学习单元3 钢的热处理
第一节 概 述 钢的热处理——钢在固态下，采用适当方式进行加热、保温和冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。
热处理目的： 1、提高钢的力学性能，延长零件的使用 寿命； 2、消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，为后续工序作好组织准备。 热处理不改变工件的形状，只改变工件的组织。
热处理的分类： 一、普通热处理 1、退火 2、正火 3、淬火 4、回火 二、表面淬火 1、感应加热表面淬火 2、火焰加热表面淬火 一、普通热处理 1、退火 2、正火 3、淬火 4、回火 二、表面淬火 1、感应加热表面淬火 2、火焰加热表面淬火 3、电接触加热表面淬火 4、激光加热表面淬火 表 面 热 处 理 三、化学热处理 1、渗碳 2、渗氮 3、碳氮共渗
钢的热处理基本工艺及应用 一、退火 将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。 退火工艺的主要特点是缓慢冷却。。
1．退火的目的 ① 调整硬度以便进行切削加工 ② 消除残余应力、 ③ 细化晶粒，改善组织 ④ 为最终热处理做好组织上的准备
退火工艺可分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火等，如图所示。
二、正火 工艺方法： 将钢加热到Ac3(亚共析钢）或Accm（过共析钢）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却。 主要特点：是完全奥氏体化和空冷。与退火相比，正火的冷却速度稍快，过冷度较大。因此，正火组织较细，其强度、硬度比退火高一些。
目的： 1、可作为力学性能要求不太高的普通结构零件的最终热理； 2、作为预先热处理，正火可改善低碳钢或低碳合金钢的切削加工性； 3、消除或破碎过共析钢中的网状渗碳体，为球化退火作好组织上的准备。
三、钢的淬火 淬火——将钢加热到Ac3或Ac1以上某温度，保温一定时间，然后快速冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的：首先得到马氏体组织，再经回火，使钢得到需要的使用性能，以充分发挥材料的潜力。
四、淬火钢的回火 回火——钢件淬火后，再加热到Acl点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 它是紧接淬火的热处理工序。
回火的目的： ①获得工件所需要的性能； ②消除淬火冷却应力，降低 钢的脆性； ③稳定工件组织和尺寸。
淬火后再高温回火 (500～650℃),材料的力学性能优良，在保持高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。生产上常把淬火与高温回火相结合的热处理工艺称为“调质”。 调质处理广泛用于重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、连杆螺栓、齿轮、轴类等零件。
（五）钢的表面热处理 一、钢的表面淬火 表面淬火——仅对工件表层进行淬火的工艺。 目的：只对工件一定深度的表层进行淬火强化，而心部基本上保持原来的 (退火、正火或调质状态) 组织和性能。
特点： 1、表面淬火可使工件获得表层硬而耐磨、心部仍保持良好韧性的性能。 2、由于表面淬火是局部加热，故能显著地减小淬火变形，降低能耗。 3、表面淬火不改变表层化学成分，但改变了表层的组织结构。
根据加热方式的不同，分为感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火等。 1、感应加热表面淬火 把工件放人空心铜管绕成的感应器 (线圈)内，感应器中通入一定频率的交流电，工件内产生感应电流。利用感应电流产生的热效应来加热工件表面，喷水冷却的方法，从而获得所需组织。
2、火焰加热表面淬火 火焰加热表面淬火是应用氧—乙炔 (或其它可燃气体) 火焰，对零件表面进行加热，随之快速冷却的工艺方法。
二、钢的化学热处理 钢的化学热处理——将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
与表面淬火相比其特点：不仅改变了钢件表层的组织，而且表层的化学成分也发生了变化。 化学热处理按渗入元素的不同可分为渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
小结： 普通热处理；表面淬火；化学热处理。