1、進(jìn)步金屬資料的力學(xué)功能，充分發(fā)揮資料的潛力，節(jié)省資料、延伸零件運(yùn)用壽命。

2、消除資料剩余應(yīng)力，改進(jìn)金屬的切削加工功能。

加熱溫度、保溫時(shí)刻和冷卻辦法是熱處理較重要的三個(gè)根本工藝要素。

退火

1、界說：將安排違背平衡狀況的金屬或合金加熱到恰當(dāng)?shù)臏囟�，�?jiān)持必定時(shí)刻，然后緩慢冷卻以到達(dá)挨近平衡狀況安排的熱處理工藝。

2、意圖：下降硬度，均勻化學(xué)成分、改進(jìn)切削加工功能和冷塑性變形功能、消除或削減內(nèi)應(yīng)力、為零件較終熱處理預(yù)備合適的內(nèi)部安排。

3、分類

球化退火：為使工件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火。

去應(yīng)力退火：為去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接構(gòu)成的內(nèi)應(yīng)力及鑄件內(nèi)存在的剩余應(yīng)力而進(jìn)行退火。

正火

1、界說：將鋼材或鋼件加熱到必定溫度，保溫恰當(dāng)時(shí)刻，使之徹底奧氏體化，然后在空氣中冷卻，以得到珠光體安排的熱處理工藝。

2、意圖：改進(jìn)切削功能，消除毛坯內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒、進(jìn)步硬度、取得比較均勻的安排和功能。

退火和正火的差異

退火和正火歸于預(yù)備熱處理工藝，關(guān)于含碳量相同的工件，正火后的強(qiáng)度和硬度要高于的退火的。

例如：含碳量大于0.5%的碳鋼和合金鋼，為下降硬度便于切削加工選用退火處理；含碳量低于0.5%的低碳鋼和低合金鋼，為避免硬度過低切削時(shí)粘刀，而選用正火恰當(dāng)進(jìn)步硬度。

一般用于鍛件、鑄件和焊接件。退火一般安排在毛坯制作之后，粗加工之前進(jìn)行。

滲碳

1、界說：為進(jìn)步工件表層的含碳量并在其間構(gòu)成必定的碳含量梯度,在滲碳爐中將低碳鋼在滲碳介質(zhì)中加熱、保溫,使碳原子進(jìn)入工件外表，然后進(jìn)行淬火的化學(xué)熱處理工藝。

2、意圖：使低碳鋼的外表層含碳量添加到0.85～1.10%，然后再經(jīng)淬火、低溫回火處理以消除應(yīng)力并安穩(wěn)安排，使鋼件外表層具有高硬度(HRc56～62)，添加耐磨性及疲勞強(qiáng)度等。而心部仍堅(jiān)持原有的塑性和耐性。

3、運(yùn)用：滲碳一般用于15Cr、20Cr等含碳量低的鋼種，滲碳層的深度是依據(jù)零件的要求不同，一般為0.2～2mm。

規(guī)劃時(shí)可依據(jù)工件尺度和心部強(qiáng)度要求來挑選資料和滲碳層深度。

滲碳層深的挑選要依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行規(guī)劃，以節(jié)省本錢。

層深的添加意味著滲碳時(shí)刻的延伸，齒輪一般是依據(jù)經(jīng)歷公式來規(guī)劃層深。

淬火

1、界說：將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫必定時(shí)刻使其奧氏體化，以大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻的工藝。

2、淬火意圖：

進(jìn)步硬度和耐磨性：刀具、量具、磨具

進(jìn)步強(qiáng)耐性：軸類、桿件、銷、受力件

進(jìn)步彈性：各類繃簧

進(jìn)步耐蝕和耐熱性：耐熱鋼和不銹鋼

3、淬火分類

按加熱溫度：徹底淬火、不徹底淬火、循環(huán)加熱淬火

按加熱介質(zhì)及熱源條件：鹽浴加熱淬火、火焰加熱淬火、感應(yīng)加熱淬火、高頻脈沖淬火、觸摸電加熱淬火等

按淬火部位：全體淬火、部分淬火、外表淬火等

按冷卻辦法：單液淬火、雙液淬火、分級(jí)淬火、等溫淬火、預(yù)冷淬火等

4、工藝進(jìn)程：

冷卻速度是鋼在淬火進(jìn)程中較首要的要素，它直接影響淬火產(chǎn)品和功能。

一方面冷卻速度要大于臨界冷卻速度，以確保悉數(shù)得到馬氏體安排；另一方面冷卻應(yīng)盡量緩慢，以削減內(nèi)應(yīng)力，避免工件變形和開裂。

