最終熱處理的方法(什么是熱處理)
1.什么是熱處理
鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的方式來改變其內(nèi)部組織，從而獲得所需性能的一種工 藝方法。熱處理的主要種類如下：
退火：把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下保溫，然后緩慢地冷卻到室溫，這一熱處理工藝稱為退火，常用的 退火方法有完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。
正火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后在空氣中冷卻的熱處理方法稱為正火。正火與退火的目的 基本相同，但正火的冷卻速度比退火冷卻速度快，得到的組織較細，硬度、強度較退火高。
淬火：將鋼加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后快速在水（或油）中冷卻的熱處理方法稱為淬火。它的目的是提高材料 的強度、硬度、耐磨性等。常用的淬火方法有：單介質(zhì)淬火法、雙介質(zhì)淬火法、分級悴火。常川淬火劑有水、油或 鹽、堿的水溶液。
回火：將淬火后的鋼重新加熱到某一溫度，并保溫一段時間，然后以一定的方式冷卻至室溫，這種熱處理方 法稱為回火?；鼗鹗谴慊鸬睦^續(xù)，經(jīng)淬火的鋼須進行回火處理.回火的目的是減少或消除工件淬火時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ，適當調(diào)整鋼的強度和硬度，穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。回火的種類有低溫回火、中溢回 火和高溫回火，其中“淬火十高溫回火”也稱“調(diào)質(zhì)處理”，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的零件具有良好的綜合力學性能。
表面淬火：通過快速加熱使工件表面迅速達到淬火溫度.不等到熱量傳到心部就立即冷卻的熱處理方法。常用 的方法有火焰加熱表面淬火、感應(yīng)加熱表面悴火等。
化學熱處理：鋼的化學熱處理是將工件置于化學介質(zhì)中加熱保溫，改變表面的化學成分，從而改變表層性能 的熱處理工藝。常見的方法有滲碳、滲氮、液體碳氮共滲等。
2.熱處理有幾種方法
※均質(zhì)退火處理 簡稱均質(zhì)化處理（Homogenization），系利用在高溫進行長時間加熱，使內(nèi)部的化學成分充分擴散，因此又稱為『擴散退火』。
加熱溫度會因鋼材種類有所差異，大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均質(zhì)化處理，高碳鋼在1100℃至1200℃之間，而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。 ※完全退火處理 完全退火處理系將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度范圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織后，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織。
※球化退火處理 球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內(nèi)部的層狀或網(wǎng)狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反復(fù)加熱、冷卻數(shù)次，使A1變態(tài)所析出的雪明碳鐵，繼續(xù)附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶于沃斯田體后急冷，再依上述方法進行球化處理。
使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火后韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回火后機械性質(zhì)、提高鋼材的使用壽命。 ※軟化退火處理 軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到600℃至650℃范圍內(nèi)（A1溫度下方），維持一段時間之后空冷，其主要目的在于使以加工硬化的工件再度軟化、回復(fù)原先之韌性，以便能再進一步加工。
此種熱處理方法常在冷加工過程反復(fù)實施，故又稱之為制程退火。大部分金屬在冷加工后，材料強度、硬度會隨著加工量漸增而變大，也因此導(dǎo)致材料延性降低、材質(zhì)變脆，若需要再進一步加工時，須先經(jīng)軟化退火熱處理才能繼續(xù)加工。
※弛力退火處理 弛力退火熱處理主要的目的，在于清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，這種殘存應(yīng)力常導(dǎo)致工件強度降低、經(jīng)久變形，并對材料韌性、延展性有不良影響，因此弛力退火熱處理對于尺寸經(jīng)度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構(gòu)件事非常重要的。弛力退火的熱處理程序系將工件加熱到A1點以下的適當溫度，保持一段時間（不需像軟化退火熱處理那么久）后，徐緩冷卻至室溫。
