第一篇：熱處理設備課程設計總結

熱處理設備課程設計總結

熱處理設備課程為金屬材料專業的一門理論加實踐的基礎課程，它是繼金屬學基礎、熱處理原理課程學習完以后又一門專業課。通過熱處理設備的設計，可以讓學生了解到熱處理爐設計的基本方法，可以根據熱處理工件的尺寸或生產效率來設計熱處理爐的大小、型號、形狀等。通過該課程的實踐訓練，可以培養學生查閱文獻的能力，在獲得相關問題的情況下，通過自己的努力，獲的解決問題的方法。通過該課程的實踐與鍛煉，讓學生真正的了解到熱處理爐的真正內部結構，也讓學生能夠根據具體要求，自己能夠設計出所需要的爐型、結構、功率等。使學生的動手能力大大加強。另外，通過該課程的設計實踐，讓學生讓理論與實踐相結合，在實踐中理解與消化在課堂上所學到的理論知識。同時經過反復的理論與實踐的相互交流與印證，可以融會貫通，對學生今后走進工作崗位會具有極大的實踐經驗與理論支持。因此本課程是金屬材料專業必不可少的專業基礎課程，應當積極加強該課程的實踐與經費的支持，以提高我校學生的動手能力與實踐能力，才能讓我校的學生具有更大社會競爭力，更具有極大的求職機會。

第二篇：熱處理工藝課程設計

沈陽理工大學熱處理工藝課程設計

T10A 檢驗量棒的 熱處理工藝設計
1 熱處理工藝課程設計的目的
熱處理工藝課程設計是高等工業學校金屬材料工程專業一次專業課設計練習，是 熱處理原理與工藝課程的最后一個教學環節。其目的是：（1）培養學生綜合運用所學的熱處理課程的知識去解決工程問題的能力，并使其所 學知識得到鞏固和發展。（2）學習熱處理工藝設計的一般方法、熱處理設備選用和裝夾具設計等。（3）進行熱處理設計的基本技能訓練，如計算、工藝圖繪制和學習使用設計資料、手冊、標準和規范。

2 熱處理課程設計的任務
①普通熱處理工藝設計 ②制定熱處理工藝參數 ③選擇熱處理設備 ④分析熱處理工序中材料的組織和性能 ⑤設計熱處理工藝所需的掛具、裝具或夾具 ⑥特殊熱處理工藝設計 ⑦填寫工藝卡片

3 T10A 檢驗量棒的技術要求及選材
3.1 T10A 的零件圖
T10A 檢驗量棒的零件如圖 3.1 所示。

圖 3.1

檢驗量棒圖

3.2 技術要求
1

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T10A 檢驗量棒的技術要求 如下： 硬度：HRC60～63

[1]

3.3 材料的選擇
3.3.1 零件用途 量棒是用來度量工件工件內經專門尺寸的工具。3.3.2 工作條件（1）量棒在使用過程中經常受到工件的摩擦與碰撞，長時期使用量棒會因磨損 而失去其精度。（2）量棒在長時期存放和使用過程中，會因環境和工作而導致量棒的變形，進 而尺寸不再穩定，不能再用來度量工件。（3）量棒在使用過程中，還會受到沖擊作用，會導致量棒因偶然碰撞而斷裂。綜上所述，量棒在使用過程中，經常受到工件的摩擦和碰撞，而作為量棒本身又 必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性。長期使用會導致量棒失去其精度，且在存放 時會因保存不當而導致其變形，所以要求量棒不僅要有高的硬度和耐磨性，還要有一 定的韌性。

3.3.3

性能要求

檢驗量棒的形狀簡單，尺寸不太大，但量棒在使用中要求很高，為了滿足這些要 求，可選用含碳量高的鋼，同時要求有一定的韌性。含碳量高的鋼經淬火熱處理后可 得到馬氏體和未溶碳化物，可使量棒有高的硬度和耐磨性，保證量棒在長期使用中不 致被很快磨損，而失去其精度。此外還有高的尺寸穩定性，保證量棒在使用和存放過 程中保持其形狀和尺寸的穩定性。高碳鋼經淬火并及時回火后，可以在很少降低硬度 的同時使鋼的韌性明顯提高，這樣可使量棒有足夠的韌性，以保證量棒在使用時不致 因偶然因素而損壞。