為了處理上述對(duì)立，能夠選用不同的冷卻介質(zhì)和冷卻辦法，使淬火工件在奧氏體較不安穩(wěn)的溫度規(guī)模內(nèi)(650℃～550℃)快冷，超越臨界冷卻速度，以防珠光體類型改變發(fā)作；而在馬氏體改變區(qū)域規(guī)模內(nèi)(300℃～100℃)，則冷卻減慢，以削減淬火工件發(fā)生的應(yīng)力。

5、不同淬火溫度下的內(nèi)部安排

在徹底淬火時(shí)，鋼的淬火安排首要是由馬氏體組成

在不徹底淬火時(shí)亞共析鋼得到馬氏體和鐵素體組成的安排

當(dāng)奧氏體中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.5%時(shí)，淬火安排為馬氏體和剩余奧氏體。

過共析鋼得到馬氏體和滲碳體的安排。

亞共析鋼用不徹底淬火是不正常的，因?yàn)檫@樣不能到達(dá)較高硬度。而過共析鋼選用不徹底淬火則是正常的，這樣可使鋼取得較高的硬度和耐磨性。

在合適的加熱溫度下，淬火后得到的馬氏體呈細(xì)微的針狀；若加熱溫度過高，其構(gòu)成粗針狀馬氏體，使資料變脆乃至或許在鋼中呈現(xiàn)裂紋。

6、一般淬火件的工藝道路：

下料—鑄造—正火（退火）—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—外表淬火—精加工

外表淬火

1、界說：是本錢較低的外表硬化處理辦法，工藝簡略而靈敏，合適部分處理，特別合適于進(jìn)步耐磨性的場合。因?yàn)橹患訜嵬獗韺樱�心部�?qiáng)度堅(jiān)持著淬火前的狀況。

2、意圖：進(jìn)步資料的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，而心部堅(jiān)持杰出的塑性和耐性。外表淬火后零件外表將發(fā)生很大的剩余壓應(yīng)力，因而使資料的疲勞強(qiáng)度大大進(jìn)步。但需求留意的是，外表淬火區(qū)域的起始點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)處于剩余拉應(yīng)力狀況下，此處的疲勞強(qiáng)度因而大大下降。規(guī)劃時(shí)要考慮剩余拉應(yīng)力不行留在齒根處、軸的過渡圓角處等零件應(yīng)力會(huì)集部位， 避免作業(yè)應(yīng)力與剩余拉應(yīng)力疊加構(gòu)成零件裂紋或開裂。

3、工藝進(jìn)程：外表淬火一般工藝是高頻感應(yīng)加熱、中頻感應(yīng)加熱或火焰加熱， 噴水冷卻， 然后進(jìn)行低溫回火。

4、運(yùn)用：淬硬深度一般是：高頻淬火1～2mm；中頻淬火2～6mm。一般用于中碳以上結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼主軸、齒輪等零件。當(dāng)工件淬火后，外表硬度高，除磨削外，一般不能進(jìn)行其它切削加工。因而工序應(yīng)盡量靠后，一般安排在半精加工之后，磨削加工之前。

回火

1、界說：回火是將淬火后的鋼件加熱到指定的回火溫度，經(jīng)過必定時(shí)刻的保溫后，空冷到室溫的熱處理操作�；鼗饡r(shí)引起馬氏體和剩余奧氏體的分化。

