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184729980|黄 博规 格 严 格 、 功 夫 到 家 热 加 工 ， 是 在 较 高 的 温 度 下 将 金 属 软 化 或 熔 化 处 理 后 再 冷 却 至常 温 的 成 形 技 术 （ 再 结 晶 温 度 ）o 对 金 属 进 行 加 热 和 冷 却 的 过 程 可 人 为 干 预 或 控 制 ， 称 为 热 处 理 。热 加 工 常 见 的 分 类 有 ： 凝 固 成 形 （ 铸 造 ） 、 连 接 技 术 （ 焊 接 ） 、塑 性 成 形 （ 锻 造 和 冲 压 ） 。o 热 加 工 成 形 过 程 中 ， 模 具 起 着 极 其 重 要 的 作 用 ， 从 而 又 衍 生 出 了模 具 设 计 和 加 工 技 术 。冷 加 工 ， 通 常 指 金 属 的 切 削 加 工 ：o 即 用 切 削 工 具 从 金 属 材 料 （ 毛 坯 ） 或 工 件 上 切 除 多 余 的 金 属 层 ，从 而 使 工 件 获 得 一 定 形 状 、 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 的 加 工 方 法 。o 车 削 、 铣 削 、 刨 削 、 磨 削 、 镗 削 、 拉 削 、 钻 削 和 插 削 等 加 工 方 法 。 铸 造塑 性 加 工 ： 锻 、 冲 、 轧 等 。焊 接切 削 、 机 床 、 常 用 切 削 方 法特 种 加 工典 型 表 面 加 工工 艺 过 程 及 零 件 结 构 工 艺 性 分 析 强 度 与 塑 性 (衡 量 材 料 的 静 载 荷 作 用 下 力 学 性 能 ）硬 度 (衡 量 材 料 的 静 载 荷 作 用 下 力 学 性 能 ）韧 性 (衡 量 材 料 的 动 载 荷 作 用 下 力 学 性 能 ）疲 劳 强 度 (衡 量 材 料 的 交 变 载 荷 作 用 下 力 学 性 能 ）密 度 、 熔 点 、 热 膨 胀 、 导 热 、 导 电 、 导 磁 性 等耐 酸 、 耐 碱 、 耐 腐 蚀 、 耐 高 温加 工 中 的 综 合 反 应 ： 铸 造 性 、 可 锻 性 、 焊 接 性 、 切 削 加 工 性 等 冲 击 韧 性 （ K）疲 劳 强 度 7 1） 力 学 性 能 之 弹 性 和 刚 度 (反 之 则 塑 性 )标 准 拉 伸 试 样 1线 弹 性 阶 段 ： 拉 伸 曲 线 中 OA段 表 示 材 料 的 线 弹 性 阶 段 。 试 样 的 变 形 随 着 载 荷 的 增 大 而 增 大 ， 两 者 成 线 性 关 系 。 该 阶 段 变 形 是 完 全 弹 性 变 形 ， 无 任 何 残 余 变 形 （ 塑 性 变 形 ） 此 阶 段 中 材 料 的 应 力 与 应 变 关 系 呈 线 性 关 系 。 2屈 服 阶 段 ： 当 载 荷 增 加 到 一 定 数 值 时 ， 在 低 碳 钢 拉 伸 曲 线 上 出 现 水 平 平 台 或锯 齿 现 象 。 这 种 载 荷 保 持 不 变 或 在 一 定 范 围 内 波 动 ， 而 变 形 继 续 增 加 的 现 象 称 为 屈 服 现 象 。 一 些 低 碳 钢 材 料 存 在 上 屈 服 极 限 和 下 屈 服 极 限 。 一 般 屈 服 极 限 都 是 指 下 屈 服 极 限 。下 屈 服 极 限 是 屈 服 阶 段 中 应 力 的 最 小 值 。 材 料 屈 服 时 将 产 生 不 能 消 失 的 塑 性 变 形 ， 因 此 工 程 中 将 此 定 义 为 材 料 的 破 坏 。 屈 服 应 力 称 为 屈 服 极 限 ,用 s表 示 ， 是 表 征 材 料 抵 抗 破 坏 能 力 的 重 要 强 度 指 标 。 工 程 中 利 用 冷 作 硬 化 工 艺 的 例 子 很 多 (利 弊 参 半 ， 合 理 利 用 ） ， 把 钢 筋 预 拉 超 过 屈 服 极限 、 构 件 表 面 进 行 喷 丸 处 理 等 ， 均 能 提 高 材 料 屈 服 极 限 ， 亦 即 提 高 材 料 抵 抗 破 坏 的 能 力 。 拉 伸 曲 线 最 高 点 C点 对 应 的 载 荷 为 材 料 的 强 度 载 荷 ， 用 b表 示 ， 此 时 对 应 的 应 力 称 为强 度 极 限 或 抗 拉 极 限 。 4颈 缩 阶 段 ： 拉 伸 曲 线 中 的 CD段 表 示 材 料 的 颈 缩 阶 段 。 载 荷 达 到 最 大 值 后 ， 变 形 多 集 中 在 局 部 ， 此 处 伸 长 和 横 向 收 缩 的 速 度 比 其 他 地 方 要 快 ，成 为 颈 缩 。 由 于 颈 缩 使 横 截 面 积 减 小 ， 试 样 承 载 能 力 下 降 ， 最 后 导 致 断 裂 。 断 裂 后 试 样 的 弹 性 变 形 消 失 ， 塑 性 变 形 将 永 远 保 留 在 断 裂 的 试 样 上 。 材 料 的 塑 性 性 能 通 常 用 伸 长 率 和 面 积 收 缩 率 来 表 示 。 3强 化 阶 段 ： 拉 伸 曲 线 中 的 BC段 表 示 材 料 的 强 化 阶 段 。 材 料 屈 服 后 ， 抵 抗 变 形 的 能 力 有 所 增 强 。 因 此 若 使 材 料 继 续 变 形 ，就 要 不 断 增 加 载 荷 。 在 强 化 阶 段 如 果 卸 载 ， 弹 性 变 形 会 随 之 消 失 ， 但 塑 性 变 形 将 永 久 保留 下 来 。 若 卸 载 后 重 新 加 载 ， 材 料 的 比 例 极 限 、 屈 服 极 限 明 显 提 高 ，而 塑 性 性 能 会 相 应 下 降 。 这 种 现 象 称 之 为 形 变 硬 化 或 冷 作 硬 化 。 