火焰淬火的質(zhì)量檢驗應(yīng)包括零件的外觀、表面的硬度、有效硬化層的深度和硬化區(qū)的范圍以及表面的金相組織等，因此在實際淬火過程中要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)的技術(shù)要求，確保熱處理后的表面符合圖紙的規(guī)定。零件在進(jìn)行火焰加熱前，需對其進(jìn)行整體的調(diào)質(zhì)或正火處理，確保淬火后的組織和性能符合技術(shù)要求，另外淬火的部位不允許存在氧化皮和脫碳現(xiàn)象，零件在淬火后必須在180～200℃低溫回火。①火焰的影響。加熱溫度、淬硬層深度、過渡區(qū)域組織和晶粒都與火焰有直接的影響，為保證工件的受熱部分溫度均勻，應(yīng)采用多嘴噴式的噴頭。②噴嘴與工件加熱面的理想距離在6～1

零件的加熱方式有兩種即同時加熱淬火法和連續(xù)加熱淬火法，選擇的依據(jù)是在設(shè)備的功率足夠大時，對于大批量的工件的熱處理采用同時加熱法，而對于功率小于所需要的輸出功率，或工件比較細(xì)長一次難于完成零件的加熱，必須采用連續(xù)加熱法。(1)同時加熱淬火法將工件需淬硬的表面加熱到淬火溫度，利用感應(yīng)器的噴射孔斜噴冷卻劑到加熱表面的冷卻方法，如圖1。為保證加熱的均勻，圓柱形工件通常繞縱軸以50～200r/min轉(zhuǎn)動，也可使工件在感應(yīng)器內(nèi)上下往復(fù)移動使整個表面一次加熱后同時淬火。同時加熱淬火的冷卻方式有噴射冷卻、流水冷卻和浸入冷卻等，冷卻

在鋼的熱處理過程中，鋼的退火和正火是大多作為一種淬火前的預(yù)備熱處理而出現(xiàn)的，當(dāng)然有時對非重要零件也可作為最終的熱處理工序。為了得到馬一氏體組織，再經(jīng)回火后得到良好的使用性能，充分發(fā)揮材料的潛力，必須進(jìn)行鋼的淬火和回火?？梢哉f鋼的淬火和回火是絕大多數(shù)零件進(jìn)行強(qiáng)化的重要手段，它在整個鋼的熱處理中占有十分重要的地位，因此必須認(rèn)真對待，掌握相關(guān)的知識和確實熟練操作的要領(lǐng)，對于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品是必要的。鋼的淬火是指將鋼加熱到臨界點Ac3或Ac1以上某一溫度，經(jīng)保溫一定時間后急速冷卻以獲得馬氏體組織的工藝方法，鋼淬火后的組織主

零件的熱處理淬火是從奧氏體化溫度，要以大于臨界冷卻速度迅速冷卻，以獲得要求的組織和性能。在奧氏體的區(qū)域內(nèi)快冷，產(chǎn)生熱應(yīng)力使表層受壓，在避免其分解的同時，也能防止零件的開裂，當(dāng)溫度降到Ms點以下，奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體產(chǎn)生相變應(yīng)力，此時冷卻速度愈大則相變應(yīng)力越大，零件表層的拉應(yīng)力越高，因此當(dāng)相變應(yīng)力與熱應(yīng)力則差值超過材料的斷裂強(qiáng)度，就會導(dǎo)致淬火開裂，在實際生產(chǎn)過程中要盡可能的在此區(qū)域內(nèi)緩慢冷卻，為了淬硬而不淬裂，即在C曲線的鼻部快冷，馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)慢冷。為了使工件得到要求的硬度和性能，滿足實際需要，工件加熱后要選擇合適的淬

滲碳鋼的含碳量一般在0.10%～0.25%之間，滲碳鋼的含碳量一般在0.25%以下，有的含碳量達(dá)到0.35%。滲碳零件大多為比較重要的零件，滲碳零件要求在滲碳、淬火和低溫回火后心部保持一定的韌性，通常用滲碳鋼制造。由于低碳鋼強(qiáng)度較低，淬透性差，長時間滲碳后晶粒容易長大，故重要的零件（如汽車、拖拉機(jī)齒輪等）都用合金滲碳鋼，它們要求力學(xué)性能和可靠性較高。(1)鋼的滲碳方法和特點滲碳是機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)熱處理方法，它是將低碳鋼（滲碳鋼）在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫(一般為900～950℃)，使活性碳原子滲入鋼的

