金属热处理基本工艺.doc

金属热解决原理一、热解决作用 机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用大量零部件需要通过热解决工艺改进其性能。拒初步记录，在机床制造中，约60%70%零件要通过热解决，在汽车、拖拉机制造中，需要热解决零件多达70%80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热解决。总之，凡重要零件都必要进行恰当热解决才干使用。 材料热解决普通指是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变工艺过程。通过这个相变与再相变，材料内部组织发生了变化，因而性能变化。例如碳素工具钢T8在市面上购回经球化退火材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到6063HRC，这是由于内部组织由淬火之前粒状珠光体转变为淬火加低温回火后回火马氏体。同一种材料热解决工艺不同样其性能差别很大。表6-1列出45钢制直径为F15mm均匀园棒材料经退火、正火、淬火加低温回火以及淬火加高温回火不同热解决后机械性能，导致性能差别如此大因素是不同热解决后内部组织截然不同。同类型热解决（例如淬火）加热温度与冷却条件要由材料成分拟定。这些表白，热解决工艺（或制度）选取要依照材料成分，材料内部组织变化依赖于材料热解决及其他热加工工艺，材料性能变化又取决于材料内部组织变化，材料成分加工工艺组织构造材料性能这四者互相依成关系贯穿在材料加工全过程之中。二、热解决基本要素 热解决工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了材料热解决后组织和性能。加热是热解决第一道工序。不同材料，其加热工艺和加热温度都不同。加热分为两种，一种是在临界点A1如下加热，此时不发生组织变化。另一种是在A1以上加热，目是为了获得均匀奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。 保温目是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质选取与工件尺寸和材质有直接关系。普通工件越大，导热性越差，保温时间就越长。 冷却是热解决最后工序，也是热解决最重要工序。钢在不同冷却速度下可以转变为不同组织。三、热解决基本类型 依照加热、冷却方式不同及组织、性能变化特点不同，热解决可以分为下列几类：1普通热解决 涉及退火、正火、淬火和回火等。2表面热解决 涉及感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、渗碳、氮化和碳氮共渗等。3其他热解决 涉及可控氛围热解决、真空热解决和形变热解决等。 按照热解决在零件生产过程中位置和作用不同，热解决工艺还可分为预备热解决和最后热解决。预备热解决是零件加工过程中一道中间工序（也称为中间热解决），其目是改进锻、铸毛坯件组织、消除应力，为后续机加工或进一步热解决作准备。最后热解决是零件加工最后工序，其目是使通过成型工艺达到规定形状和尺寸后零件性能达到所需要使用性能金属热解决工艺金属热解决是将金属工件放在一定介质中加热、保温、冷却，通过变化金属材料表面或内部组织构造来控制其性能工艺办法。 1金属组织 金属：具备不透明、金属光泽良好导热和导电性并且其导电能力随温度增高而减小，富有延性和展性等特性物质。金属内部原子具备规律性排列固体（即晶体）。 合金：一种金属元素与此外一种或几种元素，通过熔化或其她办法结合而成具备金属特性物质。 相：合金中同一化学成分、同一汇集状态，并以界面互相分开各个均匀构成某些。 固溶体：是一种（或几种）组元原子（化合物）溶入另一种组元晶格中，而仍保持另一组元晶格类型固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 金属化合物：合金组元间以一定比例发生互相作用儿生成一种新相，普通能以化学式表达其构成。 机械混合物：由两种相或两种以上相机械混合在一起而得到多相集合体。 铁素体：碳在a-Fe（体心立方构造铁）中间隙固溶体。 奥氏体：碳在g-Fe（面心立方构造铁）中间隙固溶体。 渗碳体：碳和铁形成稳定化合物（Fe3c）。 珠光体：铁素体和渗碳体构成机械混合物（F+Fe3c 含碳0.77%） 高温莱氏体：渗碳体和奥氏体构成机械混合物（含碳4.3%） 金属热解决是机械制造中重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热解决普通不变化工件形状和整体化学成分，而是通过变化工件内部显微组织，或变化工件表面化学成分，赋予或改进工件使用性能。其特点是改进工件内在质量，而这普通不是肉眼所能看到。 为使金属工件具备所需要力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热解决工艺往往是必不可少。钢铁是机械工业中应用最广材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热解决予以控制，因此钢铁热解决是金属热解决重要内容。此外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热解决变化其力学、物理和化学性能，以获得不同使用性能。 热解决工艺普通涉及加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热解决重要工序之一。金属热解决加热办法诸多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电应用使加热易于控制，且无环境污染。运用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，经常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量减少)，这对于热解决后零件表面性能有很不利影响。因而金属普通应在可控氛围或保护氛围中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装办法进行保护加热。 