10 弹 性 E= / Elastic Modulus，又 称 Young s Modulus（ 杨 氏 模 量 ）材 料 在 弹 性 变 形 阶 段 ， 其 应 力 和 应 变成 正 比 例 关 系 （ 即 符 合 胡 克 定 律 ） ，应 力 与 应 变 的 比 例 称 为 弹 性 模 量强 度 Strength s、 屈 服 点 （ yeild strength） b、 抗 拉 强 度 （ tensile strength）塑 性 Plasticity 越 大 相 对 越 好=(L1-L0)/L0（ 伸 长 率 ）=(F0-F1)/F0（ 断 面 收 缩 率 ） .sigma.epsilon.delta.psi 11布 氏 硬度 试 验 )d-D-D(DP(kgf)2HB 22 硬 度 ： 材 料 表 面 抵 抗 局 部 变 形 ， 特 别 是 塑 性 变 形 、 压 痕 、 划 痕 的 能 力硬 度 直 接 影 响 材 料 的 耐 磨 性 ， 所 以 刀 具 、 量 具 、 模 具 等 要 求 高 硬 度 。硬 度 过 高 则 切 削 困 难 ， 所 以 一 般 都 是 “ 先 加 工 ， 后 热 处 理 提 高 最 终 硬 度 ” 工 艺 。传 统 的 布 氏 硬 度 计 ：淬 火 钢 球 压 头 、 HBS、 450HBS以 下 材 料 ；新 型 布 氏 硬 度 计 ：硬 质 合 金 球 压 头 、 HBW、 650HBW 12 洛 氏 硬 度 试 验 Rockwell Hardness维 氏 硬 度 HV 主 要 用 于 薄 工 件 或 薄 表 面 硬 化 层 的 硬 度 测试 ， 参 照 GB4340-84显 微 硬 度 HV 用 于 材 料 微 区 硬 度 (如 单 个 晶 粒 、 夹 杂 物 )的 测 试 ， 参 照 GB4342-84莫 氏 硬 度 一 种 刻 划 硬 度 ， 用 于 陶 瓷 和 矿 物 的 硬 度 测 定 ，如 金 刚 石 对 应 于 莫 氏 硬 度 10级当 被 测 样 品 过 小 或 者 布 氏 硬 度 （ HB） 大 于 450时 ， 就 改 用 洛 氏 硬 度 （ HR） 计 量 。 试 验 方 法 是 用 一 个 顶 角 为 120度 的 金 刚 石 圆 锥 体 或 直 径 为 1.59mm/3.18mm的 钢 球 ， 在一 定 载 荷 下 压 入 被 测 材 料 表 面 ， 由 压 痕 深 度 求 出 材 料 的 硬 度 。 根 据 实 验 材 料 硬 度 的 不 同 ， 可 分 为 三 种 不 同 标 度 来 表 示 ： HRA采 用 60Kg载 荷 和 钻 石 锥 ， 用 于 硬 度 较 高 的 材 料 。 例 如 ： 硬 质 合 金 。 HRB采 用 100Kg载 荷 1.58mm钢 球 用 于 硬 度 较 低 的 材 料 。 例 如 ： 退 火 钢 、 铸 铁 等 。 HRC 是 采 用 150Kg载 荷 和 钻 石 锥 ， 用 于 硬 度 很 高 的 材 料 。 例 如 ： 淬 火 钢 等 HRC适 用 范 围 HRC 20 67， 相 当 于 HB225 650； 若 硬 度 高 于 此 范 围 则 用 洛 式 硬 度 A标 尺 HRA。 若 硬 度 低 于 此 范 围 则 用 洛 式 硬 度 B标 尺 HRB。 14KU A/S（ J/cm2）A为 冲 断 试 样 的 冲 击 功 ； S缺 口 处 横 截 面 积A=(GH1-GH2) 9.8单 位 ： H（ m） 、 A（ J） 、 G（ kg） 冲 击 韧 度 KU 15钢 铁 材 料 ： 107次非 铁 合 金 ： 108次 疲 劳 强 度 机 械 零 件 在 周 期 性 或 非 周 期 性 动 载 荷 （ 称 为 疲 劳载 荷 ） 的 作 用 下 工 作 发 生 断 裂 时 的 应 力 ， 用 表 示 ， 该 应力 往 往 低 于 屈 服 点 ， 这 种 断 裂 称 为 疲 劳 断 裂 （ 约 为 抗 拉 强 度的 一 半 ） 1 材 料 名 称 牌 号 材 料状 态 抗 剪 强 度/MPa 抗 拉 强 度b/MPa 伸 长 率/% 屈 服 点s/MPa 弹 性 模 量E/ MPa电 工 纯 铁 DT1 已 退 火 180 230 26 普 通 碳 素 钢 Q235 未 退 火 310-380 375-460 21-26 235 碳 素 工 具 钢 45 已 退 火 440-560 550-700 16 360 20400070 已 正 火 600 760 9 430 210000优 质 弹 簧 钢 60Si2Mn 已 退 火 720 900 10 1200 200000铝 1070A 已 退 火 80 75-110 25 50-80 72000硬 铝 2A112 淬 硬 后 280-310 400-440 15 368 72000纯 铜 T1 软 160 200 30 70 108000锡 Sn1 30-40 40-50 - 12 41500 锡 磷 青 铜 QSn4-3 硬 480 550 3-5 100000 17 v高 温 下 ： s 、 b 、 E、 HRC 降 低 屈 服 强 度 、 抗 拉 强 度 、 弹 性 模 量 、 洛 氏 硬 度 C等 强 度 指 标 、 、 KU 升 高伸 长 率 、 断 面 收 缩 率 、 冲 击 韧 度 等 塑 性 指 标发 生 蠕 变 现 象 2021年 4月 17日星 期 六 18 物 理 性 能 ： 对 工 程 材 料 的 选 用 有 重 要 意 义 ； 也 对 材 料 的 加 工 工 艺 产 生 一 定 的 影 响 。（ 一 ） 密 度（ 二 ） 热 学 性 能 熔 点 ； 热 容 ； 热 膨 胀 ； 热 传 导 （ 三 ） 电 学 性 能 电 阻 率 ； 电 阻 温 度 系 数 ； 介 电 性 （ 四 ） 磁 学 性 能 磁 导 率 ； 饱 和 磁 化 强 度 Ms和 磁 矫 顽 力 c 2021年 4月 17日星 期 六 19 化 学 性 能 ： 材 料 在 生 产 、 加 工 和 使 用 时 ， 均 会 与 环 境 介 质 发 生 化 学 反 应 ， 从 而 使 其性 能 恶 化 或 功 能 丧 失 。