一、热处理概述
热处理是通过加热、保温和冷却的方法，改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。热处理是机械制造中提高零件性能的重要手段。
二、热处理分类
- 退火：降低硬度，改善切削加工性
- 正火：细化晶粒，消除网状渗碳体
- 淬火：提高硬度和强度
- 回火：调整硬度，消除应力，稳定组织
- 调质：淬火+高温回火，获得综合力学性能
三、退火工艺
完全退火
- 适用：亚共析钢锻件、铸件
- 工艺：加热至Ac3+(30~50)℃，保温后炉冷
- 目的：细化晶粒，消除应力，降低硬度
球化退火
- 适用：共析钢、过共析钢
- 工艺：加热至Ac1+(20~30)℃，保温后缓冷
- 目的：使渗碳体球化，改善切削加工性
四、正火工艺
- 工艺：加热至Ac3(或Accm)+(30~50)℃，保温后空冷
- 目的：细化晶粒，消除网状渗碳体，提高硬度
| 钢号 | 退火硬度(HBW) | 正火硬度(HBW) |
|---|---|---|
| 45 | ≤197 | ≤229 |
| 40Cr | ≤207 | ≤250 |
| T8 | ≤187 | 241~302 |
五、淬火工艺
淬火加热温度
| 钢种 | 加热温度 |
|---|---|
| 亚共析钢 | Ac3+(30~50)℃ |
| 共析钢 | Ac1+(30~50)℃ |
| 过共析钢 | Ac1+(30~50)℃ |
常用钢淬火温度
| 钢号 | Ac1(℃) | Ac3(℃) | 淬火温度(℃) | 淬火硬度(HRC) |
|---|---|---|---|---|
| 45 | 724 | 780 | 820~840 | ≥50 |
| 40Cr | 730 | 780 | 830~860 | ≥50 |
| T8 | 730 | – | 760~780 | ≥62 |
| T10 | 730 | – | 760~780 | ≥62 |
淬火冷却介质
| 介质 | 冷却速度(℃/s) | 特点 |
|---|---|---|
| 水 | 100~800 | 冷却快，易变形开裂 |
| 油 | 30~80 | 冷却较慢，减少变形 |
| 盐水(10%) | 200~1100 | 冷却最快 |
| 聚合物溶液 | 50~200 | 可调节，介于水油之间 |
六、回火工艺
| 回火类型 | 温度(℃) | 组织 | 性能 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| 低温回火 | 150~250 | 回火马氏体 | 高硬度、耐磨 | 刀具、量具、轴承 |
| 中温回火 | 350~500 | 回火托氏体 | 高弹性 | 弹簧、模具 |
| 高温回火 | 500~650 | 回火索氏体 | 综合力学性能 | 轴、齿轮、连杆 |
七、调质处理
调质 = 淬火 + 高温回火，是获得优良综合力学性能的热处理方法。
| 钢号 | 淬火温度(℃) | 回火温度(℃) | 硬度(HBW) |
|---|---|---|---|
| 45 | 840水淬 | 580~620 | 220~250 |
| 40Cr | 850油淬 | 500~600 | 241~286 |
| 35CrMo | 850油淬 | 550~600 | 269~302 |