鋼件淬火過程中，由于鋼件截面各部分冷卻速度不同，而造成溫度的差異，引起鋼件的體積收縮的不均勻，從而導(dǎo)致熱應(yīng)力的形成。如果熱應(yīng)力超過鋼件的屈服極限時(shí)，就會(huì)造成鋼件的塑性變形。熱應(yīng)力所引起的變形，往往使鋼件趨向“腰鼓”形狀，即直徑脹大而長(zhǎng)度縮小。鋼件淬火時(shí)，鋼從高溫進(jìn)行急劇冷卻，鋼的表層要比其內(nèi)部的冷卻速度快而發(fā)生較激烈的收縮。鋼件內(nèi)部由于冷卻較慢，其收縮則較小，從而內(nèi)部的阻礙則承受拉應(yīng)力作用。此時(shí)，當(dāng)拉應(yīng)力超過其高溫屈服強(qiáng)度時(shí)，表層即可發(fā)生塑性滑移變形。假定外層溫度比心部低△T，鋼件直徑為D，

眾所周知，淬火時(shí)鋼中的過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程中，伴隨有質(zhì)量體積的變化。由于馬氏體的質(zhì)量體積大于奧氏體的質(zhì)量體積，所以轉(zhuǎn)變結(jié)果，將引起體積膨脹。由于淬火冷卻初期鋼件表層或截面較小的部分，其冷卻速度快，使之首先冷卻到Ms點(diǎn)以下發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，但鋼件心部或較厚的部分這一轉(zhuǎn)變略為滯后，這樣造成了馬氏體向奧氏體轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性。表層和冷卻較快的部分，發(fā)生馬氏體型相變引起鋼件外層和局部的體積膨脹，而鋼件內(nèi)部和冷卻較慢的部分尚未處于過冷奧氏體狀態(tài)，此時(shí)會(huì)由于外層的膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力；外層膨脹受到內(nèi)部限制而具有壓應(yīng)力。因

實(shí)際生產(chǎn)中，鋼件的熱處理應(yīng)力，一般是既有熱應(yīng)力，又有組織應(yīng)力，以及組織不均勻所造成的附加應(yīng)力存在。所謂淬火變形，就是這些應(yīng)力的綜合作用的結(jié)果（很少遇到因單純的熱應(yīng)力或組織應(yīng)力所造成的變形）。然而，究竟產(chǎn)生趨向于何種形式的變形，鋼的淬透性和Ms點(diǎn)的位置具有重要的影響，此二者又取決于鋼的成分等。對(duì)于具有一定成分的某種鋼來說，Ms點(diǎn)又取決于其淬火溫度，因?yàn)榇慊饻囟鹊母叩蛯?duì)高溫奧氏體中含碳量及合金元素起決定作用。另外，淬火溫度對(duì)熱應(yīng)力的大小和殘余奧氏體量的多少也有重要影響。其他如冷卻速度、工件形狀、尺寸因素等對(duì)淬火應(yīng)力、淬

將鋼件加熱到臨界點(diǎn)（Ac3，Acm）以上，進(jìn)行完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻，這種熱處理稱正火熱處理。正火的目的與退火相同，只是溫度高于退火，且在空氣中冷卻。正火工藝：正火的加熱溫度與鋼的化學(xué)成分關(guān)系很大，低碳鋼加熱溫度為Ac3以上100-150℃，中碳鋼加熱溫度為Ac3以上50-100℃，高碳鋼加熱溫度為Ac3以上30-50℃。保溫時(shí)間與工件厚度和加熱爐的形式有關(guān)，冷卻既可采用空冷，也可采用吹風(fēng)冷卻。但注意工件冷卻時(shí)不能堆放在一起，應(yīng)散開放置。正火后的組織與性能：正火實(shí)際上是退火的一種特殊情況，兩者不同之處主要在

一個(gè)零件的生產(chǎn)過程是由許多，道工序所組成，在生產(chǎn)工序中為了某一目的，還會(huì)穿插多次熱處理，熱處理可以分為兩類：預(yù)先熱處理：消除前道工序造成的缺陷。為隨后切學(xué)加工，最終熱處理做準(zhǔn)備。最終熱處理：使工件滿足使用條件下的性能要求。退火：完全退火，等溫退火，擴(kuò)散退火，球化退火，去應(yīng)力退火，再結(jié)晶退火。退火的目的：1、降低鋼件硬度，利于切削加工，HB=160-230，最適于切削加工，退火后HB恰在此中；2、消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼件尺寸，并防止變形和開裂；3、細(xì)化晶粒，改善組織，提高鋼的機(jī)械性能；4、為最終熱處理（淬火，回火）做組