2、意圖：

⑴削減或消除淬火內(nèi)應(yīng)力, 避免變形或開裂。

⑵取得所需求的力學(xué)功能。淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、耐性。

⑶安穩(wěn)尺度。

⑷關(guān)于某些高淬透性的鋼，空冷即可淬火，如選用回火軟化既能下降硬度，又能縮短軟化周期。

3、分類：鋼淬火后都需求進(jìn)行回火處理，回火溫度取決于較終所要求的安排和功能（工廠常依據(jù)硬度的要求），一般按加熱溫度的凹凸，回火可分為以下三類。

(1)低溫回火：加熱溫度為150℃～250℃。低溫回火安排為回火馬氏體，馬氏體內(nèi)分出碳化物構(gòu)成回火馬氏體，剩余奧氏體也改變?yōu)榛鼗瘃R氏體。回火馬氏體易受腐蝕，安排呈暗色針狀�；鼗瘃R氏體具有高的強(qiáng)度和硬度，而耐性和塑性較淬火馬氏體有顯著改進(jìn)。

其意圖首要是下降淬火鋼中的內(nèi)應(yīng)力，削減鋼的脆性，一起堅(jiān)持鋼的高硬度和耐磨性。常用于高碳鋼制的切削東西、量具和滾動(dòng)軸承件及滲碳處理后的零件等。

(2)中溫回火：加熱溫度為350℃～500℃。中溫回火安排為回火屈氏體，它是由鐵素體和粒狀滲碳體組成的好細(xì)密混合物�；鼗鹎�氏體有較好的強(qiáng)度，較高的彈性，較好的耐性。

其意圖首要是取得高的彈性好限，一起有高的耐性。首要用于各種繃簧熱處理。

(3)高溫回火：加熱溫度為500℃～650℃。高溫回火安排的回火索氏體，它是由粒狀滲碳體和等軸形鐵素體組成混合物�；鼗鹚魇象w具有強(qiáng)度、耐性和塑性較好的歸納機(jī)械功能。

其意圖首要是取得既有必定的強(qiáng)度、硬度，又有杰出的沖擊耐性的歸納機(jī)械功能。一般把淬火后加高溫回火的熱處理稱做調(diào)質(zhì)處理。首要用于處理中碳結(jié)構(gòu)鋼，即要求高強(qiáng)度和高耐性的機(jī)械零件，如軸、連桿、齒輪等。

調(diào)質(zhì)

1、界說：工件淬火并高溫回火的復(fù)合熱處理工藝,。

2、意圖：使資料取得較好的強(qiáng)度、塑性和耐性等方面的歸納機(jī)械功能，用于各種中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金鋼。調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工之后，半精加工之前,并為今后熱處理作預(yù)備。

大部分的零件都是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理來進(jìn)步資料的歸納機(jī)械功能，即進(jìn)步拉伸強(qiáng)度、屈從強(qiáng)度、斷面縮短率、延伸率、沖擊功。

3、運(yùn)用：調(diào)質(zhì)處理能大大進(jìn)步資料的拉伸和屈從強(qiáng)度， 進(jìn)步屈強(qiáng)比和沖擊功，使資料具有強(qiáng)度和塑耐性的杰出合作。一般來講調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)該為中碳鋼( C = 0．3％～0．6％)；碳鋼中像30、35、40、45、50等鋼種則既能夠調(diào)質(zhì)處理又能夠正回火運(yùn)用；而對(duì)高碳鋼和低碳鋼則不宜選用調(diào)質(zhì)工藝

4、工藝進(jìn)程：先先需求將零件加熱到必定溫度，保溫必定時(shí)刻，然后在油中或水中冷卻。冷卻后當(dāng)即入爐進(jìn)行回火(500～650℃)，以下降淬火應(yīng)力、調(diào)整安排成份，從而到達(dá)機(jī)械功能要求。

馬氏體：鋼中馬氏體的首要特性是高硬度和高強(qiáng)度。  

鐵素體：鐵素體的塑性、耐性很好，但強(qiáng)度、硬度較低。其力學(xué)功能簡直與純鐵相同。

奧氏體：奧氏體常存在于727℃以上，是鐵碳合金中重要的高溫相，強(qiáng)度和硬度不高，但塑性和耐性很好，易鍛壓成形。

滲碳體：滲碳體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69%，熔點(diǎn)為1227℃，硬度很高，塑性和耐性好低，脆性大。滲碳體是鋼中的首要強(qiáng)化相，其數(shù)量、形狀、巨細(xì)及散布狀況對(duì)鋼的功能影響很大。