特別需要注意的是，加熱時的速度要緩慢，尤其是大型對象或形狀復(fù)雜的工件更要特別注意，否則弛力退火的成效會大打折扣。 ※正?；幚?正?；療崽幚碛袃蓚€重要的功用，一是使工件結(jié)晶粒微細化而改善材料機械性質(zhì)；另一個目的是調(diào)節(jié)軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分布狀態(tài)，以利后續(xù)熱處理時碳化物容易固溶于材質(zhì)，以便提升材料切削性，并使材質(zhì)均勻化。
正?；療崽幚淼臒崽幚沓绦?，系將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正?；瘻囟龋┍３忠欢螘r間，材質(zhì)成為均勻沃斯田體后，靜置于空氣中使之冷卻。正?；瘯r間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鐘來估算需持溫時間。
正?；療崽幚碛挚煞譃槎握；?、恒溫正?；岸握；榷喾N改良式正?；療崽幚?。 ※淬火處理 淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。
鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區(qū)域內(nèi)加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar'（波來體）變態(tài)；及（3）使鋼材產(chǎn)生麻田散體或變韌體而硬化。 淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。
通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃范圍內(nèi)，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度范圍內(nèi)。
冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar''變態(tài)前的臨界區(qū)域，要盡量迅速冷卻；在Ar''以下的溫度區(qū)域則需采緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區(qū)域又稱為危險區(qū)域。 ※回火處理 一般回火處理常繼在淬火處理之后實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留并發(fā)揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態(tài)或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應(yīng)力并改善相關(guān)機械性質(zhì)（提升材料延展性）。
回火溫度不同，會產(chǎn)生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現(xiàn)急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結(jié)晶而成長為連續(xù)基地，是軟化的主要原因。 ※回火脆性 回火處理要避開幾個會產(chǎn)生回火脆性的溫度范圍，這些脆化溫度范圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數(shù)的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度范圍內(nèi)發(fā)生脆化現(xiàn)象；（2）400℃至550℃脆化，通常構(gòu)造用合金鋼在此溫度范圍內(nèi)會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度范圍加熱，會析出分布均勻的碳化物，。
3.熱處理的四種方法哪四種
眾所周知，熱處理是通過改變材料組織使機械零件或產(chǎn)品獲得所需性能并保證使用安全可靠的工藝過程，是機械制造工程的重要組成部分。
因為熱處理的質(zhì)量特性是其結(jié)果不能通過其后的檢驗和試驗得到完全的驗證，并且熱處理一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題所造成的負面影響和經(jīng)濟損失都很大，所以在GB/T19000 系列標準中，熱處理被認定為“特種工藝”，需要采取特殊措施，實施全員、全面、全過程的質(zhì)量控制。由于國內(nèi)各企業(yè)熱處理的裝備、人員素質(zhì)、零件技術(shù)要求、生產(chǎn)綱領(lǐng)、工藝技術(shù)和生產(chǎn)管理水平各不相同，所采取的控制零件或產(chǎn)品質(zhì)量的各項特殊措施亦存在差異，并且熱處理具有連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)的特點，因此，尋求一種在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制方法，達到滿足和提高熱處理零件質(zhì)量尤其是大批量生產(chǎn)零件質(zhì)量的目的尤為重要。