三、擴(kuò)散退火（均勻化退火）適用范圍：合金鋼鑄錠和鑄件。目的：消除合金結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的枝晶偏析，使成分均勻，故而又稱均勻化退火。工藝：把鑄錠或鑄件加熱到Ac1以上大約1000~2000℃，保溫10到15小時(shí)，再隨爐冷卻。特點(diǎn)：高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱。鋼中合金元素含量越高，加熱溫度也越高，高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱，又是造成組織過熱的又一原因，因此擴(kuò)散退火后需要進(jìn)行一定完全退火或正火來消除過熱。四、球化退火使用范圍：多用于共析或過共析成分的碳鋼和合金鋼。目的：球化滲碳體，硬度下降，改善切削加工性能，為淬火做好準(zhǔn)備。工藝：將過共析鋼加熱到Ac1

板狀零件在淬火熱處理時(shí)易產(chǎn)生“盆形”和撓曲。產(chǎn)生此種變形的原因在于零件各部位溫度和冷卻速度的不同，無論熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會(huì)引起“盆形”變形，而且很難利用它們之間的方向不同來消除“盆形”。板狀零件消除撓曲的主要方法是勻熱勻冷。加熱時(shí)力求各部位溫度一致，尤其注意中部溫度要和邊緣一致，如用鹽爐加熱，要很快人鹽（最好使用“自重”速度），不使先后入鹽部位產(chǎn)生大的溫差；用箱式爐時(shí)要注意在加熱時(shí)盡可能保持邊和中心同樣的加熱速度和兩面加

1．鈦及鈦合金的退火熱處理去應(yīng)力退火：目的是消除工業(yè)純鈦和鈦合金零件加工或焊接后的內(nèi)應(yīng)力。退火溫度一般為450~650℃，保溫時(shí)間1～4h，空冷。再結(jié)晶退火：目的是消除加工硬化。對(duì)于純鈦一般用550~690℃溫度，而鈦合金用750~800℃，保溫時(shí)間1～3h，空冷。2．鈦合金的淬火和時(shí)效熱處理淬火和時(shí)效的目的是提高鈦合金的強(qiáng)度和硬度。α鈦合金和含β穩(wěn)定化元素較少的（α+β）鈦合金，自β相區(qū)淬火時(shí)，發(fā)生無擴(kuò)散型的馬氏體轉(zhuǎn)變r(jià)→α′。α′為B穩(wěn)定化元素在α-Ti中的過飽和固溶體。α&p

滲碳后淬火回火和碳氮共滲后淬火回火的零件，標(biāo)注的主要技術(shù)要求是表面硬度、心部硬度和有效硬化層深度，其他技術(shù)要求（滲層金相組織、滲層碳濃度、或硬度分布、心部力學(xué)性能等）按規(guī)定執(zhí)行。表面硬度滲碳后淬火回火和碳氮共滲后淬火回火的零件的表面硬度要求，通常以維氏硬度或洛氏硬度表示，對(duì)應(yīng)的最小有效硬化層深度和試驗(yàn)力與表面淬火零件相同。心部硬度對(duì)滲碳后淬火回火或碳氮共滲后，淬火回火的零件心部硬度有要求時(shí)，應(yīng)予以標(biāo)注。滲層的有效硬化層深度，滲碳后淬火回火或碳氮共滲后淬火回火零件，有效硬化層深度在圖樣上的表示方法，與表面淬火有效硬化

分類一般比較復(fù)雜，不僅要求科學(xué)性完整性，且應(yīng)留有發(fā)展的余地。熱處理工藝材料范圍廣，種類多，影響因素復(fù)雜，術(shù)語繁多，因此合理的分類方法是制定本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。熱處理工藝材料分類方法有多種，按工藝材料的物質(zhì)狀態(tài)，可分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三類，按材料的來源與組成分為單一材料、機(jī)械混合材料、合成材料等。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)工藝材料性質(zhì)與用途，結(jié)合我國國情，將熱處理工藝材料分為六類，即加熱介質(zhì)，冷卻介質(zhì)，化學(xué)熱處理滲劑（簡(jiǎn)稱滲劑），熱處理保護(hù)涂料（簡(jiǎn)稱涂料），熱清洗劑及防銹劑等。1、熱處理加熱氣態(tài)介質(zhì)，主要列入了加熱用的原料氣和惰性氣體，其