（ 一 ） 化 学 腐 蚀（ 二 ） 电 化 学 腐 蚀 (三 ） 提 高 零 件 耐 蚀 性 的 主 要 措 施工 艺 性 能 ：易 于 进 行 冷 、 热 加 工 的 性 能 （ 物 理 、 化 学 、 力 学 综 合 反 映 ）分 为 ： 铸 造 性 、 可 锻 性 、 焊 接 性 、 切 削 加 工 性 等 。 力 学 性 能 （ 机 械 性 能 ）强 度 与 塑 性硬 度韧 性疲 劳 强 度物 理 性 能密 度 、 熔 点 、 热 膨 胀 、 导 热 、 导 电 、 导 磁 性 等化 学 性 能耐 酸 、 耐 碱 、 耐 腐 蚀 、 耐 高 温工 艺 性 能 上 述 性 能 在 加 工 中 的 综 合 反 应 ： 铸 造 性 、 可 锻 性 、 焊 接 性 、 切 削 加 工 性 等 结 晶晶 体 结 构固 溶 体化 合 物机 械 混 合 物状 态 图 的 分 析钢 在 结 晶 过 程 中 的 组 织 转 变 p 学 习 “ 铁 碳 合 金 ” 的 思 路 ： 铁 为 什 么 加 碳 ？ 铁 是 什 么 样 ？ 铁 和 碳 在 一 起 有 什 么 形 式 ？ 铁 加 多 少 碳 会 怎 么 样 ？ （ 不 同的 碳 含 量 在 合 金 中 会 体 现 成 什么 形 式 ？ 不 同 温 度 又 会 如 何 ？ ） 金 属 在 固 态 下 一 般 都 是 晶 体 ；晶 体 原 子 在 空 间 呈 规 律 性 排 列 ：在 固 态 时 呈 规 律 性 排 列 ，而 在 液 态 时 金 属 原 子 的 排 列 并 不 规 律 。金 属 的 结 晶 就 是 金 属 液 转 变 为 晶 体 的 过 程 。纯 金 属 的 结 晶 是 在 一 定 温 度 下 进 行 的 ， 在 冷 却 曲 线 上 出现 一 段 水 平 段 ，见 图 ： 时 间 变 化 ， 固 体 增 加 ， 但 金 属 的 温 度 并 不 下 降 ，这 是 由 于 金 属 结 晶 时 放 出 热 量 ， 致 使 温 度 不 下 降 。 理 论 结 晶 温 度 和 实 际 结 晶 温 度 不 一 样 ， 实 际 结 晶温 度 低 一 些 ， 这 种 现 象 叫 过 冷 ， 温 度 差 叫 过 冷 度晶 核 不 断 的 形 成 和 长 大 。自 发 晶 核 形 成 晶 粒 原 子 自 发 地 聚 集 在 一 起 形 成 自 发晶 核 ， 金 属 的 冷 却 速 度 越 快 ， 自 发 的 晶 核 越 多外 来 晶 核 形 成 晶 粒 金 属 液 中 高 熔 点 杂 质 起 晶 核 的 作 用晶 轴 晶 核 形 成 后 会 长 大 ， 但 各 方 向 速 度 不 一 样 ， 会 形 成晶 轴 ， 晶 轴 有 一 次 晶 轴 ， 两 次 晶 轴 等 ， 呈 树 枝 状 长 大 。 晶 粒晶 界 每 个 晶 核 长 成 的 晶 体 称 为 晶 粒 ；晶 粒 的 外 形 是 不 规 则 的 ， 晶 粒 的 内 部 原 子 排 列 的 位 向 也 各 不 相 同 ；晶 粒 之 间 的 接 触 面 叫 晶 界 （ 薄 弱 环 节 ） 。一 般 说 ， 同 一 成 分 的 金 属 晶 粒 越 细 ， 其 强 度 越 高 ， 硬 度 也 越 高 ，塑 性 韧 性 也 越 好 。晶 核 越 多 ， 晶 粒 越 细 。加 快 冷 却 速 度 ， 以 增 加 晶 核 ；变 质 处 理 （ 加 孕 育 剂 ） ， 以 增 加 外 来 晶 核 。热 处 理 、 或 塑 性 加 工 的 方 法 晶 体 中 原 子 用 点 表 示 ， 原 子 的 中 心 用 假 想 的 直 线 连 接 ， 形 成 的 格 子 。晶 胞 的 边 长 称 为 晶 格 常 数 ， 用 （ 埃 ） 度 量 ， 1 10-8cm 纯 铁 的 晶 格 有 体 心 立 方 和 面 心 立 方 两 种 ：体 心 立 方 晶 格 面 心 立 方 晶 格 结 晶 类 型大 多 数 金 属 ： 结 晶 后 直 至 室 温 ， 晶 格 类 型 不 变 ；铁 及 锡 、 钛 、 锰 等 ： 不 同 温 度 下 ， 呈 现 不 同 的 晶 格 。同 素 异 晶 转 变 随 着 温 度 的 改 变 ， 固 态 金 属 晶 格 也 随 之 改 变 的 现 象 。纯 铁 在 1394 和 912 发 生 同 素 异 晶 转 变 。重 结 晶 （ 两 次 结 晶 ） 就 是 同 素 异 晶 转 变 。是 在 固 态 下 原 子 重 新 排 列 的 过 程 ， 也 遵 循 晶 核 形 成 和 晶 核 长 大 的结 晶 规 律 ， 也 在 一 定 的 过 冷 度 下 进 行 ， 也 产 生 结 晶 热 效 应 。组 织 应 力 同 素 异 晶 转 变 时 ， 原 子 的 排 列 密 度 随 之 改 变 ， 金 属 的 体 积 也 发 生改 变 ， 这 种 金 属 的 体 积 改 变 使 金 属 内 部 产 生 的 内 应 力 称 组 织 应 力 。 7008009001000110012001300140015001600C 1538 1394 912 时间L 912度 的 面 心 体 心对 热 处 理 极 为 重 要 ：铁 比 铁 致 密 ， 转 换 时将 伴 随 体 积 膨 胀 或 收 缩 ，将 产 生 组 织 应 力 （ 内 应 力 ）1538： 液 态 -体 心 （ ）1394： 体 心 -面 心 （ ）912度 ： 面 心 -体 心 （ ） 结 晶 过 程 。 。 。晶 粒 大 小 。 。 。