球墨铸铁退火热处理工艺包括消除内应力退火、高温退火和低温退火三种。球墨铸铁消除内应力退火一般是以75～100℃/h的速度加热到500~ 600℃，根据铸件壁厚可按每25mm保温1h来计算，而后空冷。这种方法消除铸件90%~95%的应力，可提高铸件的塑性及韧性，但组织并没有发生明显改变。高温退火是将铸件加热到900~ 950℃，保温1～4h，进行第一阶段石墨化，然后炉冷至720~780℃，保温2~8h，进行第二阶段石墨化。如果在900~950℃保温后炉冷至600℃空冷，则由于第二阶段石墨化没有进行，将得到珠光体球墨铸

将低碳钢件放入渗碳介质中，在900~950℃加热保温，使活性碳原子渗入钢件表面并获得高碳渗层的工艺方法叫做渗碳。齿轮、凸轮、活塞、轴类等许多重要的机器零件经过渗碳及随后的淬火并低温回火后，可以获得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。而心部仍保持低碳含量，具有良好的塑性和韧性。因此，渗碳可使同一材料制作的机器零件兼有高碳钢和低碳钢的性能，从而使这些零件既能承受磨损和较高的表面接触应力，同时又能承受弯曲应力及冲击载荷的作用。根据渗碳剂的不同，渗碳方法有固体渗碳、气体渗碳和液体渗碳。常用的是前两种，

白口铸铁件具有大量的莱氏体（奥氏体和渗碳体的共晶体，奥氏体在低温下会发生分解）和条状渗碳体，经长时间退火，此种白口铸铁件组织会转变为铁素体+球状石墨（白心）或珠光体+球状石墨（黑心）。经过这种处理后的铸铁称为可锻铸铁。可锻铸铁常用的热处理方式有退火、淬火及回火等。种类工艺规范目的适用范围退火1、加热到900-970℃保温，加热过程中石墨形核，高温保温后大块碳化物消失2、高温保温后迅速冷至725-740℃保温，进行第一阶段石墨化3、第一阶段石墨化后，还冷到铸铁相变点以下进行第二阶段石墨化，在2-17℃/h冷速下形成完

低温形变热处理是将钢加热至奥氏体状态，迅速冷却至Ac1点以下、Ms点以上过冷奥氏体亚稳温度范围进行大量塑性变形，然后立即淬火并回火获得所需要的性能的热处理工艺。塑性变形可采用锻造、轧制或拉拔等加工方法。该工艺仅适用于珠光体转变区和贝氏体转变区之间( 400~550℃)有很长孕育期的某些合金钢。在该温度区间进行变形可防止珠光体或贝氏体相变。低温形变热处理在钢的塑性和韧性不降低或降低不多的情况下，可以显著提高钢的强度和疲劳极限，提高钢抗磨损性和耐回火性。低温形变热处理比高温形变热处理具有更高的强化效果，且塑性并不降低。

1、冷作模具钢的化学成分 模具钢是用于制造模具的钢种。根据工作条件的不同，模具钢分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢等。冷作模具钢是指用于制造在冷态下变形或分离的模具的钢，如冲模、冷镦模、冷挤压模、拉丝模和滚丝模等。由于冷作模具在工作时，刃口部位承受很大的压力、弯曲力和冲击力，模具与坯料之间有强烈的摩擦，因此，冷作模具钢的性能要求与刃具钢相似，要求具有高强度、高硬度、足够的韧性和良好的耐磨性。对于高精度的模具，要求其热处理变形小，以保证模具的加工精度，大型模具还要求具有良好的淬透性。冷作模具钢的化学成分

钢经淬火后，其内部组织是不稳定的，在不同的回火温度下，将发生不同的组织转变，如马氏体的分解，碳化物的析出、聚集和长大，残留奥氏体的分解及α相的再结晶等，合金元素对这些转变都会产生影响。(1)提高淬火钢的耐回火性  耐回火性是指淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力。不同的钢在相同温度回火后，强度、硬度下降少的，其耐回火性较高。由于合金元素溶人马氏体，使原子扩散速度减慢，因而在回火过程中马氏体不易分解，碳化物不易析出，析出后也较难聚集长大，特别是强碳化物形成元素，使合金钢在相同温度回火后强度、硬

锈钢按化学成分分为铬不锈钢、镍铬不锈钢、铬锰不锈钢等。按正火状态的金相组织分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢及沉淀硬化型不锈钢五种类型。常用的不锈钢的牌号、热处理、性能等描述如下：(1)铁素体型不锈钢  常用的铁素体型不锈钢中，Wc<0.15%，WCr=12%~30%，属于铬不锈钢。铬是缩小奥氏体相区的元素，17%的铬可使相图中的奥氏体相区消失，获得单相的铁素体组织，即使将钢从室温加热到高温(960~1100℃)，其组织也无显著变化。其耐大气与耐酸能