3.3.4

材料選擇

根據檢驗量棒的工作條件，尺寸及性能要求選擇碳素工具鋼，其未加入合金元素，價格便宜，退火后硬度低，可

加工性好，磨削及拋光性好。T8,T8A,T9,T9A,T10A,T11A 等都屬于碳素工具鋼，但T8,T8A,T9,T9A接近共析成分，含碳量較少，淬火后的組織
2

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中未溶碳化物極少，耐磨性差。而T11,T11A遠離共析成分，在淬火后組織中的未溶碳 化物較多，降低了鋼的韌性。T10A在淬火加熱時不易過熱，又存適量的未溶碳化物，耐磨性高，且彌補了T11A韌性不足的缺點。

3.3.5

T10A鋼化學成分及合金元素作用

T10A 鋼的化學成分示于表 3.1
表 3.1 T10A 鋼的化學成分 ω/% C 0.15～0.30 Mn 0.15～0.30 Si 0.15～0.30 P ≤0.030 S ≤0.030
[1]

化學元素作用： ①C ：保證形成碳化物所需要的碳和保證淬火馬氏體能夠獲得的硬度 ②Si： 能提高鋼的淬透性和抗回火性，對鋼的綜合機械性能，還能增高淬火溫度，阻礙碳元素溶于鋼中。③Mn：能增加鋼的強度和硬度，有脫氧及脫硫的功效（形成 MnS），防止熱脆，故 Mn 能改善鋼的鍛造性和韌性，可增進剛的硬化深度，降低鋼的下臨界點，增加奧氏 體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善機械性能。

3.3.6

T10A 鋼熱處理臨界轉變溫度

T10A 鋼熱處理的臨界轉變溫度見表 3.2[1]
表 3.2 T10A 鋼臨界轉變溫度/℃ 鋼號 T10A Ac1 730 Ac3 800 Ar1 700

3.4

T10A 鋼量棒加工制造工藝流程 T10A 鋼量棒加工制造工藝流程如下：

下料→鍛造→調質處理→機加工→不完全淬火→清洗→冷處理→低溫回火→時效→ 檢驗→包裝

4

T10A 鋼的熱處理工藝

3

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4.1 T10A 鋼的調質處理工藝
4.1.1 調質處理（淬火+高溫回火）目的

進行預備熱處理，獲得粗大回火索氏體，降低淬火前機加工的表面粗糙度，使淬 火后具有高而且均勻的硬度。如果采用正火加球化退火，則加熱周期長,生產效率低。所以選擇調質處理作為 T10A 鋼的預備熱處理，處理后可以獲得回火索氏體，減少淬 火變形，提高機械加工的光潔度。4.1.2 淬火工藝（1）淬火目的 淬火是為了獲得馬氏體（2)淬火溫度 加熱溫度：780±10℃。因為 T10A 是過共析鋼，鋼中含有碳化物形成元素。為使碳化物溶入奧氏體中，使 奧氏體合金化程度增高，提高淬火回火后的機械性能，因此調質處理加熱溫度在 730℃（即 Ac1 溫度）加 30-50℃。所以最終選擇的加熱溫度為 780±10℃.（3）淬火設備 選用RDM系列埋入式鹽浴爐，鹽浴爐參數見表 4.1。
表 4.1 RDM-70-8 埋入式鹽浴爐 型號 額定功率 電源 相數 RDM-70-8 70(KW)3 電壓 380(V)850℃
[7]

額定溫度

工作空間尺寸(mm ×mm)450×350×700

說明：爐溫均勻，介質流動性好，加熱速度，溫度均勻，工件變形小，加熱質量好，利于提高產品質量，爐膛容積有效利

用率高，產量大，耗電量少，可節省電能與筑爐 材料，電極壽命長，減小停爐時間。適用于中，小型工件成批量生產。

（4）加熱方法 采用到溫加熱的方法，是指當爐溫加熱到指定的溫度時，再將工件裝進熱處理爐進行 加熱。原因是加熱速度快，節約時間，便于批量生產。
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(5)加熱介質 加熱介質為 44%NaCl+56%KCl
表 4.2 加熱介質與使用溫度的關系 鹽浴成分（%，按重量計算）28NaCl+72CaCl2 34NaCl+33CaCl2+33BaCl2 50NaCl+50BaCl2 22NaCl+78BaCl2 44NaCl+56KCl 34KCl+66BaCl2 熔點（℃）500 570 600 640 663 657 使用溫度范圍（℃）540～870 600～870 650～900 675～900 700～870 700～950