加热温度是热解决工艺重要工艺参数之一，选取和控制加热温度 ，是保证热解决质量重要问题。加热温度随被解决金属材料和热解决目不同而异，但普通都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。此外转变需要一定期间，因而当金属工件表面达到规定加热温度时，还须在此温度保持一定期间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热解决时，加热速度极快，普通就没有保温时间，而化学热解决保温时间往往较长。 冷却也是热解决工艺过程中不可缺少环节，冷却办法因工艺不同而不同，重要是控制冷却速度。普通退火冷却速度最慢，正火冷却速度较快，淬火冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同规定，例如空硬钢就可以用正火同样冷却速度进行淬硬。 金属热解决工艺大体可分为整体热解决、表面热解决和化学热解决三大类。依照加热介质、加热温度和冷却办法不同，每一大类又可区别为若干不同热解决工艺。同一种金属采用不同热解决工艺，可获得不同组织，从而具备不同性能。钢铁是工业上应用最广金属，并且钢铁显微组织也最为复杂，因而钢铁热解决工艺种类繁多。 整体热解决是对工件整体加热，然后以恰当速度冷却，以变化其整体力学性能金属热解决工艺。钢铁整体热解决大体有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火是将工件加热到恰当温度，依照材料和工件尺寸采用不同保温时间，然后进行缓慢冷却，目是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适当温度后在空气中冷却，正火效果同退火相似，只是得到组织更细，惯用于改进低碳材料切削性能，也有时用于对某些规定不高零件作为最后热解决。 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中迅速冷却。淬火后钢件变硬，但同步变脆。为了减少钢件脆性，将淬火后钢件在高于室温而低于650某一恰当温度进行长时间保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热解决中“四把火”，其中淬火与回火关系密切，经常配合使用，缺一不可。 “四把火”随着加热温度和冷却方式不同，又演变出不同热解决工艺 。为了获得一定强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高恰当温度下保持较长时间，以提高合金硬度、强度或电性磁性等。这样热解决工艺称为时效解决。 把压力加工形变与热解决有效而紧密地结合起来进行，使工件获得较好强度、韧性配合办法称为形变热解决；在负压氛围或真空中进行热解决称为真空热解决，它不但能使工件不氧化，不脱碳，保持解决后工件表面光洁，提高工件性能，还可以通入渗剂进行化学热解决。 表面热解决是只加热工件表层，以变化其表层力学性能金属热解决工艺。为了只加热工件表层而不使过多热量传入工件内部，使用热源须具备高能量密度，即在单位面积工件上予以较大热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热解决重要办法有火焰淬火和感应加热热解决，惯用热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 化学热解决是通过变化工件表层化学成分、组织和性能金属热解决工艺。化学热解决与表面热解决不同之处是后者变化了工件表层化学成分。化学热解决是将工件放在含碳、氮或其他合金元素介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热解决工艺如淬火及回火。化学热解决重要办法有渗碳、渗氮、渗金属。 热解决是机械零件和工模具制造过程中重要工序之一。它可以控制工件各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀、磁性能等。还可以改进毛坯组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。 例如白口铸铁通过长时间退火解决可以获得可锻铸铁，提高塑性 ；齿轮采用对的热解决工艺，使用寿命可以比不经热解决齿轮成倍或几十倍地提高；此外，价廉碳钢通过渗入某些合金元素就具备某些价昂合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎所有需要通过热解决方可使用。热解决工艺学-钢分类 钢是以铁、碳为重要成分合金，它含碳量普通不大于2.11% 。钢是经济建设中极为重要金属材料。钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得合金，除铁、碳为其重要成分外，还具有少量锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具备一定机械性能，又有良好工艺性能，且价格低廉。因而，碳钢获得了广泛应用。但随着当代工业与科学技术迅速发展，碳钢性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基本上，有目地加入某些元素（称为合金元素）而得到多元合金。与碳钢比，合金钢性能有明显提高，故应用日益广泛。由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必要对钢材加以分类。按钢材用途、化学成分、质量不同，可将钢分为许多类：（一） 按用途分类按钢材用途可分为构造钢、工具钢、特殊性能钢三大类。 1.构造钢：（1）.用作各种机器零件钢。它涉及渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。（2）用作工程构造钢。它涉及碳素钢中甲、乙、特类钢及普通低合金钢。 2.工具钢：用来制造各种工具钢。依照工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。 3.