退火热处理的目的主要有以下几点：(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；(2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备；(3)消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。退火方法包括完全退火、均匀化退火、球化退火、去应力退化、再结晶退火、去氢退火等。(1)完全退火。将钢加热到Ac3以上30~50℃，完全奥氏体化后，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。主要用于中碳碳素钢和中碳合金钢的铸件。其作用为细化晶粒，均匀组织，消除应力。(2)球化退火。为使钢中碳化物呈球状

低压真空渗碳技术及其应用1)低压真空渗碳技术：低压渗碳工艺温度为900～1050℃，真空压力为10～100Pa，渗碳介质为丙烷、乙炔等。其工艺特点为介质分解快、渗透性强、渗层均匀及硬度均匀等。2)低压真空渗碳技术应用。对于批量较小的汽车零件可采用单室、双室及三室真空炉配以低压渗碳工艺，并进行高压气淬。对于批量较大的汽车零件可在多室真空炉进行半连续式低压渗碳高压气淬。淬火室可把许多不同形状、不同厚度的零件进行气压淬火，利用1～2MPa (10～20bar)高压氮气或氦气的冷却压力，可以保证汽车齿轮的心部硬度要求。特别

真空淬火技术1)真空油淬。真空油淬时允许油温可达55～190℃。带有多个搅拌器、导流板和热交换器的大容量油槽，可保证整盘工件的油循环均匀一致，并且淬火整盘工件时油的温升保持在<4℃，保证了变形降低。用920℃真空油淬，表面无氧化脱碳，性能均匀，解决了结构复杂的精密件淬火变形问题。2)真空气淬。负压气淬：采用氮气、氦气和氢气进行亚温负压(如氮气，0.9×105Pa)气淬。高压气淬：采用氮气、氦气、氢气及He+N2等对一般合金结构钢齿轮进行高压(如20×105Pa)气淬。先进的气淬技术还实

(1)采用高效节能的热处理工艺1)如果把渗碳温度从930℃提高到1050℃，可以减少40%的工艺周期，例如在真空炉中低压渗碳工艺，在1050℃进行渗碳。2)用氮碳共渗等代替渗氮和碳氮共渗，可把工艺温度从850～930℃降到550～580℃；代替一般气体渗氮，可把渗氮时间从30～70h减少到2～3h。3)以碳氮共渗代替薄层渗碳。处理温度可以由930℃降至850℃；当渗层深度在1mm以下时，碳氮共渗比渗碳时间能缩短30%；并由于加热温度低、时间短，因此工件淬火后变形小。4)乙炔低压渗碳技术  渗碳速

齿轮热处理时，装炉要均匀并且保持一定的间隙，保证气氛与淬火介质流动畅通，使淬火介质能够均匀地将热量带走，以减少温差，即减少热处理变形。此外，齿轮热处理时，支撑方式及其部位的选择要合理。(1)从动齿轮热处理的装炉方式。对于一些10kg左右的薄形或小的从动齿轮尽可能采用悬挂方式装炉，挂放能减少偏摆翘曲，减少公法线跳动量；平放适合于内孔圆度要求较高、质量较大的从动齿轮，最好在齿轮的底部用支架将齿轮悬挂起来。例，主减速齿轮热处理，尺寸为Φ188.6mm（外圆直径）×Φ107.8mm（内孔直径）×24

汽车发动机齿轮[凸轮轴齿轮Φ101.7mm（外圆）×18.4mm（宽）]、曲轴齿轮[Φ98.175mm（外圆）×Φ63.91mm（内孔）×31.5mm(宽)]及燃油齿轮(Φ222.412mm)，材料20CrMnTiH，渗碳淬火热处理火异常畸变原因及对策如下：(1)热处理设备。渗碳设备采用密封多用炉，渗碳介质为甲醇和丙烷，淬火介质为分级淬火油，油温110℃。(2)畸变影响因素1)装夹方式。对于凸轮轴齿轮这样两面对称的薄齿轮采用挂装方式，热后平面度变形为0.08mm；而采用平装方式，

奥氏体晶粒的长大是一个自发的过程。奥氏体的晶粒越细，则其总的表面积越大，表面能就越大。奥氏体由细晶粒长大成为粗晶粒的过程，实质上是一个总的表面积减少、表面能降低的过程。任何物体在处于能量最低的状态时，才是最稳定的，就像水往低处流一样，晶粒的长大完全是一个能量降低的自发现象。影响奥氏体形成的因素主要有加热条件、原始组织、碳含量和合金元素四个方面。它们都是通过对奥氏体的成核及核的长大速度的影响而起作用的。(1)加热温度和保温时间的影响。加热温度强烈地影响着奥氏体晶粒的长大。加热温度越高，铁原子和碳原子的扩散能力就越强，