(6)保溫時間 保溫時間：12min 選定的依據： 加熱時間可按下列公式進行計算： t=a×K×D，式中 t 為加熱時間（min），K 為反映裝爐時的修正系數，可根據表 4.4 可得 K 取 1.4，a 為加熱系數 min/mm,加熱 系數 a 可根據鋼種與加熱介質、加熱溫度，參數按照表 4.3 選取，D 為工件有效厚度（mm）.可得 t=a×K×D=1.4×20×24=672s
表 4.3 工件加熱系數 a 鋼號 碳鋼 合金鋼 高合金鋼 高速鋼 退火、正火（箱式爐）箱式爐 0.7～0.8min/mm 0.9～1.0min/mm 1.0～1.5min/mm 2～3min/mm 0.7～0.8min/mm 0.9～1.0min/mm 預熱 1min/mm 加熱 45s/mm 2～2.5min/mm 淬火 鹽爐 20～30s/mm 30～45s/mm 預熱 30s/mm 加熱 16s/mm 預熱 15～30s/mm 加熱 8～12s/mm

(7)冷卻方式 由 T10A 的淬透性曲線可知，要達到所要求的硬度，可選擇水淬，且由于 T10A 的淬透 性低，為獲得馬氏體組織，應選擇強烈的淬火介質.所以選擇水作為 T10A 的淬火介質。（8）冷卻介質 冷卻介質：水
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第三篇：熱處理設備與儀表重點總結

熱處理設備

1,氣孔率：耐火材料中開口氣孔及閉口氣孔的體積之和與耐火材料總體積百分比。

2,耐火度：耐火材料軟化到一定程度時的溫度，表示耐火材料抗高溫的一種性能。

3,高溫結構強度：耐火材料在高溫下抵抗壓縮變形的能力，即一定形狀的耐火材料加一定載荷（1.98）后，按規定速度升溫，記錄溫度與耐火材料壓縮變形情況。

4,導熱系數：表示耐火材料傳熱能力，其物理意義是：厚度1米的耐火材料，在1小時內，當兩面溫度差為1℃時，通過1平方米面積上所傳導的熱量。常以符號λ表示，單位是kg?m/m2?h?℃。

5,透氣性：表示耐火材料透過氣體的能力。以透氣度（即透氣系數）表示。即在兩面氣壓差為9.8pa時，1小時內透過厚度為1米，面積為1平方米的氣體量（以升記）。單位是升?米/米2?小時。6,氧勢：氧化反應達到平衡時氧的分壓。

7,碳勢：又稱碳位或碳的化學位，是化學熱力學的參數，是表示碳爐氣在一定溫度下改變鋼表面含碳量的能力。

8,集膚效應：當交流電通過導體時,電流將集中在導體表面流過,這種現象叫集膚效應。頻率越高，趨膚效應越顯著。

9,尖角效應：在感應加熱時，有些工件形狀不規則，使感應磁場和感應電流在工件上分布不均勻，從而影響工件淬硬層的均勻性，這種現象稱為尖角效應。

10,圓環效應：在感應加熱過程中，電流有時沿圓環形導體通過，此時磁力線最集中的地方時圓環內側表面上，這種現象稱為圓環效應。11,真空：通常將低于正常氣壓的低壓空間稱為真空。真空度愈高表示壓強愈低，其計量單位是N/m2。1Pa等于7.5X10-3mmHg。低真空（133~13.3Pa）、中真空（13.3~1.33X10-2Pa）、高真空（1.33X10-2~1.33X10-4Pa）和超高真空（<1.33X10-4Pa）。

12,真空度：表示真空狀態下氣體的稀薄程度，通常用壓力值來表示 13,理論空氣需要量：每一公斤燃料完全燃燒所需要的空氣量。14,空氣過剩系數：實際空氣需要量Ln與理論空氣需要量之比為空氣過剩系數即n=Ln/L0>1。