特殊性能钢：是具备特殊物理化学性能钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。（二） 按化学成分分类按钢材化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量0.25%）；中碳钢（0.25%含碳量0.6%）；高碳钢（含碳量0.6%）。合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%-10%）；高合金钢（合金元素总含量10%）。此外，依照钢中所含重要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。（三） 按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫含量可分为普通钢（含磷量0.045%、含硫量0.055%；或磷、硫含量均0.050%）；优质钢（磷、硫含量含硫量0.030%）。此外，尚有按冶炼炉种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。按冶炼时脱氧限度，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇定钢（脱氧比较完全）及半镇定钢。钢厂在给钢产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类办法结合起来。如将钢称为普通碳素构造钢、优质碳素构造钢、碳素工具钢、高档优质碳素工具钢、合金构造钢、合金工具钢等。均0.040%）；高档优质钢（含磷量0.035%、热解决工艺学-金属材料机械性能 金属材料性能普通分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定冷、热加工条件下体现出来性能。金属材料工艺性能好坏，决定了它在制造过程中加工成形适应能力。由于加工条件不同，规定工艺性能也就不同，如锻造性能、可焊性、可锻性、热解决性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料体现出来性能，它涉及机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能好坏，决定了它使用范畴与使用寿命。在机械制造业中，普通机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏性能，称为机械性能（或称为力学性能）。金属材料机械性能是零件设计和选材时重要根据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料规定机械性能也将不同。惯用机械性能涉及：强度、塑性、硬度、韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。 1 强度强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）性能。由于载荷作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，因此强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定联系，使用中普通较多以抗拉强度作为最基本强度指标。2 塑性塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏能力。3 硬度硬度是衡量金属材料软硬限度指标。当前生产中测定硬度办法最惯用是压入硬度法，它是用一定几何形状压头在一定载荷下压入被测试金属材料表面，依照被压入限度来测定其硬度值。惯用办法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等办法。4 疲劳前面所讨论强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下机械性能指标。事实上，许多机器零件都是在循环载荷下工作，在这种条件下零件会产生疲劳。 5 冲击韧性以很大速度作用于机件上载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏能力叫做冲击韧性。热解决工艺学-退火-淬火-回火 (一)退火种类 1 完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，普通简称为退火，这种退火重要用于亚共析成分各种碳钢和合金钢铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接构造。普通常作为某些不重要工件最后热解决，或作为某些工件预先热解决。 2 球化退火球化退火重要用于过共析碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用钢种）。其重要目在于减少硬度，改进切削加工性，并为后来淬火作好准备。 3 去应力退火去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火重要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等残存应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定期间后来，或在随后切削加工过程中产生变形或裂纹。 (二)淬火为了提高硬度采用办法，重要形式是通过加热、保温、速冷。最惯用冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火工件，容易得到高硬度和光洁表面，不容易产生淬不硬软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只合用于过冷奥氏体稳定性比较大某些合金钢或小尺寸碳钢工件淬火。(三)回火 1 减少脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。