1.退火
退火是将钢加热到工艺预定的某一温度，经保温后缓慢冷却下来的热处理方法。常用的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火等。
（1）完全退火 完全退火是指将钢完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火工艺。它主要用于亚共析钢件，目的是细化晶粒、改善组织和提高力学性能。
（2）球化退火 球化退火是将钢加热到工艺预定的温度，经长时间保温，钢中片状渗碳体自发地转变为颗粒状（球状）渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的工艺方法。主要用于共析钢和过共析钢件，目的是降低硬度、改善切削加工性能，为淬火作好组织准备，防止淬火加热时的变形和开裂。
（3）去应力退火 去应力退火是将钢加热到600～650℃左右，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的工艺方法。它主要用于消除铸件、锻件、焊接结构的内应力，以稳定尺寸，减少变形。
2.正火
正火是将钢加热到工艺规定的某一温度，使钢的组织完全转变为奥氏体，经保温一段时间后，在空气中冷却到室温的工艺方法。正火的冷却速度比退火稍快，过冷度稍大。因此，正火后所获得的组织较细，强度、硬度较高。
正火与退火的工艺和目的相似，在实际生产中，正火主要应用于下列几个方面：第一，凡碳的质量分数低于0.45%的碳钢，都用正火替代退火；第二，过共析钢常用正火来消除网状渗碳体，给球化退火作组织上的准备；第三，对使用性能要求不高的工件，常用正火代替调质。
3.淬火
淬火是将钢加热到临界温度Ac1或Ac3以上，保温一段时间，然后快速冷却下来的一种热处理方法。淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性，使结构零件获得良好的综合力学性能。
（1）淬火加热温度的选择 各种钢的淬火加热温度主要由其组织的类型及临界温度来确定。
亚共析钢的淬火加热温度一般为Ac3+（30～50℃），淬火后的组织为均匀的马氏体。如果淬火加热温度不足（小于Ac3），则淬火后的组织中保留原始组织中的铁素体，造成淬火硬度不足；反之，若加热温度过高，则又会使奥氏体的晶粒粗大。
过共析钢的淬火加热温度一般为Ac1+（30～50℃），淬火后的组织为马氏体+渗碳体。由于渗碳体是硬度很高的小颗粒，它均匀分布在钢中，能进一步提高钢的硬度和耐磨性。如果过共析钢加热到Accm以上，则得到单相奥氏体，淬火后只能得到单相马氏体组织，其硬度和耐磨性不如马氏体+渗碳体高。
（2）淬火加热的保温 淬火加热后保温的目的是为了热透工件，使组织转变一致，化学成分均匀。
（3）淬火介质 淬火是使钢获得马氏体的过程，其冷却速度必须大于临界冷却速度。获得该速度的方法，是把工件放在淬火介质中冷却。目前工厂中常用的有水、盐水和油类。(www.xing528.com)
水是属于冷却能力较强的淬火介质，适用于碳素结构钢、低合金工具钢和碳素工具钢的淬火。盐水和碱水是食盐和碱类的水溶液，其冷却能力比水更强，因此适用于低碳钢或中碳钢的淬火。油类属于冷却能力较弱的淬火介质，适用于合金钢、小截面或形状复杂的碳钢工件的淬火。
（4）淬火方法及应用
1）单介质淬火：单介质淬火是指将钢件奥氏体化后，浸入一种淬火介质中连续冷却至室温。如碳钢件在水中淬火，合金钢件在油中淬火等。单介质淬火操作简便，但容易产生淬火应力，引起变形甚至裂纹。
2）双介质淬火：双介质淬火是指将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力强的介质，在钢件还未到达该淬火介质温度之前即取出，马上浸入另一种冷却能力弱的介质中冷却，如先水后油、先水后空气等。适用于形状复杂钢件的淬火工艺。
3）马氏体分级淬火：马氏体分级淬火是指将钢件奥氏体化后，随着浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏体点（Ms）的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。这种方法比双介质淬火容易控制，适用于尺寸较大、形状复杂钢件的淬火工艺。
4）贝氏体等温淬火：贝氏体等温淬火是指将钢件加热到奥氏体化后，随之快冷到贝氏体转变温度区间（260～400℃）等温，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺，有时也称等温淬火，等温淬火产生的淬火应力与变形极小，适于小型复杂钢件的淬火工艺。
（5）淬透性与淬硬性：淬透性是指钢淬火后所能获得淬硬层深度的能力。淬透性越好，淬硬层越深。淬透性是衡量钢材热处理工艺性能好坏的重要指标。淬硬性是指钢经过淬火后所能达到的最高硬度值。
4.回火
钢件淬火后必须经过回火。回火就是将淬火钢重新加热到工艺预定的某一温度（低于临界温度），经保温后再冷却到室温的热处理工艺。淬火钢回火的目的在于消除淬火内应力，调整钢的力学性能，稳定钢件的组织和尺寸。根据零件的力学性能要求和回火温度不同，回火方法有以下三种：
（1）低温回火 低温回火的温度为150～250℃，得到的组织为回火马氏体。目的是降低淬火钢的脆性及内应力，保持高硬度和高耐磨性。低温回火适用于量具、切削工具、冲模等以及滚动轴承和渗碳淬火零件。
（2）中温回火 中温回火的温度为350～450℃，得到的组织为回火托氏体。这种组织不仅具有一定的韧性和硬度，而且具有高的弹性和屈服强度。中温回火常用于各种弹簧和锻模的回火。
（3）高温回火 高温回火的温度为500～650℃，得到的组织为回火索氏体，它具有较高的强度和冲击韧度的力学性能。高温回火常用于传动件和重要的紧固件，如曲轴、连杆、气缸、螺栓等。在生产中常把淬火后进行高温回火的热处理，称为调质处理。
回火是热处理的最后一道工序，它直接影响成品的质量，因此回火温度必须严加控制。
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