15,著火溫度：可燃混合物可自行燃燒的最低溫度。

16,RX2-10-10含義：箱式電阻爐，功率10Kw，最高溫度1000℃。RX-設計序號-功率-最高溫度；RJ:井式爐。

17,低發熱量：當燃燒產物中的水為20℃的蒸汽時，每公斤或每立方米燃料完全燃燒所放出的熱量。

18,高發熱量：規定燃燒產物冷至0℃，而且水凝成液態時每公斤或每立方米燃料完全燃燒所放出的熱量。

1.根據熱處理條件對耐火材料的要求？ 答：①能承受高溫，在高溫條件下不軟化不熔化②一定的高溫結構強度，在高溫下能承受熱處理零件及耐火材料自身荷重，能經受一定的碰撞而不變形，不剝落。③耐急冷急熱性好，在高溫下遇冷空氣或冷工件不破裂，不剝落。④高溫化學穩定性好，不被金屬、爐氣、熔鹽或其他介質侵蝕⑤在保證以上要求的基礎上，要求導熱系數小，熱容量小，以減少爐子的熱損失.2.燃料燃燒分為哪幾個階段? 答：①混合階段：煤氣與空氣混合越均勻則燃燒越快，火焰越短，反之火焰越長②活化階段：活化就是將煤氣與空氣的混合物加熱到著火溫度③燃燒反應階段：混合氣體劇烈地氧化，并發熱發光

3.電阻爐電熱材料有哪些要求？

答：①電阻率高②電阻溫度系數小，以減少爐溫的升降對爐子功率的影響。尤其是電阻溫度系數為負時，隨爐溫升高，電阻下降，則功率增加，有可能燒壞電熱體③應具有足夠的熱穩定性和熱強性，以免高溫時被氧化或與爐氣、爐襯起化學作用以免變形、倒塌、造成短路

④熱膨脹系數小⑤加工性能好，易于制成各種形狀，易于焊接

4.浴爐的優缺點? 答：優點：①加熱速度快且均勻②由于工件在加熱時，始終處在鹽浴中，出浴市表面又附有一層鹽膜有效防止氧化膜③因浴爐爐口敞開，工件可以吊掛狀態下加熱，所以工件彎曲變形較小，操作方便

缺點：①裝量少，輔助時間（爐子啟動，脫氧操作）長，鹽的消耗多，熱處理成本較高

②因爐口經常敞開工作，鹽浴面散熱多，既降低了的熱效率，又惡化了可動條件 ③介質易揮發，污染環境

5、什么叫內熱式浴爐？熔鹽的運動原理？

答：①內熱式浴爐：將熱源放在介質內部，直接將介質熔化,并加熱到工作溫度。按工作原理分為電極式和輻射管式，其中電極式鹽浴爐在熱處理車間得到廣泛使用，與外熱式浴爐相比，它的工作溫度范圍廣，溫度均勻，熱效率較高，啟動升溫快，爐子結構簡單，適于多種熱處理工藝。按電極在浴槽(坩堝)中布置方式不同，可分成插入式和埋入式電極式鹽浴爐。

②熔鹽運動原理：熔鹽運動是通過電磁作用力實現的，這種作用力又稱為電磁對流或電磁攪拌。在交變電流的作用下，電極間的熔鹽的質點始終受到一向下的電磁作用力，迫使熔鹽向下運動，鹽面的熔鹽必然隨之補充，整個鹽浴形成對流循環，使介質溫度均勻。

6,熱電偶的工作原理？什么是補償導線？ 答：原理：兩種不同材質的導體兩端接合成回路，當接合點溫度不同時，在回路中就會產生電動勢。

補償導線：在一定溫度范圍內具有與所匹配的熱電偶，熱電動勢相同標稱值的一對帶有絕緣層的導線，用它來連接熱電偶與測量儀器，以補償它們與熱電偶連接處兩溫度變化所產生的誤差。