2 获得工件所规定机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件不同性能规定，可以通过恰当回火配合来调节硬度，减小脆性，得到所需要韧性，塑性。 3 稳定工件尺寸 4 对于退火难以软化某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物恰当汇集，将硬度减少，以利切削加工。热解决工艺学-惯用炉型选取 炉型应根据不同工艺规定及工件类型来决定 1对于不能成批定型生产，工件大小不相等，种类较多，规定工艺上具备通用性、多用性，可选用箱式炉。 2加热长轴类及长丝杆，管子等工件时，可选用深井式电炉。 3小批量渗碳零件，可选用井式气体渗碳炉。4对于大批量汽车、拖拉机齿轮等零件生产可选持续式渗碳生产线或箱式多用炉。 5对冲压件板材坯料加热大批量生产时，最佳选用滚动炉，辊底炉。6对成批定型零件，生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉（推杆炉或铸带炉） 7小型机械零件如：螺钉，螺母等可选用振底式炉或网带式炉。 8钢球及滚柱热解决可选用内螺旋回转管炉。9有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉，而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。热解决工艺学-加热缺陷及控制 (一)、过热现象咱们懂得热解决过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒粗大，使零件机械性能下降。1.普通过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大奥氏体晶粒会导致钢强韧性减少，脆性转变温度升高，增长淬火时变形开裂倾向。而导致过热因素是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常状况下重新奥氏化使晶粒细化。2.断口遗传：有过热组织钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍浮现粗大颗粒状断口。产生断口遗传理论争议较多，普通以为曾因加热温度过高而使MnS之类杂物溶入奥氏体并富集于晶界，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。3.粗大组织遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规淬火温度，甚至再低某些，其奥氏体晶粒依然是粗大，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织遗传性，可采用中间退火或多次高温回火解决。(二)、过烧现象加热温度过高，不但引起奥氏体晶粒粗大，并且晶界局部浮现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因而在工作中要避免过烧发生。 (三)、脱碳和氧化钢在加热时，表层碳与介质（或氛围）中氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反映，减少了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性减少，并且表面形成残存拉应力易形成表面网状裂纹。加热时，钢表层铁及合金与元素或介质（或氛围）中氧、二氧化碳、水蒸气等发生反映生成氧化物膜现象称为氧化。高温（普通570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具备氧化膜淬透性差钢件易浮现淬火软点。为了防止氧化和减少脱碳办法有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护氛围加热（如净化后惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）(四)、氢脆现象高强度钢在富氢氛围中加热时浮现塑性和韧性减少现象称为氢脆。浮现氢脆工件通过除氢解决（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢氛围或惰性氛围加热可避免氢脆。热解决工艺学-几种常用热解决概念 1 正火：将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上恰当温度保持一定期间后在空气中冷却，得到珠光体类组织热解决工艺。正火是将工件加热到适当温度后在空气中冷却，正火效果同退火相似，只是得到组织更细，惯用于改进材料切削性能，也有时用于对某些规定不高零件作为最后热解决。 2 退火annealing：将亚共析钢工件加热至Ac3以上3050度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度如下在空气中冷却热解决工艺 ，退火是将工件加热到恰当温度，依照材料和工件尺寸采用不同保温时间，然后进行缓慢冷却，目是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准3 固溶热解决：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶速冷却，以得到过饱和固溶体热解决工艺 ,4 时效：合金经固溶热解决或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化现象。5 固溶解决：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型 6 时效解决：在强化相析出温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度 7 淬火：将钢奥氏体化后以恰当冷却速度冷却，使工件在横截面内所有或一定范畴内发解到固溶体中，然后快生马氏体等不稳定组织构造转变热解决工艺。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中迅速冷却。淬火后钢件变硬，但同步变脆。