性能。

4.1 5Cr2NiMoVSi鋼985℃淬火後的力學性能。

4.2 5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度

5Cr2NiMoVSi鋼在500℃以下試驗時，高溫強度與5CrNiMo鋼相近，當試驗溫度高於600℃時，5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度比5CrNiMo鋼高出一倍以上。這與5CrNiMo鋼中的M3C碳化物在高溫下易聚集長大有關。

4.3 5Cr2NiMoVSi鋼高溫沖擊韌度

500-550℃是模具工作面的工作溫度范圍，在此溫度下，5CrNiMo鋼的沖擊韌度處於谷值，而5Cr2NiMoVSi鋼的沖擊韌度僅有少許下降，比5CrNiMo鋼高出一倍。

5 5Cr2NiMoVSi鋼在汽車前軸鍛模中的應用

東風EQ140型汽車前軸鍛模的尺寸為1825×395×300mm，熱處理後的硬度要求為37-41HRC。鍛模在工作中所受的沖擊力比較小，但與鍛件接觸的時間長。模具表面的工作溫度較高。因此要求模具有高的高溫強度、耐磨性、抗回火穩定性及耐熱疲勞性。

原前軸模在採用5CrNiMo鋼製造時，由於熱穩定性及強度低，不能滿足壓力機模具對性能的要求，使用中常因熱磨損和熱裂嚴重而失效，使用壽命一般為5500-6000件。在改用5Cr2NiMoVSi鋼製造後，使用壽命顯著提高。

按上述熱處理工藝生產的5Cr2NiMoVSi鋼制前軸鍛模的使用壽命達到了9000件左右，比5CrNiMo鋼提高了50％左右，效果比較明顯。

6 結語

(1)5Cr2NiMoVSi鋼經960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火後，可獲得較高的綜合力學性能。

(2)5Cr2NiMoVSi鋼具有較高的熱穩定性，比5CrNiMo鋼高150℃以上。

(3)5Cr2NiMoVSi鋼鍛模的使用壽命比5CrNiMo鋼鍛模提高50％以上。

(4)5Cr2NiMoVSi鋼是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

(5)45Cr2NiMoVSi鋼的化學成分除C和Si比5Cr2NiMoVSi鋼略低外，其它化學成分基本一致，因此可參照上述工藝進行熱處理。

國際模具網
http://www.2mould.com/news_show/2008/6/3/24512.html

Ⅳ 《鋼的熱處理》 PDF電子書

你看看我的這個回答，我已經上傳了，你可以直接下載：
http://..com/question/872322609057226852.html?oldq=1

Ⅵ 什麼是鋼的熱處理/

你好，鋼的熱處理是指鋼的一種加工工藝，具體來說就是通過鋼在固態下加熱、保溫和冷卻的操作來改變其整體或表面組織結構，從而獲得所需性能。根據加熱溫度和冷卻速度的不同，一般將熱處理工藝分為退火、正火、淬火、回火和化學熱處理五種基本方式。

拓展資料：

熱處理

1． 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。

50CrVA彈簧鋼880℃淬油金相組織

8． 回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。

9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

10． 調質處理（quenching and tempering）：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織更優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。

Ⅶ 什麼是鋼的熱處理常用熱處理方法有哪幾種

熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內部的金相組織結構，來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。下面介紹幾種常用的熱處理工藝方法。常用的熱處理方法如下：

1．正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。

2．退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時間後，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。

3．固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區恆溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然後快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

4．時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室溫放置或稍高於室溫保持時，其性能隨時間而變化的現象。

5．固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型。

6．時效處理：在強化相析出的溫度加熱並保溫，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度。

7．淬火：將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。50CrVA彈簧鋼880℃淬油金相組織

8．回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。

9．鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。10、離子滲氮在低於一個大氣壓的滲氮氣氛中，利用工件（陰極）和陽極之間的產生的輝光放電進行滲氮的工藝稱為離子滲氮。其特點是：滲氮速度快；組織易控制，氮層脆性小；變形小；易保護，節約能源；污染少。11．調質處理：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。12．釺焊：用釺料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。隨著現代科學技術的發展、熱處理技術也不斷地發展的越來越先進，給工業企業也帶來了更大的便利，而傳統的熱加工工藝總是需要投入很多的資源和原材才能加工出優質的金屬工件，而且在過程中也會產生大量的浪費現象，原材料利用不充分等等，而如今的離子滲氮爐在進行離子滲氮熱處理加工工藝過程中卻更能節約能源、排放污染物和氣體更少、而且也提高了工作效率。是熱處理歷史中又一重要的發明。

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