熱處理的4把火你瞭解嗎？正火、淬火、退火、回火的區別與聯絡

退火和回火的區

退火與回火的區別在於：（簡單地說，退火就是不要硬度，回火還保留一定硬度）。

回火：

高溫回火所得組織為回火索氏體。回火一般不單獨使用，在零件淬火處理後進行回火，主要目的是消除淬火應力，得到要求的組織，回火根據回火溫度的不同分為低溫、中溫和高溫回火。分別得到回火馬氏體、屈氏體和索氏體。

其中淬火後進行高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理，其目的是獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械效能。因此，廣泛用於汽車，拖拉機，機床等的重要結構零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。回火後硬度一般為HB200－330。

退火：

退火過程中發生的是珠光體轉變，退火的主要目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，為後續加工和最終熱處理做準備。去應力退火是為了消除由於塑性形變加工、焊接等而造成的以及鑄件記憶體在的殘餘應力而進行的退火工藝。鍛造、鑄造、焊接以及切削加工後的工件內部存在內應力，如不及時消除，將使工件在加工和使用過程中發生變形，影響工件精度。

採用去應力退火消除加工過程中產生的內應力十分重要。去應力退火的加熱溫度低於相變溫度，因此，在整個熱處理過程中不發生組織轉變。內應力主要是透過工件在保溫和緩冷過程中自然消除的。

為了使工件內應力消除得更徹底，在加熱時應控制加熱溫度。一般是低溫進爐，然後以100℃/h左右的加熱速度加熱到規定溫度。焊接件的加熱溫度應略高於600℃。保溫時間視情況而定，通常為2～4h。鑄件去應力退火的保溫時間取上限，冷卻速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出爐空冷。

時效處理可分為自然時效和人工時效兩種自然時效是將鑄件置於露天場地半年以上，便其緩緩地發生，從而使殘餘應力消除或減少，人工時效是將鑄件加熱到550～650℃進行去應力退火，它比自然時效節省時間，殘餘應力去除較為徹底。

回火工藝？

回火是將淬火後的金屬成材或零件加熱到某一溫度，保溫一定時間後，以一定方式冷卻的熱處理工藝，回火是淬火後緊接著進行的一種操作，通常也是工件進行熱處理的最後一道工序，因而把淬火和回火的聯合工藝稱為最終熱處理。淬火與回火的主要目的是：

1）減少內應力和降低脆性，淬火件存在著很大的應力和脆性，如沒有及時回火往往會產生變形甚至開裂。

2）調整工件的機械效能，工件淬火後，硬度高，脆性大，為了滿足各種工件不同的效能要求，可以透過回火來調整，硬度，強度，塑性和韌性。

3）穩定工件尺寸。透過回火可使金相組織趨於穩定，以保證在以後的使用過程中不再發生變形。

4）改善某些合金鋼的切削效能。

在生產中，常根據對工件效能的要求。按加熱溫度的不同，把回火分為低溫回火，中溫回火，和高溫回火。淬火和隨後的高溫回火相結合的熱處理工藝稱為調質，即在具有高度強度的同時，又有好的塑性韌性。主要用於處理隨較大載荷的機器結構零件，如機床主軸，汽車後橋半軸，強力齒輪等。

淬火工藝？

淬火是把金屬成材或零件加熱到相變溫度以上，保溫後，以大於臨界冷卻速度的急劇冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火是為了得到馬氏體組織，再經回火後，使工件獲得良好的使用效能，以充分發揮材料的潛力。其主要目的是：