面 心 相 同 意 义 的 点 连 接 起 来 ， 形 成 状 态 图 温度 含 碳 含 义A1538 0 纯 铁 熔 点C 1148 4.3 共 晶 点D1227 6.69 渗 碳 体 熔 点E 1148 2.11 碳 在 铁 中最 大 溶 解 度F 1148 6.69 渗 碳 体 成 分 点G 912 0 铁 同 素 异 晶转 变 点S 727 0.77 共 析 点 P 727 0.0218 碳 在 铁 中最 大 溶 解 度Q 600 0.006 碳 在 铁 中最 大 溶 解 度600度 时 ACE区 域 ： L+ACDF区 域 ： L+Fe3CIC点 ： 温 度 为 1148C含 碳 量 为 4.3 ， 发 生 共 晶 反 应 结 晶 出 奥 氏 体 和 渗 碳 体 ， 是 一 种机 械 混 合 物 ， 称 为 莱 氏 体 ， Ld（ A+Fe3C）ECF线 又 称 共 晶 线 ， 含 碳 量 为 2.11 6.639 得 所 有 合 金 （ 即 铸 铁 ） 经 此 线 都 要 发生 共 晶 反 应 ， 形 成 一 定 量 的 莱 氏 体 ， 只 有 C点 全 部 结 晶 为 莱 氏 体 。 钢 含 碳 量 小 于 2.11 的 铁 碳 合 金铸 铁 即 生 铁 含 碳 量 为 2.11 6.69 的 铁 碳 合 金工 业 纯 铁 共 析 钢亚 共 析 钢 过 共 析 钢亚 共 晶 白 口 铸 铁 过 共 晶 白 口 铸 铁共 晶 白 口 铸 铁 结 晶 过 程 如 下 ： L 1点 L+A 2点 A 3点 A+F 4点 F+P注 意 合 金 成 分 的 变 化 ， 例 如 3.4点 之 间 ， 当 温 度 下降 到 3点 后 奥 氏 体 中 析 出 铁 素 体 ， 铁 素 体 中 含 碳 量很 低 ， 使 奥 氏 体 中 的 碳 沿 着 GS线 变 化 ， 到 4点 后 发生 共 析 反 应 ， 形 成 珠 光 体 。 结 晶 过 程 如 下 ： L 1点 L+A 2点 A 3点 A+Fe3CII 4点 P+Fe3CII注 意 成 分 的 变 化 ： 过 3点 后 ， 奥 氏 体 的 溶 碳 能 力 不断 地 下 降 ， 将 以 渗 碳 体 的 形 式 沿 着 晶 界 析 出 碳 ，称 为 二 次 渗 碳 体 ， Fe3CII,渗 碳 体 的 含 碳 量 较 高 ，剩 余 的 奥 氏 体 的 含 碳 量 将 沿 着 它 的 溶 解 度 曲 线 ES降 低 最 后 ， 达 共 析 成 分 ， 转 变 为 珠 光 体 P。 铸 铁铸 铁 中 有 白 口 铸 铁 和 灰 铸 铁白 口 铸 铁 有 相 当 比 例 的 莱 氏 体 ， 性 能 硬 而 脆 ， 难 以 切削 加 工 ， 少 用 于 机 械 零 件 ；机 械 制 造 广 泛 应 用 的 是 灰 铸 铁 ：o 是 第 一 阶 段 石 墨 化 过 程 充 分 进 行 而 得 到 的 铸 铁 ， 其 中 碳 主 要 以 石墨 形 式 存 在 ， 断 口 呈 灰 暗 色 ， 因 此 得 名 ， 现 称 为 灰 铸 铁 。 o 化 学 成 分 ： C% =2.5 4.0 Si%=1.0 2.5 Mn%=0.5 1.4 微 量 S、 Po 获 得 方 法 ： 将 上 述 成 分 的 铁 水 缓 慢 冷 却 即 可 获 得 ,不 经 过 热 处 理 。o 显 微 组 织 ： 片 状 石 墨 基 体 组 织 （ F、 F+P、 P) 铁 碳 合 金 状 态 图 学 习 本 课 程 和 其 他 课 程 的 基 础 。 碳 素 钢 、 合 金 钢 两 大 类 。结 构 钢 、 工 具 钢 、 特 殊 性 能 钢普 通 钢 、 优 质 钢 、 高 级 优 质 钢镇 静 钢 ， 沸 腾 钢 等 其 它耐 磨 钢耐 热 钢不 锈 钢特 殊 性 能 钢 量 具 钢模 具 钢刃 具 钢合 金 工 具 钢 滚 动 轴 承 钢弹 簧 钢调 质 钢渗 碳 钢低 合 金 结 构 钢合 金 结 构 钢合 金 钢 碳 素 工 具 钢优 质 碳 素 结 构 钢碳 素 结 构 钢碳 素 钢钢 碳 钢 ， Wc 1.54 以 下 ， 并 有 硅 、 锰 、 磷 、 硫 等 杂 质 。亚 共 析 钢 :随 含 碳 量 的 增 加 ,珠 光 体 增 加 铁 素 体 减少 ， 表 现 为 钢 的 强 度 增 加 ， 硬 度 增 加 ，而 塑 性 、 韧 性 下 降 ，含 碳 量 超 过 共 析 成 分 时 :出 现 网 状 两 次 渗 碳 体 ， 含 碳 量 增 加 ，硬 度 增 加 ， 但 由 於 脆 性 增 加 ， 强 度 反而 下 降 。 p 磷 有 害 杂 质 使 钢 的 塑 性 韧 性 下 降 ， 具 有 冷 脆 性 。p 硫 有 害 杂 质 可 造 成 钢 的 热 脆 ， 硫 在 晶 界 处 形 成 低 熔 点 的 共 晶 体 。p 硅 有 益 元 素 可 提 高 钢 的 强 度 和 硬 度 ， 是 作 为 脱 氧 剂 进 入 钢 的 。p 锰 有 益 元 素 可 提 高 钢 的 强 度 和 硬 度 ， 可 抵 消 硫 的 有 害 作 用 ， 是作 为 脱 氧 剂 进 入 钢 的 。 碳 素 钢 可 分 为 三 类 ：1.碳 素 结 构 钢*含 碳 量 小 于 0.38 ， 常 用 小 于 0.25 ， 即 以 低 碳 钢 为 主 。*结 构 钢 的 牌 号 ： Q + 三 位 数 字 表 示 ， 例 ： Q215 A F Q 屈 服 点 的 首 字 母 、 215 屈 服 点 的 数 值 ， Mpa， 这 里 是 215MPa A 质 量 等 级 ， 分 为 A、 B、 C、 D， 其 中 A是 普 通 级 ， D是 优 等 ， 硫 磷 含 量 较 低 F 脱 氧 程 度 ， F是 沸 腾 钢 ， Z是 镇 静 钢 。 Z可 不 标*常 见 的 牌 号 有 ：Q195A Q195B、 Q215A Q215B、 Q235A Q235B Q235C Q235D、 Q255A Q255B、 Q275*Q235是 用 途 最 广 的 碳 素 结 构 钢 ,属 低 碳 钢 ,通 常 经 热 轧 成 钢 板 、 型 钢 、 钢 管 、棒 材 等 供 应 ,因 铁 素 体 较 多 故 塑 性 和 韧 性 优 良 ,常 用 于 建 筑 构 件 ,不 重 要的 轴 类 ,螺 钉 ,螺 母 ,冲 压 件 ,焊 接 件 锻 件 等 。