工件淬火后硬度不足指的是工件的大部分或整体达不到应有的硬度。工件淬火后产生硬度不足的原因主要有以下几方面：①欠热。加热温度过低或保温时间不足，使奥氏体中碳与合金元素的含量不够、奥氏体成分不均匀或铁素体未全部转变为奥氏体；装炉量太大，工件未烧透；控温仪表发生故障。②过热。加热温度过高或保温时间过长，过共析钢中奥氏体中溶入过量的碳和合金元素、奥氏体晶粒长大，增加了奥氏体的稳定性，以致淬火后残留奥氏体过多而影响硬度。③冷却速度不够，致使硬度不足。淬火时，淬火介质选择不当，淬火介质温度过高或老化，工件尺寸太大。由于冷速不够

在热处理行业中，使钢中的碳化物球状化的退火方法称为球化退火。(1)球化退火的目的1)降低硬度，改善切削加工性能。钢经球化退火后，形成的球状碳化物具有比片状碳化物低的硬度，有利于改善切削加工性能。2)细化组织，为淬火做好组织准备。在淬火加热过程中，由于球状碳化物比片状碳化物较难溶于奥氏体，因而可以阻止晶粒长大，减少和防止钢的过热。球化退火后得到的组织均匀，有利于减少淬火畸变和开裂倾向。3)提高淬火工件的耐磨性。由于球状碳化物在工件淬火后被完全保留下来，且均匀地分布在马氏体基体上，这些细而硬的小颗粒可以有效地提高工件的

在热处理中，使奥氏体晶粒显著粗化的现象，称为过热。使奥氏体晶界出现氧化和熔化的现象称为过烧。(1)产生原因。造成过热和过烧的原因都是加热温度过高，或在高温下加热时间过长。过热组织的奥氏体晶粒粗大，淬火后得到粗针状马氏体，使钢的脆性增加，容易开裂。而过烧的工件由于晶粒极为粗大，晶界被氧化，甚至被熔化，使得脆性急剧增大。(2)预防措施1)正确选择淬火加热温度和保温时间。2)定期检查仪表、热电偶，防止因仪表失控而超温。3)经常观察炉膛火色。4)在盐炉加热时，防止工件距电极太近。(3)处理方法。淬火过热的工件可以返修，但需

高速钢具有二次硬化现象，其性能取决于淬火热处理的加热温度，如淬火热处理温度提高，组织粗化，硬度降低，而残余奥氏体增加；回火热处理温度过高，韧性降低，但刀具的寿命和切削加工性以及耐磨性得到了提高，对车刀、滚刀而言应具有高的耐热性和耐磨性，要保温足够的时间以满足碳化物固溶于基体并发生均匀扩散的需要，而丝锥和拉刀则需要一定的韧性，故采用较低的淬火热处理的加热温度。因此根据刀具的工作条件和性能要求，合理设计刀具的热处理工艺，选择热处理设备和加热、冷却介质和冷却方法，同时考虑和采取一定的方法和措施避免和减少热处理质量缺陷，这

严格执行零件的热处理工艺参数是对操作者的基本要求，许多质量缺陷是因操作不当造成的，加热温度过高则淬火后的残余奥氏体过多；或淬火温度低、保温时间短；淬火时预冷时间过长、双液淬火时在水中停留的时间太短、分级淬火时分级温度太高或停留时间长、奥氏体分解而在显微组织中出现非马氏体组织等，因此硬度降低，如果回火不足同样会造成硬度不足等。另外工件使用的原材料如果出现混料，则不可避免地造成硬度不合格，这可通过一般的钢铁火花鉴别知识区分开来，同时淬火后工件的表面颜色也有差异，因此一旦出现该类问题，要应用掌握的知识和技能等分析和判断，

零件经过热处理后出现硬度不均匀如软点或软带等，软点是指小区域出现硬度低的现象，而其往往为磨损或疲劳损坏的中心，在十分重要的零件上是不允许出现的，其原因是多方面的，应从影响硬度的人、机、料、法、环和检六大因素进行分析，从影响因素入手，下面将造成硬度不均匀的原因归纳如下。①原材料质量不合格，例如组织晶粒过于粗大或零件表面发生脱碳，淬火后出现硬度不均匀。②出现组织的严重不均匀，例如组织不合格（如碳化物偏析、碳化物聚集等）、存在大块的碳化物或大块的自由铁素体等，它们直接影响表面硬度的均匀性，使材料的淬透性差，厚截面上下不易

