文档介绍：热处理是指通过对工件的加热、保温和冷却，使金属或合金的组织结构发生变化，从而获得预期的性能(如机械性能、加工性能、物理性能和化学性能等)的操作工艺称为热处理。
工件热处理的目的是通过热处理这一重要手段，来改变(或改善)工件内
● 要想既得到马氏体又防止变形和开裂，理想的淬火冷却曲线如下图。
● 最常用的淬火介质是水和油。
图8 理想的淬火冷却曲线
● 水是经济且冷却能力较强的淬火介质。如表所示：
● 油主要用于合金钢或小尺寸碳钢工件的淬火。
● 熔融状态的盐也常用作淬火介质，称作盐浴。这类介质只适用于形状复杂和变形要求严格的小件的分级淬火和等温淬火。
● 近年来出现聚乙烯醇水溶液、三乙醇铵水溶液、高浓度硝盐水溶液等淬火介质。
表1
4〕 淬火方法
●常用淬火方法如下图。
图9 各种淬火方法示意图
● 单液淬火法
将加热的工件放入一种淬火介质中连续冷却至室温的操作方法，如水淬、油淬等。
将加热的工件放入一种冷却能力较强的介质中冷却，然后转入另一种冷却能力较弱的介质冷却的淬火方法。如水淬油冷或油淬空冷。双液淬火主要用于形状复杂的高碳钢工件及大型合金钢工件。
● 双液淬火法
● 分级淬火法
将加热的工件在Ms点附近的盐浴或碱浴中淬火，然后取出缓冷的淬火方法。其特点是显著减少淬火变形与开裂，是用于截面尺寸较小淬透性较高的钢件。
● 等温淬火
将加热工件在稍高于Ms点附近温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间而获得下贝氏体组织的淬火方法。其特点是工件具有良好的综合力学性能，一般不必回火。多用于形状复杂和要求较高的小件。
5) 钢的淬透性
● 淬透性
淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。一般规定由工件外表到半马氏体区的深度作为淬硬层深度。
● 淬透性对钢力学性能的影响:钢的淬透性直接影响其热处理后的力学性能。
图10
● 淬透性高的钢，其力学性能沿截面均匀分布
● 淬透性低的钢，其截面心部的力学性能低
● 淬透性的测定及其表示方法
● 测定钢的淬透性最常用的方法是末端淬火法。
●将φ25×100mm的标准试样经奥氏体化后，对末端进行喷水冷却。如下图。
图11 末端淬火法
● 按规定方法测定硬度值，作出淬透性曲线；
● 利用钢的半马氏体区硬度与钢的含碳量关系图，和淬透性 曲线图可找出其淬透性的大小。
● 淬透性的表示方法
●淬透性值可用 表示。其中J表示末端淬透性，d表示至水冷端的距离，HRC为该处测得的硬度值。
●钢的淬透性还可用钢在某种冷却介质中完全淬透的最大直径，即临界直径D0表示。
● 淬透性的应用:
● 对于截面尺寸较大和形状较复杂的重要零件以及要求机械性能均匀的零件，应选用高淬透性的钢制造。
● 对于承受弯曲和扭转的轴类、齿轮类零件，可选用低淬透性的钢制造。
● 在设计和制造零件时，必须考虑钢的热处理尺寸效应。
6) 钢的回火
● 回火的目的
● 降低脆性，减少或消除内应力
● 获得工艺所要求的力学性能
● 稳定工件尺寸
● 对某些高淬透性的合金钢，可降低硬度，以利加工
● 淬火钢在回火时的转变
● 回火时的组织转变
淬火钢组织发生以下四阶段的变化：
① 马氏体分解：主要发生在100～200℃， 马氏体中的碳以ε碳化物〔FexＣ〕的形式析出，析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，用“M回〞表示。如下图。
图12 回火马氏体
图14
② 剩余奥氏体分解 主要发生在200～300℃，剩余奥氏体分解 为ε碳化物和过饱和α，但组织仍是回火马氏体。
③ ε碳化物转变为Fe3Ｃ 主要发生
在250～400℃，此时回火马氏体转
变为在保持马氏体形态的铁素体基
体上分布着细粒状渗碳体的组织，
称为回火屈氏体，用“T回〞表示。图13
④ 渗碳体的聚集长大及α相再结晶
主要发生在400℃以上,此时 形成颗
粒状渗碳体，铁素体由针片状转变
为多边形，这种组 织称为回火索氏
体，用“S回〞表示。如下图。
●回火过程中的性能变化
总的规律是：随回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升。如图为硬度与回火温度的关系。
● 回火温度在200℃以下,钢的硬度不降低,对高碳钢，甚至略有升高。
● 回火温度在200～300℃,高碳
钢的硬度再次升高,中、低碳钢
硬度缓慢降低。
● 回火温度300℃以上，钢的硬
度呈直线下降。
● 注意：回火屈氏体、回火索氏
体和球状珠光体与过冷奥氏体直
接分解得到