普通的熱處理包括正火、退火、淬火、回火、時效和冷處理等，使零件的整體或局部獲得一定的硬度和力學(xué)性能，來滿足其工作和使用要求，其特征為零件本身沒有化學(xué)成分的改變。而化學(xué)熱處理是將零件置于一定溫度的活性介質(zhì)中加熱，保溫一定的時間，使一種或幾種化學(xué)元素的原子滲入零件表層，以改變表面化學(xué)成分、組織和性能，達到改善零件使用性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理可以明顯提高零件的使用壽命和力學(xué)性能，在某種程度上低碳鋼或低合金鋼等可代替高合金鋼，降低了生產(chǎn)成本，因此化學(xué)熱處理在機械制造中得到了十分廣泛的應(yīng)用和推廣，具有比較廣闊的市場前景。

  鋼的氮碳共滲是鋼在含氮和碳的活性介質(zhì)中加熱，完成鋼的滲氮，同時還有少量的碳原子滲入。氮碳共滲時氮在鐵中的溶解度比碳在鐵中的溶解度大10倍，因此氮碳共滲是以滲氮為主的共滲過程?；钚缘优c活性碳原子滲入到工件表面后，形成氮碳化合物。氮碳共滲是在硬氮化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與一般硬氮化工藝相比，其滲層硬度較低，脆性減少，故簡稱軟氮化。    氮碳共滲不僅賦予工件耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗咬合、抗擦傷及抗腐蝕性能，而且該工藝具有時間短、溫度低、變形小、化合物層脆性小等特點

鋼的滲氮是在一定的溫度下使活性氮原子滲入到工件表面的一種化學(xué)熱處理，即氮原子滲入鋼件表面層的過程，它改變了工件表面的組織結(jié)構(gòu)和性能，成為一種復(fù)合的材料，與普通的材料相比，工件的表面和心部的組織狀態(tài)和性能發(fā)生了很大的變化。氮化零件在機械工業(yè)、石油工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，與滲碳、中溫碳氮共滲相比，由于加熱溫度比較低（通常為500～570℃），不需要進行加熱后的淬火處理，因此具有工件的變形小，表面有更高的硬度和耐磨性，疲勞強度高，同時又具有高的抗腐蝕性和熱硬性等特點，機床主軸和絲杠、樘桿、擠壓模具、齒輪、發(fā)動機

(1)淬火加熱溫度淬火加熱溫度按Ac3+(30～70)℃來選取，在加熱時需要注意以下幾點：①防止加熱過程中出現(xiàn)氧化脫碳，應(yīng)加以保護，建議在鹽浴爐內(nèi)加熱，如采用電阻爐加熱應(yīng)通可控氣氛，否則脫碳后的彈簧疲勞強度降低、使用壽命縮短見表3-21；②為減少變形，彈簧在加熱爐內(nèi)不能垂直放置；③彈簧不能堆積加熱；④加熱溫度和加熱時間的選用原則是碳化物溶解良好、確保彈簧整個截面淬透，晶粒度符合要求。(2)淬火冷卻考慮到絕大多數(shù)熱成型彈簧是合金鋼制造的，故淬火多采用油冷。但對于截面較大的彈簧則采用水淬油冷的方法，此時應(yīng)特別注意要適當

刃具鋼必須具有很高的硬度，考慮到切削過程中，刃具與工件之間強烈的摩擦而產(chǎn)生大量的熱，刃具就會發(fā)熱，假如工件越硬、切削量越大、切削速度越高則刃具自身的溫度升高；另一方面是刃具還要承受彎曲、震動和沖擊等切削力的作用，因此要求刃具熱處理后具有以下特點：①具有高的硬度和耐磨性，硬度應(yīng)在60( HRC)以上，可以減少刃口的磨損；②具有良好的紅硬性（熱硬性），確保其回火穩(wěn)定性，滿足一定溫度下保持高的硬度；③高的強度和足夠的韌性，避免刃具工作過程中不致折斷或崩刃。

滲金屬是用金屬元素飽和零件的表面，使零件具有某些特定的物理化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)熱處理方法，同其他化學(xué)熱處理過程一樣，也包括滲入金屬的介質(zhì)分解、吸收以及金屬原子的擴散。由于金屬原子在鋼中的擴散速度比碳、氮等原子慢得多，因此滲金屬是在更高的溫度和更長的保溫時間下進行的。滲鉻是常見的滲金屬的一種，滲鉻后在零件的表面形成鉻、鐵、碳的滲層，具有耐蝕能夠、抗氧化性、耐磨性和較好的抗疲勞性能等，滲鉻與鍍鉻相比，滲鉻層致密，滲層與基體的結(jié)合較牢固，因此應(yīng)用更為廣泛。(1)常見滲鉻的方法和特點按照介質(zhì)存在狀態(tài)的不同，一般分為三種：固體法、

調(diào)質(zhì)鋼中碳的含量一般為0.35%～0.55%（碳素鋼），或0. 25%～0. 50%（合金鋼），含碳量過高則強度較高而韌性、塑性偏低；含碳量偏低，則韌性、塑性較好而強度不足；含碳量中等時，可同時兼顧有適當?shù)膹姸?、韌性和塑性等。調(diào)質(zhì)鋼中的合金元素的主要作用是提高淬透性和綜合力學(xué)性能，因此合金元素能提高鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的力學(xué)性能，相對于碳素鋼而言，相同含碳量的合金鋼的強度高、塑性和韌性高，因此常用作重要的調(diào)質(zhì)零件。調(diào)質(zhì)鋼按淬透性的高低，可分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼。(1)低淬透性鋼該類鋼的油淬臨界直徑不超過3

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。零件在進行火焰加熱前，需對其進行整體的調(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)零件進行強化的重要手段，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，因此當相變應(yīng)力與熱應(yīng)力則差值超過材料的斷裂強度，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。對于只能進行空氣加熱的設(shè)備來說，如不采取一定的保護措施，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，但當含水量在0.05%左右時，將會造成

鋼的熱處理應(yīng)當在還原性氣氛中進行，在加熱過程中能保護工件，免于氧化、脫碳的爐氣即為保護氣氛，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)鋼零件保護加熱時，通常的保護氣氛的成分詳見表1。表1   部分保護氣氛的成分比例零件在加熱過程中，為保護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)于保護氣氛的熱處理爐已經(jīng)得到了推廣和應(yīng)用。保護氣氛的種類很多

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機械性能：鍍錫原板要具備一定的機械強度、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?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，強度和硬度并不高，塑性很好；但放置幾天后，強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化相而趨于穩(wěn)定的傾向。隨著時間的延長，強化相逐漸脫溶而使合金強度硬度提高，即所謂時效硬化。時效有自然時效和人工時效兩種方式。