*Q235 C 及 Q235 D还 可 用 于 重 要 的 焊 接 件 。 2.优 质 碳 素 结 构 钢*含 硫 磷 量 较 低 （ 0.035%)， 主 要 用 来 制 造 较 重 要 的 机 件 。*结 构 钢 的 牌 号 ： 用 二 位 数 字 表 示 例 20表 示 含 碳 量 为 0.2 数 字 20是 钢 中 平 均 含 碳 量 的 万 分 数 10F表 示 含 碳 量 为 0.1 ， 沸 腾 钢*常 用 结 构 钢 的 牌 号 08、 10、 15、 20、 25等 牌 号 属 低 碳 钢 ， 其 塑 性 好 易 于 拉 拔 、 冲 压 、 挤 压 、锻 造 和 焊 接 ,其 中 20钢 用 途 最 广 ,常 用 于 制 造 螺 钉 ， 螺 母 ， 垫 圈 ， 小 轴 ，冲 压 件 ,焊 接 件 ;有 时 用 于 渗 碳 件 。 30、 35、 40、 45、 50、 55等 牌 号 属 于 中 碳 钢 ， 因 钢 中 珠 光 体 增 多 ， 强 度硬 度 提 高 ， 淬 火 后 硬 度 显 著 增 加 ， 其 中 45钢 的 强 度 、 硬 度 、 塑 性 、 韧 性都 较 好 ， 即 综 合 性 能 优 良 ， 应 用 最 广 ， 常 用 于 制 造 轴 ， 丝 杠 ， 齿 轮 ， 重要 的 螺 钉 ， 螺 母 等 。 60、 65、 70、 75等 牌 号 属 高 碳 钢 ， 经 淬 火 ， 回 火 后 强 度 硬 度 提 高 ， 弹 性优 良 ， 常 用 于 制 造 小 弹 簧 ， 钢 丝 绳 轧 辊 等 。 3.碳 素 工 具 钢碳 素 工 具 钢 的 含 碳 量 为 0.7 1.35淬 火 后 硬 度 高 （ 60HRC） 耐 磨 性 良 好 。 工 作 温 度 250 ， 否 则 硬 度 迅 速 下 降 。牌 号 ： T + 一 或 二 位 数 字 表 示 ， 例 T7A 其 中 ： T表 示 碳 素 工 具 钢 7表 示 平 均 含 碳 量 为 0.7 A表 示 高 级 优 质常 用 ： T8、 T10、 T10A、 T12 T8属 共 析 钢 ， 上 述 牌 号 中 韧 性 最 好 ， 多 用 于 制 造 受 冲 击 的 工 具 ， 例 如錾 子 ， 锻 工 工 具 T10,T10A硬 度 较 高 ， 且 有 一 定 的 韧 性 ， 常 用 来 制 造 锯 条 ， 小 冲 模 等 T12 硬 度 最 高 耐 磨 性 好 ， 但 脆 性 大 ， 适 于 制 造 不 受 冲 击 的 耐 磨 工 具 ，如 ， 钢 锉 ， 刮 刀 等 表 1 4 常 用 碳 素 钢 的 化 学 成 分 和 力 学 性 能 合 金 钢 为 改 善 钢 的 某 些 性 能 ， 特 意 加 入 一 种 或 几 种 合 金 元 素 所 炼 成 的 钢 。钢 中 的 硅 含 量 大 于 0.5 ， 或 含 锰 量 大 于 1.0 ， 也 属 于 合 金 钢 。合 金 元 素 加 入 钢 后 ， 通 常 使 钢 的 强 度 ， 硬 度 增 加 ， 合 金 元 素 超 过 一 定 量 时 ， 可能 使 韧 性 下 降 。大 多 数 合 金 元 素 可 提 高 合 金 钢 的 回 火 稳 定 性 ， 即 抗 回 火 软 化 能 力 高 。当 含 W、 Mo、 V、 Ti量 较 高 时 ， 合 金 钢 有 回 火 时 硬 度 升 高 的 现 象 ， 称 为 二 次 硬 化 。低 合 金 钢合 金 总 含 量 较 低 （ 3%),含 碳 量 也 较 低 的 合 金 结 构 钢 。 与 同 等 含 碳 量 碳 素 钢相 比 ， 强 度 及 塑 性 均 好通 常 在 退 火 或 正 火 状 态 下 使 用 ， 成 型 后 不 再 进 行 淬 火 、 调 质 等 热 处 理 。以 Q*（ 屈 服 强 度 ） 表 示 牌 号 ， 具 体 种 类 ： o 可 焊 接 低 合 金 高 强 钢 ， 应 用 最 广 ， 含 碳 量 0.2%， Mn为 主 要 合 金 (0.8-1.8),Ti,V、Nb、 Cr、 Ni、 RE等 （ 钛 、 钒 、 铌 、 铬 、 镍 、 铼 ）o 低 合 金 耐 候 钢 、 低 合 金 钢 筋 钢 、 铁 道 用 低 合 金 钢 、 矿 用 低 合 金 钢 常 用 Mn、 Cr、 Si、 Ni、 W、 V、 Ti、 B等 增 加 钢 的 淬 透 性 ， 并 使 晶 粒 细 化 ， 使大 截 面 零 件 调 质 处 理 后 获 得 更 好 的 强 、 韧 结 合 力 学 性 能 。 可 采 用 油 类 淬 火 ，从 而 减 少 淬 火 裂 纹 及 变 形 倾 向合 金 结 构 钢 ： 低 碳 用 于 渗 碳 件 ； 中 碳 用 于 调 质 及 渗 碳 件 ； 高 碳 用 于 大 弹 簧性 能 比 碳 素 钢 有 更 好 的 力 学 性 能 ， 特 别 是 热 处 理 性 能 优 良 ，因 此 便 于 制 造 尺 寸 较 大 、 形 状 复 杂 或 要 求 淬 火 变 形 小 的 零 件 。 2.合 金 工 具 钢主 要 用 来 制 造 刃 具 ， 模 具 ， 和 量 具 。合 金 元 素 作 用 是 增 加 钢 的 淬 透 性 （ Si、 Cr、 Mn） ， 耐 磨 性 及 红 硬 性 （ W、 Mo、 V） 。适 于 制 造 形 状 复 杂 ， 尺 寸 较 大 ， 切 削 速 度 较 高 或 工 作 温 度 较 高 的 工 具 和 模 具 。工 具 钢 的 牌 号 ： 数 字 +元 素 符 号 +数 字 例 9Cr2 平 均 含 碳 量 为 0.9 ； CrWMn-平 均 含 碳 量 为 1.09SiCr、 9Mn2V常 用 的 低 合 金 刃 具 钢 ， 制 造 切 削 速 度 不 高 的 工 具 和 小 的 模 具 。