鋼的普通熱處理有哪些方式？
鋼的普通熱處理有哪些方式？
普通熱處理主要包括退火、正火、淬火和回火，一般也稱為熱處理的“四把火”。普
通熱處理是*基本、*重要、應用*為廣泛的熱處理方式。通常用來改變零件整體的組織
和性能。
一、退火
退火是將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到工藝預定的某一溫度，經(jīng)保溫后緩慢冷卻下來(一般為隨爐冷卻或埋入石灰中)，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。
根據(jù)鋼的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可分為完全退火、等溫退火、球化退火、再結晶退火、去應力退火等。各種退火的加熱溫度范圍和工藝曲線如圖6.1 所示。
1. 完全退火
將鋼件或毛坯加熱到 Ac3以上20℃～30℃，保溫一段時間，使鋼中組織完全轉變成奧氏體后，緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻)到500℃～600℃以下出爐，在空氣中冷卻下來。所謂“完全”是指加熱時獲得完全的奧氏體組織。
2. 等溫退火
將鋼件或毛坯加熱至 Ac3(或Ac1)以上20℃～30℃，保溫一定時間后，較快地冷卻至過冷奧氏體等溫轉變曲線“鼻尖”溫度附近并保溫(珠光體轉變區(qū))，使奧氏體轉變?yōu)橹楣怏w后，再緩慢冷卻下來，這種熱處理方式為等溫退火。
等溫退火的目的與完全退火相同，但是等溫退火時的轉變容易控制，能獲得均勻的預期組織，對于大型制件及合金鋼制件較適宜，可大大縮短退火周期。
3. 球化退火
球化退火是將鋼件或毛坯加熱到略高于 Ac1 的溫度，經(jīng)長時間保溫，使鋼中二次滲碳體自發(fā)轉變?yōu)轭w粒狀(或稱球狀)滲碳體，然后以緩慢的速度冷卻到室溫的工藝方法。
1) 球化退火的目的
降低硬度，均勻組織，改善切削加工性能，為淬火作準備。
2) 球化退火的適用范圍
球化退火主要適用于碳素工具鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和合金工具鋼等共析鋼和過共析鋼(含碳量大于0.77%)。
4. 擴散退火
為減少鋼錠、鑄件的化學成分和組織的不均勻性，將其加熱到略低于固相線溫度(鋼的熔點以下100℃～200℃)，長時間保溫并緩冷，使鋼錠等化學成分和組織均勻化。由于擴散退火加熱溫度高，因此退火后晶粒粗大，可用完全退火或正火細化晶粒。
5. 去應力退火、再結晶退火
去應力退火又稱低溫退火。它是將鋼加熱到400℃～500℃(Ac1溫度以下)，保溫一段時間，然后緩慢冷卻到室溫的工藝方法。其目的是為了消除鑄件、鍛件和焊接件以及冷變形等加工中所造成的內應力。因去應力退火溫度低、不改變工件原來的組織，故應用廣泛。
再結晶退火主要用于消除冷變形加工(如無冷軋、冷拉、冷沖)產(chǎn)生的畸變組織，消除加工硬化而進行的低溫退火。加熱溫度為再結晶溫度(使變形晶粒再次結晶為無變形晶粒的溫度)以上150℃～250℃。再結晶退火可使冷變形后被拉長的晶粒重新形核長大為均勻的等軸晶，從而消除加工硬化效果。
二、正火
正火是將鋼加熱到 Ac3(亞共析鋼)和Ac cm(過共析鋼)以上30℃～50℃，經(jīng)過保溫一段時間后，在空氣中或在強制流動的空氣中冷卻到室溫的工藝方法。正火的目的為以下三點。
1. 作為*終熱處理
對強度要求不高的零件，正火可以作為*終熱處理。正火可以細化晶粒，使組織均勻化，減少亞共析鋼中鐵素體含量，使珠光體含量增多并細化，從而提高鋼的強度、硬度和韌性。
2. 作為預先熱處理
截面較大的結構鋼件，在淬火或調質處理(淬火加高溫回火)前常進行正火，可以消除魏氏組織和帶狀組織，并獲得細小而均勻的組織。對于含碳量大于0.77%的碳鋼和合金工具鋼中存在的網(wǎng)狀滲碳體，正火可減少二次滲碳體量，并使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化退火作組織準備。
3. 改善切削加工性能
正火可改善低碳鋼(含碳量低于0.25%)的切削加工性能。含碳量低于0.25%的碳鋼，
退火后硬度過低，切削加工時容易“粘刀”，表面粗糙度很差，通過正火使硬度提高至
140HB～190HB，接近于*佳切削加工硬度，從而改善切削加工性能。
正火比退火冷卻速度快，因而正火組織比退火組織細，強度和硬度也比退火組織高。當碳鋼的含碳量小于0.6%時。正火后組織為鐵素體+索氏體，當含碳量大于0.6%時，正火后組織為索氏體。由于正火的生產(chǎn)周期短，設備利用率高，生產(chǎn)效率較高，因此成本較低，在生產(chǎn)中應用廣泛。
三、淬火
淬火是指將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后以大于臨界冷卻速度的冷速冷卻，使奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。因此，淬火的目的就是為了獲得馬氏體，并與適當?shù)幕鼗鸸に囅嗯浜?，以提高鋼的力學性能。淬火、回火是鋼的*重要的強化方法，也是應用*廣的熱處理工藝之一。作為各種機器零件、工具及模具的*終熱處理，淬火是賦予零件*終性能的關鍵工序。
1. 淬火工藝
1) 淬火溫度
亞共析鋼淬火加熱溫度為 c3 A 以上30℃～50℃；共析、過共析鋼淬火加熱溫度為Ac1以上30℃～50℃。
2) 淬火加熱保溫時間
加熱保溫時間的影響因素比較多，它與加熱爐的類型、鋼種、工件尺寸大小等有關，一般根據(jù)熱處理手冊中的經(jīng)驗公式確定。
3) 淬火冷卻方式
冷卻是淬火的關鍵，冷卻的好壞直接決定了鋼淬火后的組織和性能。冷卻介質應保證：工件得到馬氏體，同時變形小，不開裂。理想的淬火曲線為650℃以上緩冷，以降低熱應力。650℃～400℃快速冷卻，保證全部奧氏體不分解。400℃以下緩冷，減少馬氏體轉變時的相變應力。
目前工廠中常用的淬火冷卻介質，主要是水、油。
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