钢的表面热处理方法有哪几种(常用的表面热处理方法有)

钢的表面热处理方法有哪几种

根据工艺方法不同，钢铁的热处理分为三大类，具体如下：

1、整体热处理：退火，正火，淬火，淬火加回火，调质及其他 。

2、表面热处理：表面淬火和回火等 。

3、化学热处理：渗碳，渗氮，碳氮共渗，氮碳共渗，渗其他非金属，渗金属，多元共渗，溶渗 。

常用的表面热处理方法有

表面热处理方法、特点和应用

表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，

或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。

火焰表面淬火

用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却

淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。 表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52

这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用

适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等

常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素

碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢最适宜。

感应加热表面淬火;将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织。

根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:

高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz

1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：

2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：

3变形小：

4淬火层深度易于控制：

5淬火时不易氧化和脱碳：

6可采用较便宜的低淬透性钢：

7操作易于实现机械化和自动化,生产率高

8电流频率愈高，淬透层愈薄。

高频淬火一般1-2mm， 中频淬火一般3-5mm， 工频淬火能到>=10-15mm

表面淬火零件的中间热处理是调质

表面淬火 缺点：处理复杂零件比渗碳困难

常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。

一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。 对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5； 对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下。

常用的热处理方法有哪几种?各有什么特点？

1.退火

操作方法:将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后，一般随炉温缓慢冷却。

目的:1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点:1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料;2.一般在毛坯状态进行退火 。

2.正火

操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

目的:1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。

3.淬火

操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。

目的:淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。

应用要点:1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

4.回火

操作方法:将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。

目的:1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂;2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能;3.稳定工件尺寸。

应用要点:1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火;2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。

5.调质

操作方法:淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。

目的:1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度;2.减小淬火时的变形和开裂;3.获得良好的综合力学性能。

应用要点:1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢;2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。

6.时效

操作方法:将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。

目的:1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形;2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳定形状和尺寸。

应用要点:1. 适用于经淬火后的各钢种;2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。

7.冷处理

操作方法:将淬火后的钢件，在低温介质(如干冰、液氮)中冷却到-60~-80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。

目的:1.使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限;2. 稳定钢的组织 ，以稳定钢件的形状和尺寸。

应用要点:1.钢件淬火后应立即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力;2.冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密零件。

8.火焰加热表面淬火

操作方法:用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。

应用要点:1.多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2~6mm;2.适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。

9.感应加热表面淬火

操作方法:将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。

应用要点:1.多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件;2. 由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1~2mm，中频淬火一般为3~5mm，高频淬火一般大于10mm.

10.渗碳

操作方法:将钢件放入渗碳介质中，加热至900~950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。

应用要点:1.用于含碳量为0.15%~0.25%的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0.5~2.5mm;2.渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。

11.氮化

操作方法:利用在5..~600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层。

目的:提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点:多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为0.025~0.8mm.

12.氮碳共渗

操作方法:向钢件表面同时渗碳和渗氮。

目的:提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点:1.多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0.02~3mm;2.氮化后还要淬火和低温回火。

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