珠光體:存在于鋼的退火或正火安排中,粒狀珠光體：在鐵素體基體上散布著粒狀滲碳體的兩相機(jī)械混合物稱為粒狀珠光體。粒狀珠光體一般經(jīng)球化退火而得到，也能夠經(jīng)過淬火加回火處理得到。

各種安排的硬度功能目標(biāo)規(guī)模如下：

珠光體10～20HRC

索氏體22～25HRC

屈氏體36～42HRC

馬氏體62～65HRC

回火馬氏體約60HRC 

回火屈氏體40～48HRC

回火索氏體25～35HRC。

氮化處理

1、界說：滲氮是使氮原子進(jìn)入金屬外表取得一層含氮化合物的處理辦法。

2、意圖：進(jìn)步零件外表的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。

3、特色：氮化工藝較大的特色是熱處理變形小，硬化層淺，特別適用于與調(diào)質(zhì)工藝相結(jié)合進(jìn)步零件的疲勞強(qiáng)度、外表耐磨性、耐蝕性和改進(jìn)零件的沖突狀況，避免膠合。適用于在周期載荷下作業(yè)的零件， 比方軸等。

4、運(yùn)用：原則上講任何鋼種都能夠進(jìn)行氮化處理，可是較常用的氮化鋼是45(HV>300)、40Cr(HV>400)、42CrMo(HV>500)等，氮化后一般可不加工，規(guī)劃時(shí)應(yīng)盡或許選用全體氮化處理，因?yàn)榈�化層自身�?duì)運(yùn)用來說只需好處，沒必要加工處理掉。

5、工藝要求：氮化是在氮化爐中進(jìn)行，因而變形小，氮化硬度要依據(jù)原料而定。。此外，氮化前有必要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以進(jìn)步心部的機(jī)械功能，為氮化做安排預(yù)備。

鋼的淬透性

1、淬透性：鋼在淬火時(shí)能夠取得馬氏體的才能。其巨細(xì)是用規(guī)則條件下淬硬層深度來標(biāo)明。鋼材自身的固有特點(diǎn)，與外部要素?zé)o關(guān)

2、淬硬層深度：由工件外表到半馬氏體區(qū)的深度。工件的淬透深度取決于鋼材淬透性, 還與冷卻介質(zhì)、工件尺度等外部要素有關(guān)。

3、影響淬透性的要素：臨界冷卻速度，取決于資料化學(xué)成分。一般來說，碳鋼的淬透性差，合金鋼的淬透性好，且合金元素含量越高，淬透性越好

硬度

硬度是指金屬資料反抗比它硬的物體壓入其外表的才能。

硬度越高，標(biāo)明金屬反抗塑性變形的才能越大。它是重要的力學(xué)功能目標(biāo)之一，它與強(qiáng)度、塑性目標(biāo)之間有著內(nèi)涵的聯(lián)絡(luò)。

常用的硬度實(shí)驗(yàn)辦法有：

布氏硬度實(shí)驗(yàn)——首要用于黑色、有色金屬原資料查驗(yàn)，也可用于退火、正火鋼鐵零件的硬度測定。所用設(shè)備為布氏硬度計(jì)。

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)——首要用于金屬資料熱處理后的產(chǎn)品功能檢測。所用設(shè)備為洛氏硬度計(jì)。

維氏硬度實(shí)驗(yàn)——首要用于薄板材或金屬表層的硬度測定，以及較準(zhǔn)確的硬度測定。所用設(shè)備為維氏硬度計(jì)。

顯微硬度實(shí)驗(yàn)——首要用于測定金屬資料的安排組成物或相的硬度。所用設(shè)備為顯微硬度計(jì)。

布氏硬度實(shí)驗(yàn)