7,耐火材料的體積密度與氣孔率對其性能有何影響？ 答：體積密度和氣孔率對耐火材料的性能影響很大。氣孔率大或體積密度小，一定體積耐火材料所吸收的熱量就小，即小爐子的蓄熱量小，同時導熱系數也小，絕熱性能好，因而爐子的熱損失就小。但是高溫結構強度低，而且易被爐氣、熔鹽等介質侵蝕。氣孔率小，體積密度大，則耐火材料性能相反。

8,鋼在空氣中加熱，表面會生成哪些氧化物？

答：①當加熱溫度在570℃以下時，主要生成Fe3O4,Fe2O3 3Fe+202箭頭Fe304

4Fe+302-2Fe203 ②當加熱溫度在570℃以上時，生成Fe3O4、Fe2O3、FeO

3Fe+202--Fe304

4Fe+302--2Fe2o3

2Fe+02--2Fe0 9,簡述感應熱處理設備的工作原理？

答：感應熱處理，是以交變電流通過感應器，使其在感應器周圍產生交變磁場，當工件放入具有交變磁場的感應器時，則交變磁場工件產生磁感應作用，英文產生感應電勢和感應電流，把工件加熱。

10,內熱式真空熱處理爐和離子氮化爐的工作原理？ 答：①內熱式真空熱處理爐：整個加熱裝置及被加熱工件均在真空容器內，保持規定的真空度外殼封閉水冷。爐內容積大，熱效率高，生產率高。但抽氣量大，制造安裝要求高，調試復雜，造價高，適用于真空退火，淬火，回火，釬焊和真空燒結。

②離子爐氮化爐工作原理：將工件放入爐內作為陰極，二氮化爐體外殼作為陽極，密封后真空容器抽真空到1.33-13.3pa后再沖入少量氨，N或NH混合氣，使爐內壓力達到133-1333pa然后再在陰陽兩極間逐漸增大電壓（400-800V）使氣體點燃，工件表面出現輝光閃點，幾分鐘后閃點消失，二出現紫藍色輝光，稀薄氣體電力處的H+和N+在電廠的作用下轟擊工件表面，由于動能轉化為熱能而將工件加熱，工件表面的氧化物等唄濺射涂去同時N滲入表面。11,拋丸機的工作原理？

答：拋丸機的工作原理是將鐵丸放于一快速旋轉的葉輪中，借旋轉所產生的離心力將鐵丸拋到工作表面，以鐵丸的沖擊作用,使氧化皮脫落,清除工件表面的氧化皮和粘附物。12,什么是清理設備，什么是清洗設備? 答：清理設備：用來清除工件表面氧化皮等污染物所用的設備，按原理可以分為化學清理設備和機械清理設備;清洗設備：為了清除熱處理前零件表面上的污垢、切削冷卻液、研磨劑和淬火后零件上附著的殘油、殘鹽所使用的設備稱為清洗設備。

二．加熱爐認識

第一個字母，R表示工業電阻爐，Z表示真空爐，S表示實驗室用爐。

第二個字母（用工業電阻爐為例），RX-箱式爐，RT-臺式爐，RJ-自然對流井式爐，RF-強迫對流井式爐，RQ-井式氣體滲碳爐，RM-箱式淬火爐（多用爐），RY-電極浴爐，RN-氣體氮化爐，RB-罩式爐，RC-傳送帶式爐，RD-電烘箱，RG-滾筒式爐，RL-流態粒子爐，RZ-振底式爐。第一個數字，設計序號，第二個數字，爐功率，第三個數字，爐最高工作溫度。

第四篇：熱處理總結

熱處理基礎知識培訓

——學習總結

一、熱處理定義

熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內部的金相組織結構,來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。

二、熱處理工藝的特點 金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。

三、常見熱處理概念

1． 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點上的適當溫度保持一定時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。2． 退火：將亞共析鋼工件加熱至20—40度，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。

3． 固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

4． 時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時，其性能隨時間而變化的現象。

5． 固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型。

6． 時效處理：在強化相析出的溫度加熱并保溫，使強化相沉淀析出，得以硬化，提高強度。

7． 淬火：將鋼奧氏體化后以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。

8． 回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點以下的適當溫度保持一定時間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。

9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

10． 調質處理：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理后得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。