零件的热处理加热温度是依据材料的相变点和其技术要求而定，加热的目的是为了零件获得成分均匀的奥氏体组织，晶粒得到细化，为淬火作好组织准备。通过改变零件冷却时的温差，控制Ms点和RA′数量，来实现对淬火变形的控制。对于实心零件和中空零件，其作用有所不同，对于低碳钢和中碳合金钢零件，为减少内孔收缩，应降低淬火加热温度，如有可能进行局部加热。而对于采用Cr12等高合金工具钢制造的筒状零件，当加热温度提高后，将造成冷却后残余奥氏体数量的增多，孔径缩小。零件的预热温度的选择是有一定规律的，在500℃左右进行预热，这

主动锥齿轮是汽车或动力机械传递动力和速度的重要零件，选用的材料为20CrMnTi，其技术要求为碳氮共渗深度0.6～0.9mm，淬火后表面硬度为59～63HRC，心部硬度为33～48HRC。其加工流程为锻造→正火→机加工→镀铜→碳氮共渗→淬火、回火→机加工→装配。生产中发现在齿轮热处理一段时间或使用中，齿尖端出现氢脆剥落（齿尖脱皮或胀皮）现象，有的齿轮出现氢脆裂纹和断裂失效，严重影响产品的正常生产。对于失效件进行分析，检验发现齿轮装配后在螺纹空刀槽

零件在最终热处理前的毛坯组织应为碳化物呈颗粒状并均匀分布，基体组织应为球状或细片状珠光体组织，零件进行预备热处理是消除或减少零件中的残余应力，改善切削加工性，改善组织，并为最后的热处理作好组织准备。因此毛坯退火后要获得要求的组织结构，才能满足零件的工作需要，事实表明索氏体组织的比容比退火的大，淬火后比容的变化最小。因此选择合理的预备热处理工艺方法，对于减小零件的变形量是十分必要的控制手段。在零件的材料确定、外形设计和工艺加工路线后，一般是按以下程序进行零件的热处理，来控制和减小热处理过程中变形。1、对变形量要求严格

经过渗碳和热处理后的零件要进行机械加工，获得要求的高的表面硬度和表面粗糙度，提高零件的疲劳强度，来满足零件的工作需要。渗碳后的机械加工一般为以下几种。(1)车削和磨削加工渗碳后零件的表面含碳量高，热处理后表面存在大量的残余奥氏体，在磨削过程中极易形成磨削裂纹，例如烧伤和裂纹，如果存在粗大碳化物、网状碳化物或碳化物膜等也会产生磨削裂纹，因此在机械加工中应结合渗碳零件的技术要求，针对具体的特点等来选择正确的工艺参数，分析和预见可能产生的缺陷则有助于提高零件的质量水平，并能够指导实际的机械加工。(2)喷丸处理将热处理后的

零件渗碳后进行淬火，除了受零件自身形状、截面变化、渗碳层表面含碳量等因素影响之外，还同热处理冷却介质和冷却方法有关，渗碳层的存在对于淬火变形有明显的影响，一般而言将使零件在主导应力方向淬火的收缩变形率增加。渗碳淬火后变形的实质为低碳钢零件渗碳后表面的碳浓度增高，水冷后表面组织为马氏体，但在高温到Ms点区域内，呈现明显的热收缩，表面渗层和心部是在冷却过程中，其应力处于对立的状态，心部是否淬硬决定了零件沿主应力方向的变形，通常零件在冷却时只能获得塑性较好的铁素体组织，在表面奥氏体热收缩的压缩应力作用下，使零件在主导应力

零件进行气体氮碳共渗的材料大多为中碳合金结构钢和部分低碳碳钢（简称为渗氮钢），从概述中可知气体氮碳共渗是介于硬氮化和中温碳氮共渗之间的一种化学热处理工艺，使零件的表面获得理想的硬度和耐磨性，同时具有良好的抗咬和性和抗蚀性，而表面脆性较小，因此该工艺广泛应用于模具（锻模）、气门、挺杆、高速钢螺纹刀具、防腐部件等，产生十分可观的经济效益和社会效益等。资料介绍对高速工具钢和高铬工具钢等采用540～560℃×1.5～4h的气体氮碳共渗处理，渗层在0.02～0.05mm，表面硬度在950～1200HV，明显提高工

热处理后的各道工序是在热处理获得的组织和性能的基础上实施的，所以它们与热处理状态密切相关。另一方面，热处理后的各道工序又会在某种程度上影响工件通过热处理获得的性能，影响产品质量。因此从热处理角度应对后处理进行质量控制，完善质量服务工作。(1)热处理后的防锈热处理后的零件应进行防锈处理，如热处理后不再进行加工时，应按产品需要做防锈处理；如热处理后仍需加工，则按工序间防锈进行处理。我们对热处理后不再加工的零件是进行表面防锈处理，就是对该零件进行表面氧化处理（俗称发蓝或发黑）。关于氧化处理已在前文做详细介绍，请参阅，这里