例 如 丝 锥 ， 等 W18Cr4V-是 高 速 工 具 钢 ， 制 造 钻 头 铣 刀 ， 拉 刀 等 ， 600 时 仍 保 持 高 硬 度 ，故 可 用 较 高 切 削 速 度 切 削 。3.特 殊 性 能 钢 不 锈 钢 ， 耐 热 钢 ， 耐 磨 钢 等 ， 常 用 的 不 锈 钢 牌 号 是 2Cr13、 1Cr18Ni9、 0Cr18Ni11Ti 例 如 ： 受 力 状 态 ， 工 作 温 度 ， 环 境 介 质 等 金 属 材 料 的 基 本 加 工 方 法 有 铸 造 ， 锻 造 ， 冲 压 ， 焊 接 ， 切 削 加 工 和 热 处理 ， 各 种 加 工 工 艺 例 如 焊 接 选 用 低 碳 钢 或 低 碳 合 金 钢 ， 冲 压 件 选 用 低 碳 沸 腾 钢 ， 冲 模 选 用淬 透 性 优 良 的 合 金 工 具 钢 。 一 般 说 ， 优 先 选 用 价 格 低 的 材 料 ， 例 如 优 先 选 用 碳 素 钢 或 灰 铸 铁 ， 难 以 满 足 要 求 时 ， 选 用 合 金 钢 ， 球 墨 铸 铁 ， 铸 钢 或 其 它 材 料 。 16Mn比 Q235成 本 略 高 ， 但 强 度 高 46 ， 可 减 少 用 量 将 钢 在 固 态 下 ， 通 过 加 热 、 保 温 和 冷 却 ， 以 改 变 钢 的 组 织 ， 从而 获 得 所 需 性 能 的 工 艺 方 法 。只 改 变 金 属 材 料 的 组 织 和 性 能 ， 不 以 形 状 与 尺 寸 改 变 为 目 的 。可 提 高 零 件 的 强 度 、 硬 度 、 韧 性 、 弹 性 等 ； 改 变 切 削 加 工 性 能 。分 为 ：o 普 通 热 处 理 ： 退 火 、 正 火 、 淬 火 、 回 火 等 ；o 表 面 热 处 理 ： 表 面 淬 火 、 化 学 热 处 理 （ 渗 碳 、 氮 化 等 ）保 温 临 界 温 度冷 却 时 间加 热 热 处 理 工 艺 曲 线 必 须 加 热 到 红 线 以 上 温 度 ， 方 能 完 全 变 为 奥 氏 体 ； 初 始 奥 氏 体 晶 粒 细 小 ， 很 好 ； 加 热 温 度 过 高 或 保 温 时 间 过 长 ， 都 将 引 起 晶 粒 急 剧 增 大 ；因 此 ， 需 根 据 状 态 图 及 含 碳 量 合 理 选 定 加 热 时 间 及 保 温 时 间 共 析 钢 加 热 到 Ac1时 ， 发 生 P向 A转 变 。 A晶 核 首 先 在 F与 Fe3C交 界 面 上 形 成 这 是 因 为 F的 含 碳 量 低 ， Fe3C含 碳 量 高 ， A的 含 碳 量 介 于 两 者 之 间 。 形 成 晶 核 后 ， A晶 核 不 断 合 并 相 邻 的 F， 且 Fe3C不 断 溶 解于 A中 ， 以 供 给 碳 分 。 A不 断 长 大 ， 直 至 P全 部 转 变 为 A。 这 是 因 为 F的 含 碳 量 低 ， Fe3C含 碳 量 高 ， A的 含 碳 量 介 于 两 者 之 间 。亚 共 析 钢 加 热 到 Ac1以 上 时 ， P A， 此 时 组 织 为 F A 继 续 升 温 ， F向 A转 变 ， 超 过 Ac3时 ， F消 失 ， 组 织 为 细 而0单 一 A。过 共 析 钢 转 变 情 况 与 上 述 相 似 ， 只 是 晶 粒 较 粗 大 。 影 响 奥 氏 体 化 因 素 （ 共 析 钢 而 言 ）1） 加 热 温 度 和 加 热 速 度 。 加 热 温 度 高 ， 转 变 较 快 加 热 速 度 快 ， 转 变 起 始 温 度 高 ， 终 了 温 度 也 高2） 含 碳 量 含 碳 量 高 ， 渗 碳 体 也 较 多 ， F与 Fe3C的 界 面 也 多 ， 利 于 A形 成3） 钢 原 始 组 织 原 始 组 织 愈 细 愈 有 利 于 A的 形 成 室 温 时 钢 的 机 械 性 能 ， 与 加 热 、 保 温 获 得 的 奥 氏 体 晶 粒 大小 有 关 ， 决 定 于 奥 氏 体 经 冷 却 后 所 获 得 组 织 。 奥 氏 体 的 组 织 转 变 与 冷 却 方 式 、 冷 却 速 度 有 直 接 关 系 。钢 的 热 处 理 工 艺 有 两 种 冷 却 方 式 (1)连 续 冷 却 方 式 加 热 A 温 度 连 续 下 降 到 室 温 例 如 水 冷 、 油 冷 、 空 冷 等 。1.4.1 钢 冷 却 时 组 织 转 变 奥 氏 体 化 的 钢 A 1线 以 下 ， 产 生 过 冷 奥 氏 体 奥 氏 体 转 变 得 所 需 组 织 ， 发 生 A向 P转 变 。 过 冷 奥 氏 体 ： 被 冷 却 到 A1温 度 以 下 ， 尚 未 发 生 转 变 而 暂 时 存 在 的 奥 氏 体 。较 快 地 冷 却保 温 冷 却 到 室 温 珠 光 体 转 变 区 （ Ar1-550度 ）珠 光 体 P， 粗 片 状 ； Ar1-650度索 氏 体 S， 细 片 状 ； 650-600度托 氏 体 T， 极 细 片 ； 600-550度贝 氏 体 B， 550-Ms中 温 区马 氏 体 转 变 区 ， Ms以 下 低 温 区若 过 冷 奥 氏 体 快 速 冷 却 至 Ms以 下 ，则 由 于 铁 快 速 转 变 为 铁 ， 钢 中的 碳 难 以 从 溶 铁 能 力 低 的 铁 中扩 散 出 去 ， 形 成 了 铁 过 饱 和 固溶 体 ， 即 马 氏 体 ，由 于 马 氏 体 严 重 畸 变 ， 因 此 硬 度高 ， 韧 性 差 。