11． 釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。

四、熱處理分類

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

第五篇：熱處理總結

第九章

熱處理三要素：加熱溫度 + 保溫時間 + 冷卻方式

合金元素的總結

對奧氏體晶粒影響方面，1、能形成碳化物，減少鋼中和奧氏體中碳濃度的合金元素，Cr、Mo、W、V、Ti、Zr、Nb。

2、Mn、N、P、C會粗化晶粒（另外，P使鋼冷脆，S使鋼熱脆，因此，鋼中常常以N、P、S的多少衡量是否為優質鋼）。

3、其他元素則基本上對晶粒無影響。

4、Al、Si、Cu、Co、Ni通常溶于鐵素體或奧氏體中，起固溶強化作用，有的可能形成非金屬夾雜物和金屬間化合物，如Al2O3、AlN、SiO2、Ni3Al。

5、除了加1中合金元素細化奧氏體晶粒外，工藝上方法（也是熱處理獲得細晶粒組織的原理）：允許的范圍內奧氏體化溫度盡量低+快速加熱（增加過熱度，使形核率>長大速度來獲得細晶粒）+短時保溫+快速冷卻（多次快速加熱快速冷卻效果更好）的方法來獲得非常細小的奧氏體晶粒。

6、增加回火脆性的元素：Cr、Mn、Ni、B。

7、降低回火脆性的元素：WMo。

冷卻方式總結

冷卻方式總的分為等溫和連續兩種方式。

等溫冷卻（TTT曲線）產物：粗珠光體（700~650℃保溫），索氏體（650~600℃保溫），托氏體（600~550℃保溫）；

上貝氏體（550~350℃保溫），下貝氏體（350~Ms共析鋼（0.77%）大概230℃左右保溫，Ms點和含碳量成反比：0.1%-500℃，0.6%-280℃，0.8%-230℃，1.0%-200℃）板條馬氏體（Ms~200℃保溫），片狀馬氏體（200~Mf℃保溫），一般我們想盡可能多的獲得板條狀Ms，方法是減少奧氏體中的含碳量。因此，中低碳鋼易形成板條狀Ms，高碳鋼易形成片狀Ms。

對中碳鋼，由于含有板條和片狀Ms的混合物，可采取均勻奧氏體成分，消除富碳區的方法（高溫加熱使奧氏體成分均勻后—快速淬火冷卻），來得到幾乎全部的板條Ms。

對高碳鋼，由于奧氏體中碳含量很高，因此只能采取盡可能使碳少溶解在奧

氏體中的方法（較低溫度快速、短時間加熱淬火），獲得較多板條Ms。

相反，奧氏體中的合金元素會細化晶粒，因此會增大形成片狀Ms可能性。

常見符號總結

HRB屈服強度HRC洛氏硬度HBW布氏硬度（一般HRC=HBW/10σb抗拉強度σs 屈服強度δ延伸率（δ>5%為塑性材料）ψ斷面收縮率σe 彈性極限a k沖擊韌性值（鋼材一般為34）

第十章

一般材料加工流程

冶煉—澆鑄—均勻化退火（如果鑄件有成分偏析或者枝晶偏析）—鍛造扎制（熱加工，常產生魏氏組織、帶狀組織、晶粒粗大等缺陷，P122）—預備熱處理（正火或退火，便于下步加工）—機械加工（不是塑性加工，只是改變尺寸）—最終熱處理（淬火+回火，調節強韌度、硬度、耐磨性等）—精加工—穩定化處理（包括尺寸、精確度等，如對應力或精度要求極高的工件進行去應力退火）

熱處理工藝總結

1、一般情況下，熱處理工藝分為：①預備熱處理（正火或退火，正火優先）目的是使鑄件、焊件、鍛件的成分均勻和消除內應力，提供合適的切削加工硬度（180~250HBW切屑性能較好），為下道工序做準備；但是受力不大、性能要求不高的零件，選正火作最終熱處理。②最終熱處理（淬火+回火）。

2、熱處理工藝定義。正火：將鋼加熱到奧氏體化溫度30~50℃，保溫后空冷得到珠光體類組織的熱處理工藝。

退火：將鋼加熱到Ac1溫度以上或以下，保溫后爐冷（或爐冷到600℃以下空冷）得到室溫平衡狀態組織（相圖）的熱處理工藝。

淬火：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上一定溫度（得到細小的奧氏體為依據），保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝。

