高溫回火的案例
細(xì)長(zhǎng)條連桿零件材料熱處理及孔精加工過(guò)程研究
金屬材料熱處理方式
金屬材料熱處理過(guò)程
中碳合金鋼的調(diào)質(zhì)處理一般是切削成形后，為使之獲得所要求的綜合性能而進(jìn)行的熱處理，通常包括淬火和高溫回火，也稱為調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工之后,精加工之前。
淬火處理：在一般淬火時(shí)，工件淬火使之獲得完全馬氏體組織，與材料的淬透性及尺寸有關(guān)，42CrMo 材料淬透性甚好，且零件薄更容易淬透。
回火處理：調(diào)質(zhì)處理中的回火，目的是調(diào)整工件淬火后的顯微組織，獲得所需要的綜合性能，如降低其硬度和強(qiáng)度，借以提高其韌性和塑性；同時(shí)也消除因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。回火一般在高溫下進(jìn)行，但須避開(kāi)產(chǎn)生回火脆性的溫度范圍。回火保溫后，也應(yīng)使之快速冷卻通過(guò)產(chǎn)生回火脆性的溫度區(qū)，必要時(shí)可采用油冷或水冷的方式。回火溫度和時(shí)間的選擇，以達(dá)到所要求的性能為準(zhǔn)。高溫回火熱處理溫度簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。
圖1 高溫回火熱處理溫度示意圖
金屬材料熱處理變形問(wèn)題
某零件100(圖2)為細(xì)長(zhǎng)形零件，零件技術(shù)要求：材料為42CrMo；熱處理為淬透，淬火＋高溫回火，表面和核心硬度 33 ～38HRC。
圖2 某零件尺寸圖
零件屬于細(xì)長(zhǎng)薄零件，熱處理前零件平面狀態(tài)見(jiàn)圖3，高溫回火會(huì)導(dǎo)致零件變形，具體如圖4 所示，在厚度、寬度方向均會(huì)發(fā)生扭彎，板料嚴(yán)重變形成麻花狀。
圖3 某零件熱處理前示意圖
圖4 某零件熱處理后示意圖
若零件扭曲嚴(yán)重，校平后零件的平面度與直線度與熱處理前相差過(guò)大，難以恢復(fù)熱處理前零件平面狀態(tài)，只有通過(guò)在加工熱處理工序前增加更多余量的方式來(lái)加工，以滿足圖紙尺寸公差要求，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此，可在熱處理工序中進(jìn)行人為干預(yù)控制零件外形狀態(tài)，以減小零件高溫過(guò)程中變形。
為防止零件變形，可通過(guò)在零件上增加壓塊或者用螺紋緊固來(lái)壓緊零件，減小變形。
展開(kāi) 正火、退火、淬火、回火你都分清楚了嗎！
退火和回火的區(qū)別
退火與回火的區(qū)別在于：（簡(jiǎn)單地說(shuō)，退火就是不要硬度，回火還保留一定硬度）。
回火：
高溫回火所得組織為回火索氏體。回火一般不單獨(dú)使用，在零件淬火處理后進(jìn)行回火，主要目的是消除淬火應(yīng)力，得到要求的組織，回火根據(jù)回火溫度的不同分為低溫、中溫和高溫回火。分別得到回火馬氏體、屈氏體和索氏體。
其中淬火后進(jìn)行高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械性能。因此，廣泛用于汽車(chē)，拖拉機(jī)，機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。回火后硬度一般為HB200－330。
退火：
退火過(guò)程中發(fā)生得是珠光體轉(zhuǎn)變，退火的主要目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，為后續(xù)加工和最終熱處理做準(zhǔn)備。去應(yīng)力退火是為了消除由于塑性形變加工、焊接等而造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝。鍛造、鑄造、焊接以及切削加工后的工件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力，如不及時(shí)消除，將使工件在加工和使用過(guò)程中發(fā)生變形，影響工件精度。
采用去應(yīng)力退火消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力十分重要。去應(yīng)力退火的加熱溫度低于相變溫度，因此，在整個(gè)熱處理過(guò)程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。內(nèi)應(yīng)力主要是通過(guò)工件在保溫和緩冷過(guò)程中自然消除的。
為了使工件內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底，在加熱時(shí)應(yīng)控制加熱溫度。一般是低溫進(jìn)爐，然后以100℃/h左右得加熱速度加熱到規(guī)定溫度。焊接件得加熱溫度應(yīng)略高于600℃。保溫時(shí)間視情況而定，通常為2～4h。鑄件去應(yīng)力退火的保溫時(shí)間取上限，冷卻速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出爐空冷。
展開(kāi) 資訊 | 熱處理——所有機(jī)械質(zhì)量的靈魂
3、高溫回火：500-650℃ ，S回，具有良好的綜合力學(xué)性能。用于制作齒輪、曲軸等。
機(jī)械的靈魂——熱處理知識(shí),燃燒吧!
