一.退火的种类

　　1. 完全退火和等温退火

　　完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。

　　2. 球化退火

　　球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具，量具，模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

　　3. 去应力退火

　　去应力退火又称低温退火(或高温回火)，这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

　　二.淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，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适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

　　三.钢回火的目的

　　1. 降低脆性，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. 获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。

　　3. 稳定工件尺寸

　　4. 对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火(或正火)后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。

　　几种常见热处理概念

　　1. 正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

　　2. 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40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度以下在空气中冷却的热处理工艺

　　3. 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺

　　4. 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

　　5. 固溶处理：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. 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度

　　7. 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺

　　8. 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺

　　9. 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

　　10. 调质处理quenching and tempering：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

　　11. 钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

　　回火的种类及应用

　　根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：

　　(一) 低温回火(150-250度)

　　低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58-64。

　　(二) 中温回火(350-500度)

　　中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。因此，它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为

　　(三) 高温回火(500-650度)

　　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的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200　　热处理

　　( 1)：退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工 艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的： 主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。

　　(2 )：正火：指将钢材或钢件加热到 或 (钢的上临界点温度)以上，30～50摄氏度保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。

　　(3)：淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。

　　(4)：回火：指钢件经淬硬后，再加热到 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。

　　回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韧性等。

　　(5)：调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

　　(6)：渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

　　热处理变形的预防

　　精密复杂模具的变形原因往往是复杂的，但是我们只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的，也是能够控制的。一般来说，对精密复杂模具的热处理变形可采取一下方法预防。

　　(1)合理选材。对精密复杂模应选择材质好的微变形模具钢(如空淬钢)，对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理，对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。

　　(2)模具结构设计要合理，厚薄不要太悬殊，形状要对称，对于变形较大模具要掌握变形规律，预留加工余量，对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。

　　(3)精密复杂模具要进行预先热处理，消除机械加工过程中产生的残余应力。

　　(4)合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。

　　(5)在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。

　　(6)对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。

　　(7)对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。

　　(8)在修补模具砂眼、气孔、磨损等缺陷时，选用冷焊机等热影响小的修复设备以避免修补过程中变形的产生。

　　另外，正确的热处理工艺操作(如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等)和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。

　　布氏硬度：

　　代号：HBS(淬硬钢球测定)或HBW(硬质合金球测定)，一般也写成HB;

　　单位：无

　　简介：以一定的负荷，把一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入材料表面，保持规定时间后卸除负荷，测量材料表面的压痕，然后按公式来计算硬度的大小。

　　洛氏硬度：

　　代号：HR

　　单位：无

　　简介：以一定的负荷把淬硬钢球或顶角为 1200的圆锥形金刚石压入器压入材料表面，然后以材料表面上凹坑的深度来计算硬度大小。

　　洛氏硬度有多种标尺，常见的有：

　　a.标尺C：代号HRC，采用1471.1N(150kgf) 总负荷和金刚石压入器求得的硬度.它适用于调质钢、淬火钢等较硬材料的硬度测定。

　　b.标尺A：代号HRA，采用588.4N(60 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度.它适用于表面淬火钢、渗碳钢或硬质合金等材料的硬度测定。

　　c.标尺B：代号HRB，采用980.7N(100 kgf) 总负荷和直径1.588mm淬钢球压入器求得的硬度。它适用于有色金属、退火钢、正火钢等较软材料的硬度测定。

　　表面洛氏硬度：

　　代号：HR

　　单位：无

　　简介：试验原理与洛氏硬度一样。它适用于钢材表面渗碳、渗氮等处理的表面和级薄钢板以及有色金属等硬度的测定。此类硬度也有多种标尺：

　　a.标尺15N：代号 HR15N，采用 147.1N (15 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度

　　b.标尺30N：代号HR30N，采用294.2N(30 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度

　　c标尺45N：代号HR45N，采用441.3N(45 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度

　　d标尺15T：代号HR15T，采用147.1N(15 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度

　　e.标尺30T：代号HR30T，采用294.2N(30 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度

　　f.标尺45T：代号HR45T，采用294.2N(45 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度

　　维氏硬度：

　　代号：HV

　　单位：无

　　简介：以49.03~980.7N的负荷,将相对面夹角为1360的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961~

　　常见术语 强度极限(强度)

　　代号：σ;单位：MPa(或N/mm2)

　　简介：指金属材料抵抗外力破坏作用的最大能力。强度按外力作用形式的不同分为：

　　抗压强度：代号σbc，指外力是压力时的强度极限

　　抗弯强度：代号σbb，指外力与材料轴线垂直，并在作用后使材料呈弯曲时的强度极限

　　抗剪强度：代号σc，指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限 panS

　　抗拉强度：代号：σb，指外力是拉力时的强度极限

　　常见术语 弹性极限、伸长率和断面收缩率

　　a弹性极限

　　代号：σe;单位：MPa(或N/mm2)

　　简介：指金属材料受外力(拉力)到某一限度时，若除去外力，其变形(伸长)即消失而恢复原状，弹性极限即指金属材料抵抗这一限度的外力的能力

　　b伸长率(延伸率)

　　代号：δ;单位：%

　　简介：指金属材料受外力(拉力)作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比，伸长率按试棒长度的不同分为：短试棒求得的伸长率，代号为δ5，试棒的标距等于 5倍直径长试棒求得的伸长率，代号为δ10，试棒的标距等于10 倍直径c断面收缩率(收缩率)

　　代号：Ψ;单位：%

　　简介：指金属材料受拉力作用断裂时，断面缩小的面积与原有断面积的百分比。