钢的热处理

第六章　钢的热处理

改善和提高钢的性能，有两个主要途径:一是调整钢的化学成分，加入合金元素，即通过合金化的方法得到具有不同性能的钢种;二是对钢进行热处理使其性能发生变化。这两者之间相互影响，相辅相成，有着极为密切的关系。“合金化”将在合金钢内容中叙述，本章介绍钢的热处理。

所谓热处理就是将钢通过加热、保温和冷却的操作方法，改变其内部的组织结构，以获得所需要性能的一种工艺方法。热处理是机械零件及工模具等制造过程中一个很重要的工序，它不仅可以用来消除毛坯(如锻坯、轧材、铸件)内部的组织缺陷，改善其切削加工性能，更重要的是通过热处理可以大大提高钢的力学性能，从而充分挖掘和发挥钢材的潜力，提高工件的使用性能和使用寿命。因此，在机械工业中，绝大多数重要的机件都要经过热处理，热处理在机械零件的加工制造过程中占有非常重要的地位。

根据加热和冷却的方法的不同，热处理可以分为三大类。

1．整体热处理是指对工件进行穿透性整体加热，使其从表面到心部的组织和性能都发生改变的热处理工艺。常用的热处理工艺主要有退火、正火、淬火和回火等。

2．表面热处理是指仅对工件表面层加热，使其表层的组织和性能发生改变的热处理工艺。常见的表面热处理方法是钢的表面淬火，如感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激光加热表面淬火等。

3．化学热处理是指将工件置于一定温度下的活性介质中保温，使介质中的某种或某几种元素渗入工件的层，改变其表层的化学成分，从而改变表层的组织，最终获得特殊表面性能的热处理工艺。根据渗入元素的不同，常用的有钢的表面渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝、渗铬、渗硅、渗硫等。

热处理的方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个基本阶段所组成的，如图6-1所示。钢的热处理主要包括热处理原理和热处理工艺两大部分的内容，热处理原理是热处理工艺的理论基础，它重点讨论钢在加热(包括保温阶段)和冷却过程中的组织转变。

图6-1　钢的热处理工艺曲线