1）提高金屬成材或零件的機械效能。例如：提高工具、軸承等的硬度和耐磨性，提高彈簧的彈性極限，提高軸類零件的綜合機械效能等。

2）改善某些特殊鋼的材料效能或化學效能。如提高不鏽鋼的耐蝕性，增加磁鋼的永磁性等。

淬火冷卻時，除需合理選用淬火介質外，還要有正確的淬火方法，常用的淬火方法，主要有單液淬火，雙液淬火，分級淬火、等溫淬火，區域性淬火等。

正火、淬火、退火、回火的區別與聯絡

正火的目的和用途

① 對亞共析鋼，正火用以消除鑄、鍛、焊件的過熱粗晶組織和魏氏組織，軋材中的帶狀組織；細化晶粒；並可作為淬火前的預先熱處理。

② 對過共析鋼，正火可以消除網狀二次滲碳體，並使珠光體細化，不但改善機械效能，而且有利於以後的球化退火。

③ 對低碳深衝薄鋼板，正火可以消除晶界的遊離滲碳體，以改善其深衝效能。

④ 對低碳鋼和低碳低合金鋼，採用正火，可得到較多的細片狀珠光體組織，使硬度增高到HB140-190，避免切削時的“粘刀”現象，改善切削加工性。對中碳鋼，在既可用正火又可用退火的場合下，用正火更為經濟和方便。

⑤ 對普通中碳結構鋼，在力學效能要求不高的場合下，可用正火代替淬火加高溫回火，不僅操作簡便，而且使鋼材的組織和尺寸穩定。

⑥ 高溫正火（Ac3以上150～200℃）由於高溫下擴散速度較高，可以減少鑄件和鍛件的成分偏析。高溫正火後的粗大晶粒可透過隨後第二次較低溫度的正火予以細化。

⑦ 對某些用於汽輪機和鍋爐的低、中碳合金鋼，常採用正火以獲得貝氏體組織，再經高溫回火，用於400～550℃時具有良好的抗蠕變能力。

⑧ 除鋼件和鋼材以外，正火還廣泛用於球墨鑄鐵熱處理，使其獲得珠光體基體，提高球墨鑄鐵的強度。

由於正火的特點是空氣冷卻，因而環境氣溫、堆放方式、氣流及工件尺寸對正火後的組織和效能均有影響。正火組織還可作為合金鋼的一種分類方法。通常根據直徑為25毫米的試樣加熱到900℃後，空冷得到的組織，將合金鋼分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。

退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應力退火。退火材料的力學效能可以用拉伸試驗來檢測，也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態供貨的，鋼材硬度檢測可以採用洛氏硬度計，測試HRB硬度，對於較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以採用表面洛氏硬度計，檢測HRT硬度。

退火的目的在於：

① 改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋製和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘餘應力，防止工件變形、開裂。

② 軟化工件以便進行切削加工。

③ 細化晶粒，改善組織以提高工件的機械效能。

④ 為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。

常用的退火工藝

①

完全退火

。用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接後出現的力學效能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉變為奧氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時間，然後隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變，即可使鋼的組織變細。

②

球化退火

。用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓後的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，保溫後緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變為球狀，從而降低了硬度。

③

等溫退火

。用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉變為託氏體或索氏體，硬度即可降 低。

④

再結晶退火

。用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃ ，只有這樣才能消除加工硬化效應使金屬軟化。

⑤ 石

墨化退火

。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右，保溫一定時間後適當冷卻，使滲碳體分解形成團絮狀石墨。

⑥

擴散退火

。用以使合金鑄件化學成分均勻化，提高其使用效能。方法是在不發生熔化的前提下，將鑄件加熱到儘可能高的溫度，並長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨於均勻分佈後緩冷。

⑦

去應力退火

。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。對於鋼鐵製品加熱後開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃，保溫後在空氣中冷卻，即可消除內應力。

淬火，金屬和玻璃的一種熱處理工藝。把合金製品或玻璃加熱到一定溫度，隨即在水、油或空氣中急速冷卻，一般用以提高合金的硬度和強度。通稱“蘸火”。將經過淬火的工件重新加熱到低於下臨界溫度的適當溫度，保溫一段時間後在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理。鋼鐵工件在淬火後具有以下特點：