合金元素對(duì)鋁的另一種強(qiáng)化作用是通過熱處理實(shí)現(xiàn)的。但由于鋁沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，所以其熱處理相變與鋼不同。鋁合金的熱處理強(qiáng)化，主要是由于合金元素在鋁合金中有較大的固溶度，且隨溫度的降低而急劇減小，所以鋁合金經(jīng)加熱到某一溫度淬火后，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增高，但塑性、韌性則降低，這個(gè)過程稱為時(shí)效。在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)效，在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱為人工時(shí)效。時(shí)效過程中使鋁合金的強(qiáng)度、硬度增高的現(xiàn)象稱為時(shí)效強(qiáng)化或時(shí)效硬化。其強(qiáng)化效果是依靠

孔徑的脹縮是熱處理中較復(fù)雜的問題之一，因?yàn)樗y以用機(jī)械方法矯正。在孔徑脹大超過公差時(shí)，零件的磨削精加工將無能為力。復(fù)雜孔型的變形更給機(jī)加工上帶來極大困難，甚至?xí)官M(fèi)了很多工時(shí)加工出來的零件報(bào)廢。帶孔件的孔徑，在淬火熱處理時(shí)變形的基本規(guī)律是：熱應(yīng)力引起孔徑縮小而組織應(yīng)力以及組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化引起孔徑脹大。我國許多工廠有著豐富的利用熱應(yīng)力縮孔的經(jīng)驗(yàn)。將帶孔件低于臨界點(diǎn)加熱后急冷，可顯著縮小內(nèi)孔，孔徑越小，厚度越大時(shí)，縮小效果越好，冷卻速度越快時(shí)，縮小效果也越好。另外為了強(qiáng)化縮孔作用，可使夾板夾住工件急冷，使外表面冷卻

存在于淬火件不同部位上能引起應(yīng)力集中的因素(包括冶金缺陷在內(nèi))，對(duì)淬火裂紋的產(chǎn)生都有促進(jìn)作用，但只有在拉應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)(尤其是在最大拉應(yīng)力下)才會(huì)表現(xiàn)出來，若在壓應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)并無促裂作用。淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決定殘余應(yīng)力的重要因素，也是一個(gè)能對(duì)淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速零件在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論，這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值，故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的。其效果將隨高溫冷卻

1、 直接淬火低溫回火組織及性能特點(diǎn)：不能細(xì)化鋼的晶粒。工件淬火變形較大，合金鋼滲碳件表面殘余奧氏體量較多，表面硬度較低 適用范圍：操作簡(jiǎn)單，成本低廉用來處理對(duì)變形和承受沖擊載荷不大的零件，適用于氣體滲碳和液體滲碳工藝。2、 預(yù)冷直接淬火、低溫回火淬火溫度800-850℃ 組織及性能特點(diǎn)：可以減少工件淬火變形，滲層中殘余奧氏體量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奧氏體晶粒沒有變化。 適用范圍：操作簡(jiǎn)單，工件氧化、脫碳及淬火變形均小，廣泛應(yīng)用于細(xì)晶粒鋼制造的各種工具。3、 一次加熱淬火，低溫回火，淬火溫度820-85

在高溫下長(zhǎng)期工作的某些耐熱鋼件，為了提高蠕抗能力，常需造成較為粗大的最佳晶粒度。純鐵及硅鋼片等軟磁材料的磁導(dǎo)率隨晶粒的增大而升高，與此同時(shí)，矯頑力及鐵損則隨晶粒的增大而減小。為了改善上述材料制作的工件的實(shí)用性能，均需進(jìn)行晶粒粗化退火。珠光體型耐熱鋼（包括低碳鋼及低碳合金鋼）奧氏體晶粒尺寸隨鋼中碳、合金元素含量以及脫氧情況（如含鋁多少）的不同，在高溫加熱時(shí)具有不同的長(zhǎng)大傾向。晶粒粗化退火溫度可根據(jù)工件受力條件、使用溫度及鋼種來選擇，一般在900-1050℃之間。硅鋼片的最佳晶粒尺度為0.1～1mm，常采用950～10