低合金刃具钢的热处理工艺与碳素工具钢基本相同，但淬火变形、淬火开裂倾向较小。刃具热处理包括预备热处理（球化退火）和最终热处理（淬火和低温回火）。由于低合金刃具钢属于过共析钢，钢中碳化物较多，一般要进行锻造来改善碳化物的分布，但锻造后硬度较高，难于切削加工，故锻后应进行球化退火。低合金刃具钢的最终热处理为淬火和低温回火。由于加入了合金元素，低合金刃具钢的淬透性较好，淬火可采用油淬或分级淬火，有效地减小了淬火应力和淬火变形。淬火和低温回火后的组织为细的回火马氏体、碳化物颗粒和少量残留奥氏体，硬度可达60HRC以上。

在实际生产中，由于灰铸铁本身力学性能比较低，通常只用于一些支承与减摩零件，一般以退火处理为主，为了提高强度与耐磨性，可以采用正火处理与表面热处理等方法。在灰铸铁生产中仅采用以下几种热处理方法。1．消除铸造应力的低温退火当形状复杂且壁厚不均匀的铸件浇注后冷却时，因各部分的冷却速度不同，往往形成很大的残留内应力。这不仅要降低铸件的强度，而且在切削加工后，因应力重新分布会引起铸件变形，对精度要求较高的复杂铸件，在切削加工前，应进行消除应力的低温退火。这种退火方法有时也称为时效。热处理工艺是将铸件以60~100℃/h的速度

由于合金渗碳钢的碳的质量分数低，生产中常将低、中淬透性的合金渗碳钢在锻造之后进行正火热处理以提高硬度，改善可加工性；对于高淬透性的合金渗碳钢，可将零件在锻造之后进行一次空冷淬火，再于650℃左右进行高温回火热处理，得到回火索氏体组织以利于切削加工。为保证零件表面具有高的硬度和耐磨性，一般应在渗碳后进行直接淬火或一次淬火及低温回火热处理。热处理后零件表层获得高硬度和高耐磨性的回火合金马氏体和合金碳化物组织，表面硬度一般为58~64HRC。心部组织和硬度由合金渗碳钢的淬透性和尺寸而定，心部若淬透，回火后为低碳回火合金马

对于承受交变应力、对综合力学性能要求较高的球墨铸铁件，如连杆、曲柄等可采用调质热处理。淬火加热温度为880~920℃，保温后一般采用油淬火得到细片马氏体，再经550~600℃回火，其组织为回火索氏体加球状石墨，调质热处理后不仅强度高，抗拉强度可达800~ 1000MPa，而且塑性、韧性比正火状态好，但仅适用于小型铸件，尺寸过大时，内部淬不透，调质效果不好。球墨铸铁淬火后硬度可达到58~60HRC，但脆性大，必须进行回火，球墨铸铁的回火也分为低温回火(140~250℃)、中温回火(350~500℃)和高温回火(500

根据弹簧的尺寸的不同，成形与热处理方法也有所不同。1)热成形弹簧的热处理。线径或板厚大于10mm的螺旋弹簧或板弹簧，往往在热态下成形。板弹簧多数是将热成形和热处理结合进行的，即利用热成形后的余热进行淬火，然后再进行中温回火。螺旋弹簧则大多是在热成形结束后，再重新进行淬火和中温回火处理。中温回火后获得回火托氏体组织，具有高的弹性极限与疲劳强度，硬度为38~50HRC（以42～48HRC最常用）。2)冷成形弹簧的热处理。对于线径或板厚小于8mm的弹簧，常用冷拉弹簧钢丝或冷轧弹簧钢带在冷态下制成。冷拉弹簧钢丝一般以热处理

高速工具钢中含有大量的钨、钼、铬、钒等合金元素，当加热溶入奥氏体时，使碳在γ-Fe中的最大固溶度点E显著左移，因此高速工具钢铸态组织中出现了莱氏体组织，属莱氏体钢。高速工具钢的铸态组织共晶碳化物呈鱼骨状分布。鱼骨状的共晶碳化物硬而脆，不能用热处理方法去除，必须通过高温轧制和锻压的方法将其粉碎并使其重新分布。不经锻压的高速工具钢，将使刃具的强度、硬度、耐磨性、热硬性下降，淬火时易变形和开裂，使用时容易崩刃和磨损。因此高速工具钢在出厂时应规定级别，检验碳化物分布的不均匀度。1)高速工具钢的退火。由于高速工具钢的奥氏体稳