為了只加熱工件表層而不使過(guò)多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。
化學(xué)熱處理
通過(guò)改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過(guò)程中的重要工序之一。它可以控制工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕、磁性能等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價(jià)廉的碳鋼通過(guò)滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過(guò)熱處理方可使用。
退火和回火的區(qū)別
退火與回火的區(qū)別在于：（簡(jiǎn)單地說(shuō)，退火就是不要硬度，回火還保留一定硬度）。
回火：
高溫回火所得組織為回火索氏體。回火一般不單獨(dú)使用，在零件淬火處理后進(jìn)行回火，主要目的是消除淬火應(yīng)力，得到要求的組織，回火根據(jù)回火溫度的不同分為低溫、中溫和高溫回火。分別得到回火馬氏體、屈氏體和索氏體。其中淬火后進(jìn)行高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械性能。因此，廣泛用于汽車(chē)，拖拉機(jī)，機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。
展開(kāi) 
熱處理4把火：淬火、回火、正火、退火
回火要求：用途不同的工件應(yīng)在不同溫度下回火，以滿足使用中的要求。
① 刀具、軸承、滲碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下進(jìn)行低溫回火。低溫回火后硬度變化不大，內(nèi)應(yīng)力減小，韌性稍有提高。
② 彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性和必要的韌性。
③ 中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的零件通常在500～600℃進(jìn)行高溫回火，以獲得適宜的強(qiáng)度與韌性的良好配合。
鋼在300℃左右回火時(shí)，常使其脆性增大，這種現(xiàn)象稱為第一類回火脆性。一般不應(yīng)在這個(gè)溫度區(qū)間回火。某些中碳合金結(jié)構(gòu)鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫，也易于變脆。這種現(xiàn)象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬，或回火時(shí)在油或水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來(lái)的回火溫度，便可以消除這種脆性。
在生產(chǎn)中，常根據(jù)對(duì)工件性能的要求。按加熱溫度的不同，把回火分為低溫回火，中溫回火，和高溫回火。淬火和隨后的高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)，即在具有高度強(qiáng)度的同時(shí)，又有好的塑性韌性。
1）低溫回火：150-250℃ ，M回，減少內(nèi)應(yīng)力和脆性，提高塑韌性，有較高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和滾動(dòng)軸承等。
2）中溫回火：350-500℃ ，T回，具有較高的彈性，有一定的塑性和硬度。用于制作彈簧、鍛模等。
3）高溫回火：500-650℃ ，S回，具有良好的綜合力學(xué)性能。用于制作齒輪、曲軸等。
三、正火
1. 什么是正火?