1.4.1 钢 冷 却 时 组 织 转 变 冷 却 方 法 抗 拉 强 度/MPa 屈 服 点 /MPa 断 后 伸 长 率 / 断 面 收 缩 率 / 硬 度 /HRC 随 炉 冷 却 530 280 32.5 49.3 15 18 空 气 冷 却 670 720 340 15 18 45 50 18 24 油 中 冷 却 900 620 18 20 48 40 50 水 中 冷 却 1100 720 7 8 12 14 52 6045钢 经 840 加 热 在 不 同 条 件 冷 却 后 的 力 学 性 能转 变 类 型 转 变 温 度 转 变 产 物 符 号 显 微 组 织 特 征 硬 度 HRC高 温转 变 Ac1 650 珠 光 体 P 粗 片 状 铁 素 体 与 渗 碳 体 混 合 物 25650 600 索 氏 体 S 600倍 光 学 金 相 显 微 镜 下 才 能 分 辨 的细 片 状 珠 光 体 25 35600 550 托 氏 体 T 在 光 学 金 相 显 微 镜 下 已 无 法 分 辨 的极 细 片 状 珠 光 体 35 40中 温转 变 550 350 上 贝 氏 体 B上 羽 毛 状 组 织 40 45350 Ms 下 贝 氏 体 B下 黑 色 针 状 或 称 竹 叶 状 组 织 45 55 p 炉 冷 V1： 它 分 别 与 C曲 线 的 转 变 开 始 和 转 变 终了 线 相 交 于 1、 2点 ， 这 两 点 位 于 C曲 线 上 部 珠光 体 转 变 区 域 ， 它 的 转 变 产 物 为 珠 光 体 ， 硬 度170220HBS。p 空 冷 V2： 它 分 别 与 C曲 线 的 转 变 开 始 线 和 转 变终 了 线 相 交 于 3、 4点 ， 位 于 C曲 线 珠 光 体 转 变区 域 中 下 部 分 ， 故 可 判 断 其 转 变 产 物 为 索 氏 体 ，硬 度 2535HRC。p 油 冷 V3： 与 C曲 线 的 转 变 开 始 线 交 于 5、 6点 ，没 有 与 转 变 终 了 线 相 交 ， 所 以 仅 有 一 部 分 过 冷奥 氏 体 转 变 为 托 氏 体 ， 其 余 部 分 在 冷 却 至 Ms线以 下 转 变 为 马 氏 体 组 织 。 因 此 ， 转 变 产 物 应 是托 氏 体 和 马 氏 体 的 混 合 组 织 ， 硬 度 4555HRC。p 水 冷 V4： 它 不 与 C曲 线 相 交 ， 过 冷 奥 氏 体 将 直接 冷 却 至 Ms以 下 进 行 马 氏 体 转 变 。 最 后 得 到 马氏 体 和 残 余 奥 氏 体 组 织 ， 硬 度 5565HRC。 p 索 氏 体 (细 片 珠 光 体 ） : 在 光 学 金 相 显 微 镜 下 放 大 600倍 以 上 才 能 分 辨 片 层 的 细 珠 光 体 ，其 实 质 是 一 种 珠 光 体 ， 具 有 良 好 的 综 合 机 械 性 能 ， 是 片 层 的 铁素 体 与 渗 碳 体 的 双 相 混 合 组 织 ， 其 层 片 间 距 较 小 （ 30 80nm） ，碳 在 铁 素 体 中 已 无 过 饱 和 度 ， 是 一 种 平 衡 组 织 。 将 淬 火 钢 在 450-600 进 行 回 火 ， 所 得 到 的 索 氏 体 称 为 回 火 索 氏体 （ tempered sorbite） 。 回 火 索 氏 体 中 的 碳 化 物 分 散 度 很 大 ，呈 球 状 。 故 回 火 索 氏 体 比 索 氏 体 具 有 更 好 的 机 械 性 能 。 这 就 是为 什 么 多 数 结 构 零 件 要 进 行 调 质 处 理 （ 淬 火 +高 温 回 火 ） 的 原 因 。p 托 氏 体 (tempered martensite)(极 细 片 珠 光 体 )（ 也 译 做 屈 氏 体 ） 是 一 种 最 细 的 珠 光 体 类 型 组 织 ， 其 组 织 比 索 氏 体 组 织 还 细 。 600-550 范 围 内 奥 氏 体 等 温 转 变 形 成 ， 片 层 间 距 平 均 小 于0.1 m， 只 有 电 子 显 微 镜 才 能 分 辨 出 层 片 。 钢 经 淬 火 后 在 300450 回 火 所 得 到 的 屈 氏 体 称 为 回 火 屈 氏 体 。 p 贝 氏 体 ;贝 茵 体 ;bainite 30年 代 初 美 国 人 E C Bain等 发 现 钢 过 冷 奥 氏 体 的 中 温 (350 550 )转 变 产 物 -Fe和 Fe3C 的 复 相 组 织 。 贝 氏 体 转 变 温 度 介 于 珠 光 体 转 变 与 马 氏 体 转 变 之 间 。 在 贝 氏 体 转 变 温 度 偏 高 区 域 转 变 产 物 叫 上 贝 氏 体 (up bai-nite)，其 外 观 形 貌 似 羽 毛 状 ， 冲 击 韧 性 较 差 ， 生 产 上 应 力 求 避 免 。 （ 因 F片 粗 且 平 行 分 布 ， 同 时 晶 间 有 脆 性 的 渗 碳 体 ， 故 塑 、 韧 性 差 ） 在 贝 氏 体 转 变 温 度 下 端 偏 低 温 度 区 域 转 变 产 物 叫 下 贝 氏 体 。 （ 由针 叶 状 过 饱 和 F和 弥 散 分 布 在 其 中 的 极 细 小 的 渗 碳 体 组 成 ） 其 冲 击韧 性 较 好 。 为 提 高 韧 性 ， 生 产 上 应 通 过 热 处 理 控 制 获 得 下 贝 氏 体 。 在 硬 度 相 同 的 情 况 下 贝 氏 体 组 织 的 耐 磨 性 明 显 优 于 马 氏 体 ， 因 此 在 钢铁 材 料 中 基 体 组 织 获 得 下 贝 氏 体 是 人 们 追 求 的 目 标 。 贝 氏 体 等 温 淬 火 ： 是 将 钢 件 奥 氏 体 化 ， 使 之 快 冷 到 贝 氏 体 转 变 温 度 区间 （ 260 400 ） 等 温 保 持 ， 使 奥 氏 体 转 变 为 贝 氏 体 的 淬 火 工 艺 ， 有时 也 叫 等 温 淬 火 。 一 般 保 温 时 间 为 30 60min。