淬火钢回火的目的是什么(二次回火的目的是什么)

一个

什么是淬火？

钢的淬火是一种热处理工艺，其中将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上的温度，保持一段时间，以使其完全或部分奥氏体化，然后以大于马氏体(或贝氏体)转变的临界冷却速率的冷却速率快速冷却到Ms以下(或接近Ms的等温)。通常铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有急冷工艺的热处理工艺也称为淬火。

淬火的目的:

1)提高金属产品或零件的机械性能。比如提高工具和轴承的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能。

2)改善某些特种钢的材料性能或化学性能。比如提高不锈钢的耐腐蚀性，增加磁钢的永磁性。

淬火冷却时，除了合理选择淬火介质外，还要有正确的淬火方法。常用的淬火方法主要有单液淬火、双液淬火、分步淬火、等温淬火和局部淬火。

淬火后的钢制工件具有以下特性:

①获得马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即不稳定)组织。

②存在较大的内应力。

③力学性能达不到要求。因此，钢制工件一般在淬火后进行回火。

2

什么是磨炼？

回火是将淬火后的金属制品或零件加热到一定温度，保持一定时间，然后以一定方式冷却的热处理过程。回火是淬火后立即进行的操作，通常是工件热处理的最后一道工序，因此淬火和回火的组合工艺称为最终处理。淬火和回火的主要目的是:

1)降低内应力和脆性。淬火零件具有很大的应力和脆性。如果不及时回火，往往会变形甚至开裂。

2)调整工件的机械性能。淬火后，工件硬度高，脆性大。为了满足各种工件的不同性能要求，可以通过回火来调节硬度、强度、塑性和韧性。

3)稳定工件尺寸。通过回火可以稳定金相组织，保证在以后的使用中不会变形。

4)改善某些合金钢的切削性能。

回火的作用是:

(1)提高结构的稳定性，使工件的结构在使用过程中不再发生变化，从而保持工件的几何尺寸和性能稳定。

②消除内应力，从而提高工件的工作性能，稳定工件的几何尺寸。

③调整钢材的机械性能，满足使用要求。

回火之所以有这些作用，是因为当温度升高时，原子活动能力增强，钢中的铁、碳等合金元素的原子可以迅速扩散，实现原子的重排和组合，从而使不稳定的不平衡结构逐渐转变为稳定的平衡结构。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。一般钢回火时，硬度和强度降低，塑性增加。回火温度越高，这些力学性能的变化越大。一些合金元素含量高的合金钢在一定温度范围内回火时会析出一些细小的金属化合物，使强度和硬度增加。这种现象称为二次硬化。

回火要求:不同用途的工件应在不同温度下回火，以满足使用要求。

①刀具、轴承、渗碳淬火零件和表面淬火零件一般在250℃以下低温回火。低温回火后，硬度变化不大，内应力降低，韧性略有增加。

②弹簧在350 ~ 500℃的适中温度下回火，可获得高弹性和必要的韧性。

③由中碳结构钢制成的零件通常在500 ~ 600℃的高温下回火，以获得合适的强度和韧性的良好匹配。

钢在300℃左右回火时，其脆性往往增加，称为第一类回火脆性。一般不应该在这个温度范围内进行回火。有些中碳合金结构钢，高温回火后慢慢冷却到室温，容易变脆。这种现象称为第二种回火脆性。在钢中加入钼或在回火时在油或水中冷却可以防止第二种回火脆性。这种脆性可以通过将第二种回火脆性钢重新加热到原始回火温度来消除。

在生产中，往往是基于工件性能的要求。根据加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。淬火和后续高温回火相结合的热处理工艺称为回火，即同时具有高强度和良好的塑性韧性。

1.低温回火:150-250℃，m次，降低内应力和脆性，提高塑性韧性，具有较高的硬度和耐磨性。用于制造量具、刀具和滚动轴承。

2.中温回火:350-500℃，t回火，具有较高的弹性，一定的塑性和硬度。用于制造弹簧、锻模等。

3.高温回火:500-650℃s，具有良好的综合力学性能。用于制造齿轮、曲轴等。

三

什么是正常化？

正火是一种提高钢韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上3050℃后，保持该温度一段时间，然后将其从炉中取出空冷却。主要特点是冷却速度比退火快，比淬火低。正火时，钢的晶粒可以在稍快的冷却中得到细化，不仅可以获得满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值)，降低构件的开裂倾向。一些低合金热轧钢板、低合金钢锻件和铸件正火后，可以大幅度提高材料的综合力学性能，切削加工性也有所改善。