正火是一種改善鋼材韌性的熱處理。將鋼構(gòu)件加熱到Ac3溫度以上30?50℃后，保溫一段時(shí)間出爐空冷。
展開(kāi) 鋼件為什么要調(diào)質(zhì)？有什么效果？
調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500-650℃之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)械性能。
調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體。回火索氏體(tempered sorbite)是馬氏體于回火時(shí)形成的，在在光學(xué)金相顯微鏡下放大500~600倍以上才能分辨出來(lái)，其為鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物（包括滲碳體）球粒的復(fù)合組織。它也是馬氏體的一種回火組織，是鐵素體與粒狀碳化物的混合物。此時(shí)的鐵素體已基本無(wú)碳的過(guò)飽和度，碳化物也為穩(wěn)定型碳化物。常溫下是一種平衡組織。
調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴(yán)格。如果含碳量過(guò)高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠，如含碳量過(guò)低，韌性提高而強(qiáng)度不足。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過(guò)高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測(cè)試，這就是說(shuō)，淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來(lái)檢查。
45鋼的調(diào)質(zhì)
45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來(lái)源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。
45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。
展開(kāi) 高速重載齒輪的熱處理工藝
對(duì)這類高合金滲碳鋼有其獨(dú)特的處理方法，即滲碳后于650℃高溫回火。回火時(shí)，在一定的溫度下，從殘留奧氏體中析出碳化物的過(guò)程是一個(gè)原子的擴(kuò)散過(guò)程。溫度越高越有利于擴(kuò)散，析出碳化物增多，使殘留奧氏體的過(guò)飽和度減小，有利于殘留奧氏體轉(zhuǎn)變。但回火溫度也不能太高，因?yàn)楦咛急砻鎸拥腁，溫度約為700℃，過(guò)高的回火溫度容易引起相變，反而使奧氏體中溶入更多的碳和合金元素，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，增加殘留奧氏體量。
（4）熱處理技術(shù)要求分析
根據(jù)以往齒輪公法線及花鍵M值的變形規(guī)律，初步確定滲碳淬火前公法線留余量0.4mm，M值熱前控制在M(∮2)=46.86-46.93，熱處理層深按1.0～1.3mm控制，為控制花鍵的變形量，確定零件滲碳，高溫回火后插花鍵再進(jìn)行淬火的工藝，且在粗加工后將零件調(diào)質(zhì)至30～35HRC，這樣既有助于改善切削性、提高零件表面加工精度，又能最大限度地減少粗加工中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，為后期的滲碳、淬火提供良好的條件，從而控制變形量。經(jīng)綜合分析最終確定零件的主要工藝流程為粗加工→調(diào)質(zhì)處理→精加工→滾齒→滲碳淬火，高溫回火→車(chē)碳層→插花鍵→淬火，低溫回火→精磨(外齒輪)。
2.生產(chǎn)工藝結(jié)果與討論
（1）熱處理生產(chǎn)工藝
檢查試樣用同爐的∮32mm和∮16mm的圓棒試樣，∮32mm圓棒試樣用于檢測(cè)心部硬度，∮16mm的圓棒試樣用于檢測(cè)淬硬層深。
①滲碳：930℃強(qiáng)滲期2.5～3h，碳勢(shì)1.18%CP左右，擴(kuò)散期1.5h，碳勢(shì)0.68%CP左右。
②淬火：840℃，保溫40min，碳勢(shì)0.68%CP，淬火油溫65℃，淬火時(shí)間40min。
③高溫回火：650℃保溫2h，冷至550℃出爐。
④再次淬火：溫度790℃，碳勢(shì)0.85%CP，保溫時(shí)間1.5h，用分級(jí)淬火油，淬火油溫65℃，淬火時(shí)間30min。
⑤低溫回火：根據(jù)實(shí)測(cè)硬度值確定為150℃，保溫4h。
展開(kāi) 淬火、回火、正火、退火！
低溫回火后硬度變化不大，內(nèi)應(yīng)力減小，韌性稍有提高。
② 彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性和必要的韌性。
③ 中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的零件通常在500～600℃進(jìn)行高溫回火，以獲得適宜的強(qiáng)度與韌性的良好配合。
鋼在300℃左右回火時(shí)，常使其脆性增大，這種現(xiàn)象稱為第一類回火脆性。一般不應(yīng)在這個(gè)溫度區(qū)間回火。某些中碳合金結(jié)構(gòu)鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫，也易于變脆。這種現(xiàn)象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬，或回火時(shí)在油或水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來(lái)的回火溫度，便可以消除這種脆性。
在生產(chǎn)中，常根據(jù)對(duì)工件性能的要求。按加熱溫度的不同，把回火分為低溫回火，中溫回火，和高溫回火。淬火和隨后的高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)，即在具有高度強(qiáng)度的同時(shí)，又有好的塑性韌性。
1、低溫回火：150-250℃ ，M回，減少內(nèi)應(yīng)力和脆性，提高塑韌性，有較高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和滾動(dòng)軸承等。
2、中溫回火：350-500℃ ，T回，具有較高的彈性，有一定的塑性和硬度。用于制作彈簧、鍛模等。
3、高溫回火：500-650℃ ，S回，具有良好的綜合力學(xué)性能。用于制作齒輪、曲軸等。
什么是正火?