上 贝 氏 体 *100 倍 ； （ 羽 毛 状 ） 下 贝 氏 体 *500倍 （ 针 叶 状 ） 马 氏 体最 先 由 德 国 冶 金 学 家 Adolf Martens(1850-1914)于 19世 纪 90年 代 在钢 （ 中 、 高 碳 钢 ） 中 发 现 的 ： 将 钢 加 热 到 一 定 温 度 （ 形 成 奥 氏 体 ） 后经 迅 速 冷 却 （ 淬 火 ） ， 得 到 的 能 使 钢 变 硬 、 增 强 的 一 种 淬 火 组 织 。马 氏 体 的 三 维 组 织 形 态 通 常 有 片 状 或 者 板 条 状 ， 但 在 金 相 观 察 中 （ 二维 ） 通 常 表 现 为 针 状 ， 这 是 一 些 地 方 通 常 描 述 为 针 状 的 原 因 。马 氏 体 的 晶 体 结 构 为 体 心 四 方 结 构 （ BCT） ,高 强 度 和 硬 度 是 钢 中 马 氏体 的 主 要 特 征 之 一 。20世 纪 以 来 ， 又 相 继 发 现 在 某 些 纯 金 属 和 合 金 中 也 具 有 马 氏 体 相 变 。片 状 马 氏 体 (plate) o 长 大 速 度 非 常 快 ， 先 形 成 的 M片 较 大 ， 后 形 成 的 M片 不 能 穿 越 已 形 成 的 M，故 较 小 。 显 微 镜 下 为 长 短 不 一 ， 互 成 一 定 角 度 的 M片 。板 条 状 马 氏 体 (lath) o 截 面 呈 椭 圆 形 的 细 长 条 状 ， 许 多 尺 寸 大 致 相 同 的 定 向 相 互 平 行 排 列 ， 构 成 一 个 群 （ 束 ） ， 显 微 组 织 为 一 束 束 细 长 板 条 状 组 织 。片 状 马 氏 体 *500倍 ； 板 条 状 马 氏 体 *500倍 例 ： 较 慢 的 冷 却 速 度 ， 相 当 于 炉 冷 ， 对 应 退 火 ， 组 织 P 稍 快 些 冷 却 ， 相 当 于 空 冷 ， 对 应 正 火 ， 组 织 S， 硬 度 HRC25 35 更 快 冷 却 ， 相 当 于 油 冷 ， 油 淬 ， 组 织 (M+T)， 硬 度 HRC45 55 再 更 快 冷 却 ， 相 当 于 水 冷 ， 水 淬 ， M+A ,HRC5565马 氏 体 硬 度 决 定 于 马 氏 体 中 含 碳 量 ， 含 碳 量 高 ， 硬 度 也 增高 ， 晶 格 畸 变 大 ， 淬 火 内 应 力 也 大 ， 往 往 有 显 微 裂 纹 ， 所以 塑 性 、 韧 性 很 差 。 又 称 C曲 线 。 将 共 析 钢 加 热 到 A1温 度 以 上 ， 以 不 同 过 冷 度 测 出 过 冷 奥氏 体 在 恒 温 下 开 始 转 变 和 转 变 终 了 时 ， 画 在 时 间 -温 度坐 标 中 去 ， 可 得 C曲 线 。1.4.1 退 火 ：将 钢 加 热 保 温 ， 然 后 随 炉 冷 却 或 埋 入 灰 中 缓 慢 冷 却 。退 火 目 的奥 氏 体 化 后 重 结 晶 ， 细 化 晶 粒 ， 提 高 钢 的 塑 性 和 韧 性降 低 钢 的 硬 度 ， 以 利 于 切 削 等 加 工 （ 冲 冷 拉 ）消 除 内 应 力 ， 并 为 淬 火 作 准 备正 火 ：将 亚 共 析 钢 加 热 到 Ac3以 上 30-50 ， 过 共 析 钢 Accm以 上 30-50 ， 保 温 后 空 冷 。正 火 用 途 ：对 低 碳 钢 和 低 碳 合 金 钢 尽 量 以 正 火 代 退 火 ， 可 提 高 硬 度 (140 190HBS)， 改 善 切 削加 工对 中 碳 合 金 钢 、 高 碳 钢 复 杂 件 仍 以 退 火 为 宜 ，对 过 共 析 钢 ， 减 少 或 消 除 网 状 二 次 渗 碳 体 为 球 化 退 火 作 准 备 。 作 普 通 结 构 体 的 最 终 热 处 理 ；作 为 有 淬 火 开 裂 危 险 的 零 件 作 最 终 热 处 理 亚 共 析 钢 加 热 到 Ac3以 上 30-50 -保 温 -炉 冷 或 炉 冷 +空 冷主 要 用 于 具 有 亚 共 析 组 织 的 碳 钢 、 合 金 钢 的 铸 件 、 锻 件 、 热 轧 型 材 等 ，有 时 也 用 于 淬 火 返 修 件 。“ 完 全 ” 是 退 火 件 加 热 获 得 完 全 的 奥 氏 体 组 织 ， 以 解 决 原 有 ： 晶 粒 组大 ， 组 织 不 匀 ， 内 应 力 ， 塑 性 、 韧 性 差 ， 易 裂 ， 变 形 等 问 题 ； 但 应 严格 控 制 退 火 温 度 ， 否 则 ， 晶 粒 仍 然 粗 大 。加 热 到 Ac1以 下 ， 保 温 ， 冷 却 。 钢 未 发 生 组 织 转 变 。用 于 消 除 工 件 内 应 力 时 ， 称 去 应 力 退 火 。 500-650 ， 主 要 用 于 部 分铸 件 、 锻 件 、 焊 件 去 除 内 应 力 ， 有 时 也 用 于 精 密 切 削 加 工 ， 以 去 除 粗加 工 所 产 生 内 应 力 。用 于 消 除 冷 变 形 产 生 的 加 工 硬 化 时 ， 称 再 结 晶 退 火 。 650 750 加 热 到 Ac1以 上 20-30 ， 保 温 ， 再 冷 却 。主 要 用 于 过 共 析 钢 ， 经 球 化 退 火 后 ， 把 珠 光 体 中 片 状 渗 碳 体 和 网 状 渗碳 体 组 织 都 转 变 为 球 状 。 降 低 硬 度 ， 改 善 切 削 加 工 性 ， 并 为 淬 火 做 好 准 备 ， 以 减 少 最 终 热 处 理时 工 件 变 形 和 开 裂 倾 向 。 将 钢 加 热 到 Ac3或 Ac1以 上 30 50 ， 保 温 后 在 淬 火 介 质 中 快 速 冷 却 ，以 获 得 马 氏 体 组 织 。由 于 过 冷 度 很 大 ， 铁 碳 原 子 都 不 能 进 行 扩 散 ， 仅 能 发 生 Fe向 Fe的 同 素 异 晶 转 变 ， 而