回火：將淬火鋼加熱到A1以下，使其轉變為穩定的回火組織，并以適當的方式冷卻的工藝過程。

退火、正火工藝總結

正火：（壓共析鋼：Ac3+30~50℃，（過）共析鋼：Accm+30~50℃，合金鋼：Ac3+100~150℃），保溫時間：T= K?D min（K為1.5~2min/mm，D為工件有效厚度），采用空冷，室溫組織：鐵素體（少量）+珠光體（較細，因為冷速較快），提高硬度，便于機械加工；消除魏氏組織（針片狀）、帶狀組織，細化晶粒。均勻化退火:（Ac3或Acm以上150~300℃）。碳鋼一般為1100~1200℃，合金鋼一般為1200~1300℃，保溫時間一般為10~15h成本高，除非成分有區域偏析或較大的枝晶偏析才用，后加正火補充。完全退火:（Ac3+20~30℃），保溫時間：T= K?D min（K為1.5~2min/mm，D為工件有效厚度），采用爐冷，室溫組織：鐵素體+珠光體。用于消除魏氏組織（針片狀）、帶狀組織，細化晶粒（相對組織而言）；亞共析鋼的預備熱處理，均勻成分，消除加工硬化，降低硬度，為下一步切削加工做準備。

球化退火:（Ac1+20~30℃，即：750~780℃），一般保溫2~4h，采用空冷。效果分為一次退火＜等溫退火＜往復退火三種，室溫組織：球狀珠光體（粗珠光體，因為冷速慢）。用于（過）共析鋼或合金鋼的預備熱處理，均勻成分，消除加工硬化，降低硬度，為下一步切削加工做準備。

再結晶退火:（0.35~0.4）Tm（K）+100~200（℃），一般鋼材650~700℃，保溫1~3h，采用空冷。室溫組織：變形晶粒變成原始的等軸晶。用于鋼材或合金冷變形的中間退火，消除加工硬化，降低硬度，但是如果變形量過大或處于臨界變形度（2%~10%）時，要采用正火或完全退火代替便于消除加工硬化。

去應力退火:在再結晶溫度以下，一般鋼為500~600℃，保溫3min/mm；一般鑄鐵為500~550℃，保溫6min/mm，去應力退火冷卻要盡量緩慢，以免產生新應力。室溫組織：珠光體（索氏體）。去應力退火用于消除鍛件、鑄件、焊件、鋼件冷加工等消除應力，防止工件變形或開裂。

退火、正火工藝選用總結

1、含碳量小于0.5%成本低；

2、含碳量0.5%~0.75%的亞共析鋼預備熱處理：完全退火；

3、（過）共析鋼或合金鋼預備熱處理：球化退火（無網狀碳化物），正火+球化退火（有網狀碳化物）。

4、工件對受力、性能要求不高的，即不必進行調質處理的，直接用正火作為最終熱處理。

5、鋼的使用性能和工藝性能滿足的條件下，應盡可能的用正火代替退火。

鋼的淬火總結

1、淬火加熱溫度。總的來說淬火加熱溫度的選擇應以得到均勻細小的奧氏體晶粒為原則。亞共析鋼：Ac3+30~50℃，（過）共析鋼：Ac1+30~50℃（原因見書P285），低合金鋼：比相應碳鋼高50℃左右，高合金鋼更高，因為奧氏體化更困難。

2、保溫時間：T= a k′?D min（碳鋼a為1.5~2min/mm，同前面的K，k′為裝爐系數，一般箱式爐為1.0~1.5min/mm，視不同爐子和裝入量而定，D為工件有效厚度。）