正火是—種改善鋼材韌性的熱處理。將鋼構(gòu)件加熱到Ac3溫度以上30?50℃后，保溫一段時(shí)間出爐空冷。主要特點(diǎn)是冷卻速度快于退火而低于淬火，正火時(shí)可在稍快的冷卻中使鋼材的結(jié)晶晶粒細(xì)化，不但可得到滿意的強(qiáng)度，而且可以明顯提高韌性(AKV值），降低構(gòu)件的開(kāi)裂傾向。—些低合金熱軋鋼板、低合金鋼鍛件與鑄造件經(jīng)正火處理后，材料的綜合力學(xué)性能可以大大改善，而且也改善了切削性能.
展開(kāi) 熱處理匯總（焊接必收）
4．回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到 Ac1 以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷 卻到室溫的熱處理工藝。常見(jiàn)的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。
回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韌性等。
5．調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。
6．滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。
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展開(kāi) Cr12MoV熱處理知識(shí)
高溫回火后的硬度也可達(dá)到HRC62以上，應(yīng)該指出，二次硬化的高溫回火溫度區(qū)向很窄，對(duì)Cr12MoV鋼在520℃，對(duì)Cr12Mo1V1在540℃，超出此溫度區(qū)向（往往只有±5℃），硬度的波動(dòng)較大。
如果是Cr12鋼，加熱溫度可以再高一點(diǎn)無(wú)防，就是1000度以下。保溫30-40分夠了。淬火到60HRC以上是方便的。Cr12鋼材的質(zhì)量差距非常大，對(duì)鍛造的要求很高。鍛造要“兩輕一重六面鍛”，使碳化物的分布盡量均勻，而實(shí)際上根本達(dá)不到要求。
Cr12MoV，它是國(guó)際上較廣泛采用的高碳高鉻冷作模具鋼，屬萊氏體鋼，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高溫抗氧化性能好，淬火和拋光后抗銹蝕能力好，熱處理變形小；適宜制造高精度、長(zhǎng)壽命的冷作模具、刃具和量具，例如形狀復(fù)雜的沖孔凹模、冷擠壓模、滾絲輪、搓絲板、冷剪切刀和精密量具等。化學(xué)成分見(jiàn)GB/T1299-2000。
C
Si
Mn P
S
Cr Mo
V
Co
1.40-1.60 ≤0.60
≤0.60 ≤0.03 ≤0.03 11.00-13.00 0.70-1.20 ≤1.10
≤1.00
該鋼可以采用二種淬火溫度：
（1） 采用較低的淬火溫度 950-1040℃ 180-230℃低溫回火 硬度60-64HRC（即：低淬低回）
（2） 采用較高的淬火溫度 1050-1100℃ 510-540℃高溫回火2次 硬度60-64HRC（即：高淬高回）
Cr12MoV,鋼的機(jī)械性能與淬火溫度的關(guān)系為：在1000~1075度淬火以后可獲得較好的機(jī)械性能，淬火溫度再提高，會(huì)使強(qiáng)度和塑性顯著降低。
Cr12MoV采用1130度淬火，即二次硬化法。
展開(kāi) 并不是所有的焊后熱處理都是有利的
消除殘余應(yīng)力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度和保溫一定時(shí)間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內(nèi)應(yīng)力高的地方產(chǎn)生塑性流動(dòng)，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應(yīng)力降低。
01
熱處理方法的選擇
焊后熱處理對(duì)金屬抗拉強(qiáng)度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。焊后熱處理對(duì)焊縫金屬?zèng)_擊韌性的影響隨鋼種不同而不同。
焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對(duì)于氣焊焊口采用正火加高溫回火熱處理。這是因?yàn)闅夂傅暮缚p及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。
然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。