淬火鋼件的時(shí)效變形，主要是由于淬火組織趨于穩(wěn)定化（即M→M回化或T回化引起體積（-），A殘→M回或B化引起體積(+))，以及應(yīng)力狀態(tài)的穩(wěn)定化（淬火拉應(yīng)力的消除（-），壓應(yīng)力的消除(+))所引起的。而鋼的淬火組織和應(yīng)力狀態(tài)，又取決于淬火的冷卻速度和回火溫度。因此，淬火鋼件的時(shí)效變形傾向，主要取決于淬火時(shí)的冷卻速度和隨后的回火溫度（或鋼件在使用或放置的溫度）。油中淬火和水中淬火的冷卻速度不同，因而產(chǎn)生符號(hào)不同的時(shí)效變形。膨脹是由于奧氏體的分解（或淬火壓應(yīng)力的消除）引起的；收縮則是由于馬氏體的分解（或

熱處理技術(shù)是金屬材料、制件在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，改變材料表面或者內(nèi)部的化學(xué)成分與組織、獲得所需性能的一種金屬熱加工技術(shù)，是一種傳統(tǒng)而古老的精益制造技術(shù)。熱處理作為唯一的整體改進(jìn)手段，能夠賦予材料極限性能，賦予制件裝機(jī)的服役性能和極限的裝機(jī)服役性能、將熱處理作為“特殊工藝過程”，對(duì)“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”諸方面及各關(guān)鍵點(diǎn)，均采取“全過程質(zhì)量控制與管理”的理念，彼此間遵循“乘法法則”，而絕非“加

釬縫不致密性直接影響到釬焊產(chǎn)品的接頭強(qiáng)度、抗腐蝕性、密封性及導(dǎo)電性等。影響釬焊釬縫致密性的缺陷主要有氣孔、夾渣、未釬透及縮松等。平行間隙釬縫釬焊時(shí)，金屬表面不平齊、清潔度不好以及液態(tài)釬劑和釬料同金屬表面的物理化學(xué)作用等會(huì)使釬料在填縫過程中因流動(dòng)速度不均勻而產(chǎn)生許多“小包圍”現(xiàn)象(圖1)或“大包圍”（圖2）現(xiàn)象，氣體或釬劑被圍住而形成夾氣、氣孔或夾渣等不致密性缺陷。圖1  釬焊填縫過程中“小包圍”缺陷示意圖圖2  釬焊填縫過程

越是使用冷卻能力大的冷卻劑，冷卻速度越不均等，則越容易發(fā)生熱處理變形。所以，選擇淬透性好的鋼，并以油冷，空冷能夠硬化，則熱處理變形小。但是如無必要將內(nèi)部淬硬時(shí)，淬透性小的鋼僅將其表面層馬氏體化，心部不淬硬，而達(dá)到減小變形的目的也是可以的。此外，如果采用高頻淬火，一般變形較小，這多數(shù)適用于45號(hào)鋼。馬氏體的含碳量越高，尺寸變化和變形都越大。因此可根據(jù)需要，選擇低碳馬氏體加分散碳化物來提高硬度的鋼種，同時(shí)有效地利用含有比容小的殘留奧氏體。但是這種場(chǎng)合，存在著硬度和時(shí)效變形問題。將具有纖維狀組織，或稱為帶狀組織的鋼材淬火

進(jìn)行表面淬火時(shí)，零件表面中心部呈現(xiàn)不同的組織，這時(shí)變形情況將十分復(fù)雜，例如將軸進(jìn)行高頻加熱或火焰加熱，將表面層淬火硬化，馬氏體硬化部分應(yīng)當(dāng)發(fā)生與其含碳量相應(yīng)的膨脹，而內(nèi)部非硬化部分對(duì)其變形起了抑制作用，因而表面層受壓應(yīng)力，心部受張應(yīng)力，并殘留下來，這在前章里已有敘述。表面淬火由于淬硬層薄，一般說來變形不大。但對(duì)于某些零件，由于加熱速度極快，冷卻也較快，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大，也會(huì)產(chǎn)生彎曲，撓曲，橢圓等變形，尤其將淬透層相對(duì)地加深，或溫度過高則更易變形，有時(shí)還造成淬火裂紋。表面加熱淬火會(huì)引起中孔的收縮。例如將內(nèi)螺紋量規(guī)，中