8 回火：将通过淬火工件加热到临界点Ac1如下恰当温度保持一定期间，随后用符合规定办法冷却，以获得所需要组织和性能热解决工艺 ，为了减少钢件脆性，将淬火后钢件在高于室温而低于710某一恰当温度进行长时间保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热解决中“四把火”，其中淬火与回火关系密切，经常配合使用，缺一不可。9 钢氮化及碳氮共渗 化学热解决是通过变化工件表层化学成分、组织和性能金属热解决工艺。化学热解决与表面热解决不同之处是后者变化了工件表层化学成分。化学热解决是将工件放在含碳、氮或其他合金元素介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热解决工艺如淬火及回火。化学热解决重要办法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等(1).钢氮化（气体氮化）概念：氮化是向钢表面层渗入氮原子过程，其目是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。它是运用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸取后在其表面形成氮化层，同步向心部扩散。氮化普通运用专门设备或井式渗碳炉来进行。合用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。氮化工件工艺路线：锻造退火粗加工调质精加工除应力粗磨氮化精磨或研磨。由于氮化层薄，并且较脆，因而规定有较高强度心部组织，因此要先进行调质热解决，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。钢在氮化后，不再需要进行淬火便具备很高表面硬度及耐磨性。氮化解决温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多 (2).钢碳氮共渗：碳氮共渗是向钢表层同步渗入碳和氮过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。当前以中温气体碳氮共渗和低温气体氮碳共渗（即气体软氮化）应用较是广。中温气体碳氮共渗重要目是提高钢硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其重要目是提高钢耐磨性和抗咬合性。10.调质解决quenching and tempering：普通习惯将淬火加高温回火相结合热解决称为调质解决。调质解决广泛应用于各种重要构造零件，特别是那些在交变负荷下工作连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质解决后得到回火索氏体组织，它机械性能均比相似硬度正火索氏体组织为优。它硬度取决于高温回火温度并与钢回火稳定性和工件截面尺寸关于，普通在HB200350之间。 11 钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起热解决工艺热解决工艺学-回火种类及应用 依照工件性能规定不同，按其回火温度不同，可将回火分为如下几种：（一）低温回火（150250）低温回火所得组织为回火马氏体。其目是在保持淬火钢高硬度和高耐磨性前提下，减少其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它重要用于各种高碳切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度普通为HRC5864。（二）中温回火（350500）中温回火所得组织为回火屈氏体。其目是获得高屈服强度，弹性极限和较高韧性。因而，（它重要用于各种弹簧和热作模具解决，回火后硬度普通为HRC3550。（三）高温回火（500650）高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合热解决称为调质解决，其目是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好综合机械性能。因而，广泛用于汽车，拖拉机，机床等重要构造零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度普通为HB200330。热解决工艺学-氛围与金属化学反映 （一）氛围与钢铁化学反映 1. 氧化 2FeO22FeO FeH2OFeOH2 FeCCO2Fe2CO 2. 还原 FeOH2FeH2O FeOCOFeO2 3. 渗碳 2COCCO2 CH4C2H2 FeCFeC 4.渗氮 2NH32N3H2 FeNFeN（二）各种氛围对金属作用氮气：在1000时会与Cr,CO,Al.Ti反映氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中水含量达到百分之0.20.3时，会使钢脱碳水：800时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不反映一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳（三） 各类氛围对电阻组件影响镍铬丝，铁铬铝：含硫氛围对电阻丝有害热解决工艺学-铍青铜热解决 铍青铜是一种用途极广沉淀硬化型合金。经固溶及时效解决后，强度可达1250-1500MPa(1250-1500公斤)。其热解决特点是：固溶解决后具备良好塑性，可进行冷加工变形。但再进行时效解决后，却具备极好弹性极限，同步硬度、强度也得到提高。1、铍青铜固溶解决普通固溶解决加热温度在780-820之间，对用作弹性组件材料，采用760-780，重要是防止晶粒粗大影响强度。固溶解决炉温均匀度应严格控制在5。保温时间普通可按1小时/25mm计算，铍青铜在空气或氧化性氛围中进行固溶加热解决时，表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后力学性能影响不大，但会影响其冷加工时工模具使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性氛围（如氢气、一氧化碳等）中加热，从而获得光亮热解决效果。