絕大多數(shù)場(chǎng)合是選用單一的高溫回火。
展開(kāi) 
鋼的熱處理集錦。
應(yīng)用要點(diǎn)：1.一般用于含碳量大于百分之零點(diǎn)三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發(fā)揮鋼的強(qiáng)度和耐磨性潛力，但同時(shí)會(huì)造成很大的內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的塑性和沖擊韌度，故要進(jìn)行回火以得到較好的綜合力學(xué)性能。
回火
回火指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。常見(jiàn)的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韌性等。對(duì)于一般碳鋼和低合金鋼，根據(jù)工件的組織和性能要求，回火有低溫回火、中溫回火和高溫回火等幾種。
（一）低溫回火
低溫回火溫度約為150～250℃，回火組織為回火馬氏體。和淬火馬氏體相比，回火馬氏體既保持了鋼的高硬度、高強(qiáng)度和良好耐磨性，又適當(dāng)提高了韌性。因此，低溫回火特別適用于刀具、量具、滾動(dòng)軸承、滲碳件及高頻表面淬火工件。低溫回火鋼大部分是淬火高碳鋼.和高碳合金鋼，經(jīng)淬火并低溫回火后得到隱晶回火馬氏體和均細(xì)粒狀碳化物組織，具有很高的硬度和耐磨性，同時(shí)顯著降低了鋼的淬火應(yīng)力和脆性。對(duì)于淬火獲得低碳馬氏體的鋼，經(jīng)低溫回火后可以減少內(nèi)應(yīng)力，并進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和塑性，保持優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。
（二）中溫回火
中溫回火溫度一般在350～500℃之間，回火的組織為回火屈氏體。對(duì)于一般的碳鋼和低合金鋼，中溫回火相當(dāng)于回火的第三階段，此時(shí)碳化物開(kāi)始聚集，基體開(kāi)始回復(fù)，淬火應(yīng)力基本消失。因此鋼具有高的彈性極限，較高的強(qiáng)度和硬度，良好的塑性和韌性。故中溫回火主要用于各種彈簧零件及熱鍛模具。
（三）高溫回火 高溫回火溫度約為500～650℃，回火組織為回火索氏體。淬火和隨后的高溫回火叫做調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，鋼具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。
展開(kāi) 橡膠模具如何選擇鋼料（下）
4Cr13的軟化處理，可以采用在750~800°C溫度進(jìn)行高溫回火2~6h，也可采用在875 ~ 900°C溫度保溫1~2h，以15~20°C/h的速度冷至低于600°C出爐空冷，退火硬度為170~ 200HBW。
4Cr13鋼的淬火溫度一般選擇在1040~1060°C，4Cr13鋼通常在兩種回火狀態(tài)下使用，當(dāng)要求高硬度和高耐蝕性時(shí)可在200~350°C溫度回火；當(dāng)要求強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度有最佳配合，且耐蝕性又較高時(shí)，則采用650~750°C回火。
★ （a-3）低碳鉻鎳型耐蝕鋼(1Cr17Ni2)
1Cr17Ni2鋼（圖4）屬于馬氏體型不銹耐酸鋼，對(duì)于氧化酸類、鹽類的水溶液有良好的耐蝕性，1Cr17Ni2鋼具有較高的強(qiáng)度和硬度，而且耐蝕性能較4Cr13好，缺點(diǎn)是有脆性傾向，焊接性較差。
1Cr17Ni2鋼的淬火溫度一般為1000°C，與4Cr13不銹鋼一樣，也是在淬火后低溫回火或高溫回火具有最好的耐蝕性。淬火后經(jīng)250~300°C回火，基體組織為回火馬氏體，鋼強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性好，而且具有高的耐蝕性。回火溫度在600~700°C，鋼的基體組織為回火索氏體，具有較好的強(qiáng)度與韌度配合，而且也具有較高的耐蝕性。
★ （a-4）PCR模具鋼（0Cr16Ni4Cu3Nb）
PCR鋼是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼，因碳含量低，耐腐蝕性和焊接性都優(yōu)于馬氏體型不銹鋼，而接近奧氏體不銹鋼。PCR鋼熱處理工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)1050°C固溶處理后空冷可獲得單一的板條馬氏體組織，硬度為32~35HRC，具有良好的可加工性。經(jīng)460~480°C時(shí)效處理后，由于馬氏體基體析出富銅相，使強(qiáng)度和硬度進(jìn)一步提高，達(dá)44HRC，同時(shí)獲得較好的綜合力學(xué)性能。