目前氮碳共渗的零件数量日益增多，氮碳共渗适用于多种材料，包括纯铁、Q235-B钢、渗碳钢、中碳结构钢、专用渗氮钢、工具钢、模具钢、不锈钢、耐热钢、铸铁与冷激铸铁、铁基粉末冶金件、陶瓷、硬质合金等，由于共渗后的零件具有高的硬度、高的疲劳强度、良好的耐磨性、高的抗腐蚀性与抗咬合性等，另外具有变形小、成本低等。目前氮碳共渗的零件数量日益增多，氮碳共渗适用于多种材料，包括纯铁、Q235-B钢、渗碳钢、中碳结构钢、专用渗氮钢、工具钢、模具钢、不锈钢、耐热钢、铸铁与冷激铸铁、铁基粉末冶金件、陶瓷、硬质合金等，由于共渗后的零件具

渗氮工件的加工工艺路线一般是：锻造→退火（或正火加高温回火）→阻加工→调质→半精加工→（去应力）→精加工→渗氮→精研（磨）。由工艺路线可见，渗氮前的预备热处理包括了退火（或正火加高温回火）、调质和去应力处理，这些工序都是为了渗氮而做准备的，因为工件渗氮后基本上不再进行加工。退火和正火的目的是为了细化组织，改善可加工性，消除内应力，并为调质做好组织准备。调质处理是一道重要的预备热处理工序，目的是为了获得均匀而细小的索氏体组织，它不仅使工件

根据图样或加工工艺的要求，工件的某些部位不需要渗氮。因此，在渗氮之前，必须对非渗氮面进行保护。常用的保护方法有以下几种：(1)涂料法。在非渗氮面涂覆防渗氮涂料，将渗氮介质与工件表面隔离，阻止氮的渗入。防渗氮涂料应具有防渗效果好、对工件无腐蚀、渗氮后易于清除等特点。常用防渗氮涂料由80%~90%（质量分数）水玻璃和10%~20%（质量分数）石墨粉组成。防渗氮面在涂覆前应清理干净，然后加热到60~80℃，再均匀涂覆，涂层厚度为0.6~1. 0mm，涂覆后在90～130℃下烘干或自然干燥。防渗氮涂料使用时应随配随用。(2

钢件淬火过程中，由于钢件截面各部分冷却速度不同，而造成温度的差异，引起钢件的体积收缩的不均匀，从而导致热应力的形成。如果热应力超过钢件的屈服极限时，就会造成钢件的塑性变形。热应力所引起的变形，往往使钢件趋向“腰鼓”形状，即直径胀大而长度缩小。钢件淬火时，钢从高温进行急剧冷却，钢的表层要比其内部的冷却速度快而发生较激烈的收缩。钢件内部由于冷却较慢，其收缩则较小，从而内部的阻碍则承受拉应力作用。此时，当拉应力超过其高温屈服强度时，表层即可发生塑性滑移变形。假定外层温度比心部低△T，钢件直径为D，

众所周知，淬火时钢中的过冷奥氏体向马氏体转变的过程中，伴随有质量体积的变化。由于马氏体的质量体积大于奥氏体的质量体积，所以转变结果，将引起体积膨胀。由于淬火冷却初期钢件表层或截面较小的部分，其冷却速度快，使之首先冷却到Ms点以下发生奥氏体向马氏体转变，但钢件心部或较厚的部分这一转变略为滞后，这样造成了马氏体向奥氏体转变的不等时性。表层和冷却较快的部分，发生马氏体型相变引起钢件外层和局部的体积膨胀，而钢件内部和冷却较慢的部分尚未处于过冷奥氏体状态，此时会由于外层的膨胀而产生拉应力；外层膨胀受到内部限制而具有压应力。因

实际生产中，钢件的热处理应力，一般是既有热应力，又有组织应力，以及组织不均匀所造成的附加应力存在。所谓淬火变形，就是这些应力的综合作用的结果（很少遇到因单纯的热应力或组织应力所造成的变形）。然而，究竟产生趋向于何种形式的变形，钢的淬透性和Ms点的位置具有重要的影响，此二者又取决于钢的成分等。对于具有一定成分的某种钢来说，Ms点又取决于其淬火温度，因为淬火温度的高低对高温奥氏体中含碳量及合金元素起决定作用。另外，淬火温度对热应力的大小和残余奥氏体量的多少也有重要影响。其他如冷却速度、工件形状、尺寸因素等对淬火应力、淬

将钢件加热到临界点（Ac3，Acm）以上，进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却，这种热处理称正火热处理。正火的目的与退火相同，只是温度高于退火，且在空气中冷却。正火工艺：正火的加热温度与钢的化学成分关系很大，低碳钢加热温度为Ac3以上100-150℃，中碳钢加热温度为Ac3以上50-100℃，高碳钢加热温度为Ac3以上30-50℃。保温时间与工件厚度和加热炉的形式有关，冷却既可采用空冷，也可采用吹风冷却。但注意工件冷却时不能堆放在一起，应散开放置。正火后的组织与性能：正火实际上是退火的一种特殊情况，两者不同之处主要在