此外，还要注意尽量缩短转移时间（此淬水时），否则会影响时效后机械性能。薄形材料不得超过3秒,普通零件不超过5秒。淬火介质普通采用水（无加热规定），固然形状复杂零件为了避免变形也可采用油。2、铍青铜时效解决铍青铜时效温度与Be含量关于，含Be不大于2.1%合金均宜进行时效解决。对于Be不不大于1.7%合金，最佳时效温度为300-330，保温时间1-3小时（依照零件形状及厚度）。Be低于0.5%高导电性电极合金，由于溶点升高，最佳时效温度为450-480，保温时间1-3小时。近年来还发展出了双级和多级时效，即先在高温短时时效，而后在低温下长时间保温时效，这样做长处是性能提高但变形量减小。为了提高铍青铜时效后尺寸精度，可采用夹具夹持进行时效，有时还可采用两段分开时效解决。3、铍青铜去应力解决铍青铜去应力退火温度为150-200，保温时间1-1.5小时，可用于消除因金属切削加工、校直解决、冷成形等产生残存应力，稳定零件在长期使用时形状及尺寸精度。十二 热解决应力及其影响热解决残存力是指工件经热解决后最后残存下来应力,对工件形状,尺寸和性能均有极为重要影响。当它超过材料屈服强度时,便引起工件变形,超过材料强度极限时就会使工件开裂,这是它有害一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热解决过程中应力分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远实际意义。例如关于表层残存压应力合理分布对零件使用寿命影响问题已经引起了人们广泛注重。（一）、钢热解决应力工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部冷却速度和时间不一致,形成温差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也不不大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力作用下最后使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热解决工艺等因素影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生不均匀塑性变形愈大,最后形成残存应力就愈大。另一方面钢在热解决过程中由于组织变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容增大会随着工件体积膨胀,工件各部位先后相变，导致体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化最后成果是表层受拉应力,心部受压应力,正好与热应力相反。组织应力大小与工件在马氏体相变区冷却速度,形状，材料化学成分等因素关于。实践证明,任何工件在热解决过程中,只要有相变,热应力和组织应力都会发生。只但是热应力在组织转变此前就已经产生了，而组织应力则是在组织转变过程中产生,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合伙用成果,就是工件中实际存在应力。这两种应力综合伙用成果是十分复杂,受着许多因素影响,如成分、形状、热解决工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时两者抵消,作用方向相似时两者互相迭加。不论是互相抵消还是互相迭加,两个应力应有一种占主导因素,热应力占主导地位时作用成果是工件心部受拉,表面受压。组织应力占主导地位时作用成果是工件心部受压表面受拉。（二）、热解决应力对淬火裂纹影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中因素(涉及冶金缺陷在内),对淬火裂纹产生均有增进作用,但只有在拉应力场内(特别是在最大拉应力下)才会体现出来,若在压应力场内并无促裂作用。淬火冷却速度是一种能影响淬火质量并决定残存应力重要因素,也是一种能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响因素。为了达到淬火目，普通必要加速零件在高温段内冷却速度,并使之超过钢临界淬火冷却速度才干得到马氏体组织。就残存应力而论,这样做由于能增长抵消组织应力作用热应力值,故能减少工件表面上拉应力而达到抑制纵裂目。其效果将随高温冷却速度加快而增大。并且,在能淬透状况下,截面尺寸越大工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂危险性却反而愈大。这一切都是由于此类钢热应力随尺寸增大实际冷却速度减慢,热应力减小,组织应力随尺寸增大而增长,最后形成以组织应力为主拉应力作用在工件表面作用特点导致。并与冷却愈慢应力愈小老式观念大相径庭。对此类钢件而言,在正常条件下淬火高淬透性钢件中只能形成纵裂。避免淬裂可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变不等时性。仅仅实行马氏体转变区内缓冷却局限性以防止纵裂形成。普通状况下只能产生在非淬透性件中裂纹,虽以整体迅速冷却为必要形成条件，可是它真正形成因素,却不在迅速冷却(涉及马氏体转变区内)自身,而是淬火件局部位置(由几何构造决定),在高温临界温度区内冷却速度明显减缓,因而没有淬硬所致。产生在大型非淬透性件中横断和纵劈,是由以热应力为重要成分残存拉应力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬截面中心处,一方面形成裂纹并由内往外扩展而导致。为了避免此类裂纹产生，往往使用水-油双液淬火工艺。在此工艺中实行高温段内迅速冷却,目仅仅在于保证外层金属得到马氏体组织,而从内应力角度来看,这时快冷有害无益。另一方面,冷却后期缓冷目,重要不是为了减少马氏体相变膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属收缩速度,从而达到减小应力值和最后抑制淬裂目。