從我國熱處理設(shè)備的發(fā)展趨勢來看，箱式爐和井式爐在國內(nèi)熱處理企業(yè)還占有40%的比例，其加熱介質(zhì)為空氣。由于空氣中的氧氣、二氧化碳和水蒸氣等氧化性氣體在一定的溫度下與零件表面的碳等發(fā)生反應(yīng)，使零件表面出現(xiàn)氧化和脫碳，因此應(yīng)盡可能采取措施加以避免，有的采用在爐內(nèi)放入木炭等方法，具有一定的效果。對于只能進(jìn)行空氣加熱的設(shè)備來說，如不采取一定的保護(hù)措施，勢必造成表面的氧化脫碳，因此要選用下述的手段來加以控制。在空氣等氧化性氣氛中實現(xiàn)對鋼鐵零件的加熱，除氧氣外，不含水汽的氫氣對表面沒有影響，但當(dāng)含水量在0.05%左右時，將會造成

鋼的熱處理應(yīng)當(dāng)在還原性氣氛中進(jìn)行，在加熱過程中能保護(hù)工件，免于氧化、脫碳的爐氣即為保護(hù)氣氛，作為淬火加熱工序應(yīng)確保零件的表面狀態(tài)沒有發(fā)生改變，下面為熱鍛模具、結(jié)構(gòu)鋼零件保護(hù)加熱時，通常的保護(hù)氣氛的成分詳見表1。表1   部分保護(hù)氣氛的成分比例零件在加熱過程中，為保護(hù)零件免于氧化和脫碳，在具有還原性的氣氛中完成熱處理，可以獲得無氧化、不脫碳的光亮表面，提高了表面質(zhì)量，同時也省去了酸洗、拋丸或噴砂工序，提高的作業(yè)效率、明顯降低了生產(chǎn)成本，因此國內(nèi)外關(guān)于保護(hù)氣氛的熱處理爐已經(jīng)得到了推廣和應(yīng)用。保護(hù)氣氛的種類很多

金屬的化學(xué)性能是指在其與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成新物質(zhì)的性能。一般根據(jù)金屬的特性將其分為三個方面，如下所述。(1)耐腐蝕性是指金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力。金屬在放置和使用過程中如果產(chǎn)生了腐蝕，不僅使金屬材料本身受到損壞，嚴(yán)重的腐蝕將造成金屬構(gòu)件和零件的早期失效，引起重大的質(zhì)量事故。在現(xiàn)代社會提高金屬材料的耐腐蝕性，不僅能夠節(jié)約材料、延長金屬材料的使用壽命，而且可降低事故發(fā)生的概率，因此具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會效益。(2)抗氧化性是指金屬材料在加熱過程中抵抗氧化作用的能力，一般而言金

合金工具鋼采用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，其余同合金結(jié)構(gòu)鋼的表示方法一致，含碳量大于1%不予標(biāo)出。該類鋼淬火后具有高的硬度，用于制造切削刀具、量具和模具等。值得注意的是合金工具鋼中的冷作模具鋼和熱作模具鋼，這兩類鋼在工具制造業(yè)中占有重要的位置。冷作模具鋼可承受很大的壓力、彎曲力、沖擊負(fù)荷和摩擦，具有高的硬度、良好的耐磨性、一定的韌性和抗疲勞強(qiáng)度、高的淬透性。小型模具多用低合金工具鋼，大型模具采用Cr12、Cr12MoV等高碳高鉻工具鋼，它們具有高的硬度和耐磨性以及熱處理微變形性；熱作模具鋼在高溫下工作，承受很

鍍錫薄鋼板簡稱鍍錫板，俗稱馬口鐵，是兩面鍍有錫的低碳薄鋼板。以熱浸工藝鍍錫的稱熱浸鍍錫板；以電鍍工藝鍍錫的稱電鍍錫板。電鍍錫板未加涂料的稱電素鐵；電鍍錫板加上涂料的稱涂料鍍錫板（涂料鐵）。(1)鍍錫板的結(jié)構(gòu)鍍錫板是由鋼基、錫鐵合金、錫層、氧化膜和油膜五層構(gòu)成。(2)鍍錫板的性能①機(jī)械性能：鍍錫原板要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的成型性能好形狀穩(wěn)定性，能夠經(jīng)受制作空罐和其他制品的成型加工。用洛氏硬度計測定其硬度拉伸和加彈試驗測定其成型特征，杯突實驗主要測定板料的塑性、延展性。耐蝕性是鍍錫板最重要的性能。鍍錫板大量用作食品