3、淬火介質。總的來說，碳鋼為水冷，合金鋼為油冷。

4、淬火方式。分為：單液淬火，雙液淬火，分級淬火，等溫淬火。一般來說用單液淬火，只有形狀復雜、尺寸很小的工件才用分級淬火或等溫淬火。

5、淬透性、淬透層深度、淬硬性區別。

鋼的回火總結

1、回火溫度 P324。

150~250℃，回火馬氏體；最好在200℃稍高，防止生成片狀Ms（有顯微裂紋，脆性大），過高會發生第一類淬火脆性（250~350℃之間）。

應用：低碳（合金）鋼選用低溫回火，得到回火Ms，綜合性能較好，用于鍋爐和壓力用器；

高碳鋼低溫回火，得到回火Ms，得到高強度、高硬度、高耐磨性，但塑形差，用于工具、量具、滾動軸承（需耐磨）、滲碳件等材料。

在條件允許下，用等溫淬火得到下貝氏體比低溫回火性能好得多，但是成本高，因此用于低溫回火脆性的鋼種。

350~500℃，回火托氏體，淬火應力基本消除。

應用：高碳（合金）鋼選用中溫回火（350℃）得到彈性較高，因此一些彈性鋼件都要采用中溫回火，也用于熱鍛模具。

500~650℃，回火索氏體；防止發生第二類淬火脆性，應用：中碳（合金）鋼常采用調質處理，得到很好的綜合性能。一般用于中碳鋼和低合金鋼制作重要零件，比如，軸類、齒類、機床主軸等。

2、回火冷卻方式。

①一般工件回火后一般采用空冷；

②一些重要零件，為了防止產生新應力、變形、開裂等，采用爐冷等緩慢冷卻；

第十一章

鋼的分類總結

鋼按用途分類：結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼；

結構鋼：又分為工程用鋼[碳素結構鋼、低合金高強度用鋼]和

機器零件、構件用鋼，包括：滲碳鋼（表層高強度硬度、耐磨性、抗疲勞強度，心部高強韌性，主要用于齒輪；低碳合金鋼表面滲碳，淬火低溫回火）、調質鋼（綜合性能高，主要用于軸類、連桿，中碳鋼，調質處理）、彈簧鋼（高碳鋼，淬火350℃回火）、軸承鋼（高強度硬度、耐磨性、抗疲勞強度高碳鋼；淬火低溫回火）。

常見的工程結構鋼：型材、棒材、板材、管材、帶材，由于他們都需要冷變形和焊接，采用低碳低合金鋼；由于尺寸大、形狀復雜，因此大部分工為熱軋空冷（正火），室溫組織：鐵素體加少量珠光體。

工具鋼（高碳鋼，一般均為淬火加低溫回火，但合金含量越高淬火回火溫度越高，強韌度均越好。比如，淬回火溫度：碳素工具鋼（780℃+200℃）<低合金刃具鋼

（830℃+250℃）<高速鋼（1230℃+550℃）；總體要求高硬度、高耐磨性，一定的強度韌性；

高速鋼還需要高熱硬性，熱鍛模具需要高韌性，量具鋼需要尺寸穩定性），用于制造各種加工工具，按用途分為：刃具鋼（碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼）模具鋼（冷鍛模具、熱鍛模具：調質處理）、量具鋼（淬火后需冷處理，最后需去應力退火）。

特殊性能鋼，不銹鋼（一般為低碳鋼，分馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵

素體不銹鋼，其中奧氏體不銹鋼性能優良、最常用）按化學成分分類：碳素鋼（低碳鋼wc≤0.3%、中碳鋼0.3%≤wc≤0.6%、高

碳鋼wc≥0.6%）、合金鋼（低合金鋼w≤5%、中合金鋼5%≤wc≤10%、高合金鋼wc≥10%）。

按顯微組織分類：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼（室溫下為單

相的奧氏體組織）、鐵素體鋼（室溫下為單相的鐵素體組織）等；

按品質分類，主要以鋼中含有害雜質P、S的含量來分類：普通質量鋼、優

質鋼（優質碳素結構鋼wp、ws均≤0.035%、優質合金結構鋼wp、ws均≤0.035%）高級優質鋼（高級碳素結構鋼wp、ws均≤0.030%、高級合金結構鋼wp、ws均≤0.025%）、特級優質鋼；

常見鋼的編號(P307)

碳素結構鋼（Q）低合金高強度鋼（Q）碳素工具鋼（T）

滾動軸承鋼（G）焊接用鋼（H）易切削鋼（Y）

鑄鋼（ZG）鍋爐用鋼（g）橋梁用鋼（q）

沸騰鋼（F）半鎮靜鋼（b）鎮靜鋼（z）