用載荷為P的力,把直徑為D的淬火鋼球壓入金屬試件外表，并堅(jiān)持必定時(shí)刻，然后卸除載荷，丈量鋼球在試件外表上所壓出的壓痕直徑d，據(jù)此核算出壓痕球面積F，然后再核算出單位面積所受的力（P/F值），用此數(shù)字標(biāo)明試件的硬度值，即為布氏硬度，用符號(hào) HB標(biāo)明。

布氏硬度實(shí)驗(yàn)原理如圖3-11所示。

設(shè)壓痕深度為h則壓痕球面積為

試樣硬度值為：

式中   

——施加的載荷，kg或N；

 ——壓頭（鋼球）直徑，mm；

 ——壓痕直徑，mm；

 ——壓痕面積，mm2。

布氏硬度值的巨細(xì)便是壓痕單位面積上所接受的壓力。單位為kg/mm2或N/mm2，但一般不標(biāo)出。

硬度值越高，標(biāo)明資料越硬。實(shí)驗(yàn)室只需測出壓痕直徑d（毫米）,經(jīng)過核算或查表即可得出HB值。

布氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺陷：

長處：硬度值代表性全面，因?yàn)閴汉勖娣e較大，能反映較大規(guī)模內(nèi)資料的均勻功能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)安穩(wěn)，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。

缺陷：選用的壓頭是淬火鋼球，因?yàn)殇撉蜃陨淼淖冃魏陀捕葐栴}，致使不能測驗(yàn)太硬的資料。一般在450HB以上就不能運(yùn)用。因?yàn)閴汉圯^大，不合適制品查驗(yàn)。

布氏硬度實(shí)驗(yàn)常用于測定鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等的原資料以及結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)后的硬度。

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)在運(yùn)用較廣的實(shí)驗(yàn)辦法，和布氏硬度相同，也是一種壓入硬度實(shí)驗(yàn)，但它不是測定壓痕的面積，而是丈量壓痕的深度，以深度的巨細(xì)標(biāo)明資料的硬度值。

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)的壓頭選用錐角為120º的金剛石圓錐頭或直徑為1.588毫米（1/16英寸）的鋼球。載荷先后兩次施加，先加預(yù)載荷P0，然后加主載荷P1，在總載荷的效果下，將壓頭壓入金屬資料外表來進(jìn)行的硬度測定。其總載荷為P（P=P0+P1）。

金屬越硬，壓痕深度越��；金屬越軟，壓痕深度越大。為了習(xí)慣人們習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念，人為的規(guī)則，用一常數(shù)K減去壓痕深度h的值作為洛氏硬度的目標(biāo)，并規(guī)則每0.002毫米為一個(gè)洛氏硬度單位。用符號(hào)HR標(biāo)明，則洛氏硬度值為：HR =（K－h(huán)）/0.002

此值為一無名數(shù)。并可從硬度計(jì)的表盤指示器上直接讀出。

運(yùn)用金剛石壓頭時(shí)，常數(shù)K為0.2毫米，黑色表盤刻度所示；

運(yùn)用鋼球壓頭時(shí)，常數(shù)K為0.26毫米，赤色表盤刻度所示。

為了能夠用一種硬度計(jì)測定出從軟到硬的金屬資料硬度，選用了不同的壓頭和總載荷，組合成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)度，每一種標(biāo)度用一個(gè)字母在硬度符號(hào)HR后加以注明，常用的是HRA、HRB、HRC三種。

各種洛氏硬度值之間不能直接進(jìn)行比較，但可經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定的換算表（略）進(jìn)行相對(duì)比較。

各種洛氏硬度之間，洛氏硬度和布氏硬度值間都有必定的換算聯(lián)系。關(guān)于鋼鐵資料，大致有下列聯(lián)系式：

HRC = 2HRA－104

HB = 10HRC （HRC = 40～60規(guī)模）

HB = 2HRB

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)辦法的優(yōu)缺陷：

長處：操作敏捷簡潔，壓痕較小，可在工件外表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠各種金屬資料的硬度，也能夠丈量較薄工件或外表薄層的硬度。

缺陷：壓痕較小，代表性差，因?yàn)橘Y料中有偏析及安排不均勻等狀況，使所測硬度值的重復(fù)性差，分散度較大。