鐵碳相圖中基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、石墨、珠光體。其中室溫相有鐵素體、滲碳體、珠光體、石墨，奧氏體是高溫相。室溫相鐵素體是軟韌的相，其基本力學(xué)性能：σb=10~24MPa，σs=10~18MPa，硬度=50~80HB，δ=30%~50%，ψ=70%~80%，ak=160~200J/cm2。滲碳體是脆性相，其基本力學(xué)性能：硬度=800HB，δ≈0。珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間，取決于珠光體得分散程度，粗珠光體的力學(xué)性能：硬度=130HB, σb≈735MPa, δ≈2

碳是提高鋼的強(qiáng)度和硬度的最有效的元素，根據(jù)合金元素與鋼中碳的作用，分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。碳化物形成元素是可以形成各種類型的碳化物，其結(jié)合力的強(qiáng)弱依次為Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn和Fe等，除了形成Fe3C外，合金元素與碳結(jié)合形成特殊碳化物。合金碳化物有的比滲碳體硬度高、組織穩(wěn)定，具有比一般碳鋼更加耐磨的特點，通過適當(dāng)?shù)囊睙?、熱加工和熱處理，以獲得要求的組織、形態(tài)、大小和碳化物的分布，就能充分發(fā)揮合金元素的作用。非碳化物形成元素在鋼中不能與碳化合，它們通常以原子的狀態(tài)分布于奧氏體和

鋁合金在剛淬火后，強(qiáng)度和硬度并不高，塑性很好；但放置幾天后，強(qiáng)度和硬度會顯著提高，而塑性則明顯下降。鋁合金的這種淬火后力學(xué)性能隨時間延長而顯著提高的現(xiàn)象，稱為時效硬化現(xiàn)象，這一過程稱為時效。鋁沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在近鋁端處亦沒有共析轉(zhuǎn)變，只有固態(tài)溶解度隨溫度變化的曲線。將鋁合金固溶處理時，高溫下的過飽和α固溶體被原封不動地保留到室溫。但是這種過飽和固溶體在室溫下處于不平衡狀態(tài)，有脫溶分解和析出強(qiáng)化相而趨于穩(wěn)定的傾向。隨著時間的延長，強(qiáng)化相逐漸脫溶而使合金強(qiáng)度硬度提高，即所謂時效硬化。時效有自然時效和人工時效兩種方式。

在金屬以及合金中，原子是依靠熱振動而進(jìn)行規(guī)則的運動，從一個位置移動到另一個位置，即完成原子的遷移過程，通常稱為金屬以及合金的擴(kuò)散。擴(kuò)散是一個重要的現(xiàn)象，例如合金的均勻化、冷變形金屬的再結(jié)晶、鋼的化學(xué)熱處理等均是受到擴(kuò)散過程的影響而完成的。在金屬晶體中的原子永遠(yuǎn)在它的平衡位置上進(jìn)行不停的熱振動，如果金屬中出現(xiàn)成分不均勻而有濃度梯度（或化學(xué)梯度）時，原子獲得了該位置的動能，從而發(fā)生原子有選擇性的遷移即擴(kuò)散。金屬的擴(kuò)散機(jī)理有以下幾種觀點。①交換  原子的擴(kuò)散是通過與周圍原子位置的對換而進(jìn)行的，該觀點未

鑄鐵是指含碳量大于2.11%的鐵碳合金，含碳量在2.11%～6. 67%鐵碳合金稱為生鐵。鋼與鐵的主要區(qū)別在于含碳量的不同，鋼的含碳量在0. 20%～2.11%，而合金鋼則是在碳鋼中加入合金元素構(gòu)成的鋼種，如鉻、鎢、鉬、釩、鈦、錳、硅等合金元素。鑄鐵中含有硅、錳、硫、磷等元素，常用鑄鐵的含碳量在2.5%～4.0%。其本身具有良好的流動性和成型性，成本低廉，因此廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、交通運輸、冶煉等行業(yè)，例如機(jī)床床身、民用鑄鐵件、汽車發(fā)動機(jī)汽缸體、汽缸套、汽車的前粱和后橋、冶金工業(yè)中的鋼錠模、模底板、軋輥、軸承座、高壓