规范化有以下目的和用途:

①对于亚共析钢，正火用于消除铸、锻、焊件中过热的粗晶组织、魏氏组织和带状组织；提炼谷物；可作为淬火前的预热处理。

②对于过共析钢，正火可以消除网状二次渗碳体，细化珠光体，不仅提高力学性能，而且有利于以后的球化退火。

③对于低碳深冲钢板，正火可以消除晶界处的游离渗碳体，改善其深冲性能。

④对于低碳钢和低碳低合金钢，正火可获得更细小的珠光体组织，硬度可提高到HB140-190，避免切削时的“粘刀”现象，改善切削性能。对于中碳钢，当正火和退火都可以使用时，正火更经济方便。

⑤对于普通中碳结构钢，在力学性能不高的情况下，可以用正火代替淬火和高温回火，这样不仅操作简单，而且可以稳定钢的组织和尺寸。

⑥高温正火(Ac3以上150 ~ 200℃)由于其在高温下的高扩散率，可以减少铸锻件的成分偏析。高温正火后的粗晶可通过低温二次正火得到细化。

⑦对于汽轮机和锅炉使用的一些中低碳合金钢，常采用正火获得贝氏体组织，然后高温回火，在400 ~ 550℃使用时具有良好的抗蠕变性。

⑧除了钢零件和钢制品，正火也广泛用于球墨铸铁的热处理，以获得珠光体基体，提高球墨铸铁的强度。

因为正火的特点是空气体冷却，所以环境空气温度、堆垛方式、空气流量、工件尺寸都对正火后的组织和性能有影响。正火组织也可以作为合金钢的一种分类方法。一般合金钢根据将直径为25mm的试样加热到900℃、100/k0/时得到的显微组织分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。

四

什么是退火？

退火是将金属缓慢加热到一定温度并保持足够时间，然后以适当的速度冷却的一种金属热处理工艺。退火热处理分为完全退火、不完全退火和去应力退火。退火材料的机械性能可以通过拉伸试验或硬度试验来检测。许多钢材是在退火热处理状态下供应的。钢材的硬度可以通过洛氏硬度计测试HRB硬度来测定。对于薄钢板、钢带和薄壁钢管，表面洛氏硬度计可用于测试HRT硬度。

退火的目的是:

①改善或消除钢在铸造、锻造、轧制和焊接过程中产生的各种结构缺陷和残余应力，防止工件变形和开裂。

②软化工件进行切割。

③细化晶粒，改善组织，提高工件的力学性能。

④为最终热处理(淬火和回火)做准备。

常用的退火工艺有:

①完全退火。用于细化中低碳钢铸造、锻造、焊接后机械性能较差的粗大过热组织。将工件加热到铁素体完全转变为奥氏体的温度以上30 ~ 50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次转变，使钢的组织得到细化。

②球化退火。用于降低工具钢和轴承钢锻造后的高硬度。将工件加热至钢开始形成奥氏体的温度以上20 ~ 40℃，保温后缓慢冷却。在冷却过程中，珠光体中的片状渗碳体变成球状，从而降低硬度。

③等温退火。用于降低一些高镍铬含量的合金结构钢的高硬度，用于切削。一般以较快的速度将奥氏体冷却到最不稳定的温度，保温适当的时间，使奥氏体转变为屈氏体或索氏体，硬度可以降低。

(4)再结晶退火。用于消除金属线材和板材在冷拔和冷轧过程中的硬化现象(硬度增加，塑性下降)。加热温度一般比钢开始形成奥氏体的温度低50 ~ 150℃。只有这样才能消除加工硬化效应，使金属软化。

⑤石墨化退火。它用于将含有大量渗碳体的铸铁转变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解成絮状石墨。

⑥扩散退火。它用于均匀合金铸件的化学成分，改善其性能。方法是将铸件加热到不熔化的最高温度，并长时间保持该温度，待合金中各种元素扩散趋于均匀后，再慢慢冷却。

⑦去应力退火。用于消除铸钢件和焊件的内应力。对于钢产品，在加热后奥氏体开始形成的100 ~ 200℃以下，用空气体冷却，可以消除内应力。