① 得到了馬氏體、貝氏體、殘餘奧氏體等不平衡（即不穩定）組織。

② 存在較大內應力。

③ 力學效能不能滿足要求。因此，鋼鐵工件淬火後一般都要經過回火。

回火的作用

① 提高組織穩定性，使工件在使用過程中不再發生組織轉變，從而使工件幾何尺寸和效能保持穩定。

② 消除內應力，以便改善工件的使用效能並穩定工件幾何尺寸。

③ 調整鋼鐵的力學效能以滿足使用要求。

回火之所以具有這些作用，是因為溫度升高時，原子活動能力增強，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進行擴散，實現原子的重新排列組合，從而使不穩定的不平衡組織逐步轉變為穩定的平衡組織。內應力的消除還與溫度升高時金屬強度降低有關。一般鋼鐵回火時，硬度和強度下降，塑性提高。回火溫度越高，這些力學效能的變化越大。有些合金元素含量較高的合金鋼，在某一溫度範圍回火時，會析出一些顆粒細小的金屬化合物，使強度和硬度上升。這種現象稱為二次硬化。

回火要求：用途不同的工件應在不同溫度下回火，以滿足使用中的要求。

① 刀具、軸承、滲碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下進行低溫回火。低溫回火後硬度變化不大，內應力減小，韌性稍有提高。

② 彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性和必要的韌性。

③ 中碳結構鋼製作的零件通常在500～600℃進行高溫回火，以獲得適宜的強度與韌性的良好配合。

淬火加高溫回火的熱處理工藝總稱為調質。

鋼在300℃左右回火時，常使其脆性增大，這種現象稱為第一類回火脆性。一般不應在這個溫度區間回火。某些中碳合金結構鋼在高溫回火後，如果緩慢冷至室溫，也易於變脆。這種現象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬，或回火時在油或水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來的回火溫度，便可以消除這種脆性。

鋼的退火

概念：將鋼加熱、保溫後緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的工藝過程。

1、完全退火

工藝：加熱Ac3以上30-50℃→保溫→隨爐冷到500度以下→空冷室溫。

目的：細化晶粒，均勻組織 ，提高塑韌性，消除內應力，便於機械加工。

2、等溫退火

工藝：加熱Ac3以上→保溫→快冷至珠光體轉變溫度→等溫停留→轉變為P→出爐空冷；

目的：同上。但時間短，易控制，脫氧、脫碳小。（適用於過冷A比較穩定的合金鋼及大型碳鋼件）。

3、球化退火

概念：是使鋼中的滲碳體球化的工藝過程。

物件：共析鋼和過共析鋼

工藝：

（1）等溫球化退火加熱Ac1以上20-30度→保溫→迅速冷卻到Ar1以下20度→等溫→隨爐冷至600度左右→出爐空冷。

（2）普通球化退火加熱Ac1以上20-30度→保溫→極緩慢冷卻至600度左右→出爐空冷。（週期長，效率低，不適用）。

目的：降低硬度、提高塑韌性，便於切削加工。

機理：使片狀或網狀滲碳體變成顆粒狀（球狀）

說明：退火加熱時，組織沒有完全A化，所以又稱不完全退火。

4、去應力退火

工藝：加熱到Ac1以下某一溫度（500-650度）→保溫→緩冷至室溫。

目的：消除鑄件、鍛件、焊接件等的殘餘內應力，穩定工件尺寸。

鋼的回火

工藝：將淬火後的鋼重新加熱到A1以下某一溫度保溫，然後冷卻（一般空冷）至室溫。

目的：消除淬火產生的內應力，穩定工件尺寸，降低脆性，改善切削加工效能。

力學效能：隨著回火溫度的升高，硬度、強度下降，塑性韌性升高。

1、低溫回火：

150-250℃ ，M回，減少內應力和脆性，提高塑韌性，有較高的硬度和耐磨性。用於製作量具、刀具和滾動軸承等。

2、中溫回火：

350-500℃ ，T回，具有較高的彈性，有一定的塑性和硬度。用於製作彈簧、鍛模等。

3、高溫回火：

500-650℃ ，S回，具有良好的綜合力學效能。用於製作齒輪、曲軸等。

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