鍍鉻薄鋼板又稱鍍鉻無錫鋼板，簡稱鍍鉻板，是為節(jié)約用錫而發(fā)展的一種鍍錫板代用材料。(1)鍍鉻板的結(jié)構(gòu)鍍鉻板是由鋼基板、鉻層、氧化鉻層和油膜層構(gòu)成。(2)鍍鉻板的性能和使用情況①鍍鉻板的抗蝕性能比鍍錫板稍差。鍍鉻板的鉻層和氧化鉻層厚度比鍍錫板錫層和氧化膜層大20多倍，這薄膜不能保護(hù)鋼基免受強(qiáng)酸強(qiáng)堿的侵蝕，但對弱酸弱堿倒是能起保護(hù)作用。為保險起見，使用前必須內(nèi)外涂料。②鍍鉻板對有機(jī)涂料的附著力特別好，比鍍錫板對各種涂料的附著力普遍都增加3-6倍。例如環(huán)氧酚醛涂料214#，兩涂一烘，在鍍錫板表面附著力5～6MPa時已算良好

零件熱處理的主要目的是獲得所需要的金相組織和性能。將鋼加熱到一定溫度和保溫一定的時間，得到細(xì)小而均勻的奧氏體組織，隨后選擇不同冷卻方式和速度進(jìn)行冷卻，可得到的組織和性能有很大的差異。因此掌握奧氏體在各種冷卻速度下的組織轉(zhuǎn)變特征，能幫助我們選擇合適的冷卻方法。鋼的加熱方式、加熱速度和保溫時間對奧氏體的晶粒度影響很大，因此在具體的零件的熱處理過程中要采取合理的措施，確保零件滿足熱處理的技術(shù)要求。隨著零件冷卻速度的加大，鋼的強(qiáng)度增加，而塑性和韌性明顯下降，因此把成分相同的材料同時加熱到奧氏體狀態(tài)，以不同的冷卻方法淬火處理

采用化學(xué)成分介于T7~T8鋼的熱軋方坯(90mm×90mm×120mm)鍛制直徑小于120mm鋼球用于球磨機(jī)，要求除表面硬度大于60HRC外，鋼球整體還應(yīng)具有一定的韌性。為簡化生產(chǎn)工藝，提高經(jīng)濟(jì)效益，采用鍛后余熱淬火熱處理。鋼球初鍛溫度為1050℃，終鍛溫度為850℃。鍛后利用鍛造余熱進(jìn)行水淬，水溫40~60℃，淬火后開裂的鋼球超過50%。1．失效分析對料坯和開裂鋼球的斷面進(jìn)行了宏觀檢驗。原材料方坯斷面平整，表現(xiàn)出明顯的脆斷特征。開裂鋼球的斷裂面位于鋼球的中心面上。斷面中間為木紋狀斷口，而在

零件設(shè)計時應(yīng)考慮有利于控制熱處理變形，考慮以下幾點：(1)盡可能避免截面相差懸殊的工件結(jié)構(gòu)圖1為一模具，材料為T10A，硬度要求58~62HRC。采用堿浴冷卻，則乙處有軟點；水淬油冷，則甲處變形嚴(yán)重。后改為圖2所示結(jié)構(gòu)，冷卻易于均勻。這時采用堿浴淬火，獲得了均勻的硬度，并克服了甲處變形嚴(yán)重的缺點。圖1       模具                        

鈦合金淬火和時效熱處理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，發(fā)生無擴(kuò)散型的馬氏體轉(zhuǎn)變r→α′。α′為B穩(wěn)定化元素在α-Ti中的過飽和固溶體。α′馬氏體與α的晶體結(jié)構(gòu)相同，具有密排六方晶格。α′硬度低、塑性好，是一種不平衡組織，加熱時效時分解成α相和β相的混合物，強(qiáng)度、硬度升高。β鈦合金和含穩(wěn)定化元素較多的（α+β）鈦合金，淬火后β相變成介穩(wěn)定的β相，加熱時效時，介穩(wěn)定β相析出彌散的α相，使合金的強(qiáng)度和