展開(kāi) 鑄造人入門(mén)必知，金屬熱處理中最典型的“四把火”工藝
感應(yīng)加熱淬火示意圖和實(shí)物圖
火焰淬火示意圖和實(shí)物圖
四、回火
將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻的熱處理方法稱為回火。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和脆性，以取得預(yù)期的力學(xué)性能。根據(jù)回火溫度的不同，可將回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。
(1)低溫回火(150-250℃)
低溫回火所得組織為回火馬氏體，其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時(shí)崩裂或過(guò)早損壞。它主要用于各種高碳的切削刃具、量具、沖模、滾動(dòng)軸承以及滲碳件等，回火后硬度一般為60HRC左右。
(2)中溫回火(350-500℃)
中溫回火的目的是獲得高的屈服強(qiáng)度、彈性極限和較高的韌性。因此，它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為45HRC左右。
中溫回火的彈簧
(3)高溫回火(500-650℃)
習(xí)慣上將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。因此，廣泛用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類等。回火后硬度一般為260HBW左右。
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展開(kāi) 一起嘮嘮：鋼的調(diào)質(zhì)處理
版權(quán)信息
作者：張?jiān)?單位：巨力索具股份有限公司鋼拉桿制造總廠
來(lái)源：《金屬加工（熱加工）》雜志
已故雷廷權(quán)院士曾明確指出，中碳結(jié)構(gòu)鋼在正常淬火后進(jìn)行500～700℃的高溫回火，又可稱為調(diào)質(zhì)處理（代號(hào)515），獲得的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能。因此，調(diào)質(zhì)處理適用于較大動(dòng)載荷，尤其是復(fù)合應(yīng)力（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞）下工作的工件。它們通常要求強(qiáng)度及韌性的良好匹配，即高的強(qiáng)韌性。
隨著資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)和高強(qiáng)度輕量化產(chǎn)品發(fā)展的需要，將傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)處理和調(diào)質(zhì)鋼進(jìn)行細(xì)化分類，是不斷提高調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量的重要保證。而采用低碳馬氏體鋼代替調(diào)質(zhì)鋼，則是結(jié)構(gòu)鋼熱處理發(fā)展的一個(gè)重要途徑。
一、調(diào)質(zhì)的分類
調(diào)質(zhì)處理的目的是使工件獲得良好的綜合力學(xué)性能，而不僅僅是硬度，所以，調(diào)質(zhì)處理應(yīng)按綜合力學(xué)性能分為高韌性調(diào)質(zhì)、強(qiáng)韌性調(diào)質(zhì)和高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)3類。
（1）高韌性調(diào)質(zhì)
高韌性調(diào)質(zhì)是工件經(jīng)淬火后進(jìn)行650～700℃超高溫回火，也稱韌化處理。不僅可以使工件獲得一定高的強(qiáng)度和塑性，而且可以獲得相當(dāng)高的韌性。調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能列于表1。高韌性調(diào)質(zhì)非常適用于冷鐓、冷擠壓用鋼的調(diào)質(zhì)球化處理，緊固件、成形件、彎折件的調(diào)質(zhì)處理，以及高韌性軸、桿件的調(diào)質(zhì)處理。
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