2 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制方法的主要內(nèi)容 2.1轉(zhuǎn)變質(zhì)量保證模式的思路和觀念 過去，我們對熱處理零件的質(zhì)量質(zhì)量保證模式和質(zhì)量管理重點的思路和觀念停留在傳統(tǒng)單純靠最終檢驗把關(guān)，只注重了質(zhì)量結(jié)果，沒有把重點工作放到質(zhì)量形成的控制上來，把熱處理缺陷消滅在質(zhì)量形成的過程中，曾不斷出現(xiàn)零件缺陷或漏檢，造成一定的質(zhì)量損失。各類人員每天忙碌于零件結(jié)果的處理，結(jié)果是越忙越亂，重復(fù)性和低級錯誤屢次發(fā)生，工作異常被動。
我們痛定思痛，靜心總結(jié)和吸取失敗的教訓，尋找和探索成功的方法，對質(zhì)量管理的重點工作進行了重新認識和定位。通過學習熱處理標準的相關(guān)內(nèi)容和借鑒熱處理管理成功企業(yè)經(jīng)驗，明確了提高熱處理質(zhì)量首先必須轉(zhuǎn)變各類人員對質(zhì)量保證模式的思路和觀念，即將過去傳統(tǒng)的單純靠最終檢驗被動把關(guān)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐灶A(yù)防為主，預(yù)防與檢驗相結(jié)合的主動控制的質(zhì)量保證模式，樹立了明確責任、規(guī)范管理、嚴明獎懲和將專業(yè)技術(shù)、管理技術(shù)、科學方法集中統(tǒng)一以及全員參與、全過程控制、全面管理“三管齊下”的過程質(zhì)量控制管理思路和觀念。
幾年實施結(jié)果表明：思路和觀念的轉(zhuǎn)變是全面有效地實施過程質(zhì)量控制的核心和關(guān)鍵。 2.2強化“四種管理” （1）強化熱處理標準的落實和控制要素的規(guī)管理 熱處理作為生產(chǎn)過程的一個特殊工序，在生產(chǎn)全過程中控制的要素是什么、員工應(yīng)該做什么、怎樣做的規(guī)范和做的更好的行為準則是真誠地貫徹和實施熱處理標準。
作為一個生產(chǎn)軍工產(chǎn)品和外貿(mào)民品的企業(yè)，我們首先組織熱處理各類人員分階段，按標準類別學習了熱處理基礎(chǔ)標準、質(zhì)量控制和檢驗標準、工藝方法標準、工藝材料標準、安全、能耗和環(huán)保標準相關(guān)內(nèi)容。在學習過程中，特別強調(diào)和注重了用心和責任誠信履約標準的控制要素，用“硬權(quán)力”將控制要素貫穿落實熱處理生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)，滲透于每一個細節(jié)，對照熱處理標準，從人、機、料、法、環(huán)等方面規(guī)范生產(chǎn)的全過程，用“軟權(quán)力”培養(yǎng)員工執(zhí)行標準的誠信意識和細節(jié)作風，使各類人員自覺主動地將生產(chǎn)過程中的一切影響質(zhì)量因素按控制要素內(nèi)容實施全面、有效、規(guī)范的控制。
這不僅體現(xiàn)了標準落實的有效性，更主要的是控制要素的規(guī)范管理，使員工理解和明確了過程要求、識別和懂得了過程特性，運用和掌握了過程方法，形成了有序和規(guī)范的生產(chǎn)秩序。因此強化熱處理標準的落實和控制要素的規(guī)范管理是實現(xiàn)過程質(zhì)量控制方法的基礎(chǔ)和重要措施。
4.常用的熱處理方法有哪些
按加熱溫度和冷卻速度分為以下幾種
退火⑴ 調(diào)整硬度，便于切削加工。適合加工的硬度為170-250HB。
⑵ 消除或改善工件在鑄、鍛、焊等加工過程中所造成的成分不均勻或組織缺陷，以提高工 件的工藝性能和使用性能。消除內(nèi)應(yīng)力或加工硬化，防止加工中變形。
⑶ 細化晶粒，為最終熱處理作組織準備。
正火：消除鑄造和焊接過程引起的過熱組織缺陷，細化晶粒、提高硬度、改善切削加工性。
淬火：獲得馬氏體組織，使鋼具有高硬度和高耐磨性。
回火：改善基體組織，使基體組織趨于穩(wěn)態(tài)，降低金屬淬硬度。
根據(jù)熱處理在零件整個生產(chǎn)過程中的位置和作用可分為：預(yù)備熱處理和最終熱處理
5.常用的熱處理方法有哪些
常用的熱處理方法有很多，按照不同的分類分別有不同的方法，其目的各不相同。但是，泛泛地說，無非是改善組織和得到需要的性能。
常見的有：
1、退火：大約近30種，常見的有完全退火、球化退火、擴散退火、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火、去氫退火等等，也可以進一步細分，比如球化退火又可分為普通球化退火、周期球化退火、循環(huán)球化退火等等。這類退火的具體目的可以從名稱上面看出來，比如去氫退火的目的是去除氫，防止氫脆的，去應(yīng)力退火是去除應(yīng)力的。
2、正火：是空冷的一種方法，目的是細化晶粒，消除網(wǎng)狀碳化物，或作為不重要零件的最終熱處理。
3、淬火+回火：單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火、等溫淬火、局部淬火、低溫回火、高溫回火、中溫回火、附加回火、穩(wěn)定化回火等等。
4、表面熱處理：火焰加熱、感應(yīng)加熱、激光、電解等等。
5、化學熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硫、滲硼、滲金屬等等。
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