一张图看懂钢铁热处理工艺（下）

上期，我们介绍了热处理工艺的一些基本知识，及退火、正火等热处理工艺的内容，下面我们继续来了解一下其他的一些热处理工艺：

1、固溶处理

固溶处理

操作方法

将合金加热到高温（980～1250℃）单相区恒温保持，是过剩相充分溶解到固溶体中厚快速冷却。

目的

• 获得单相奥氏体组织；

• 改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等；

• 使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能；

• 消除应力与软化，以便继续加工或成型。
  

应用要点

固溶温度应根据合金使用温度进行调整，使用环境温度越高则固溶温度也应更高；对于过饱和度低的合金通常选择较快的冷却速度，对于饱和度高的合金通常为空气中冷却。

2、深冷处理

深冷处理

操作方法

将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－40～－80℃或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。

目的

• 使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限；

• 稳定钢的组织 ，以稳定钢件的形状和尺寸。

应用要点

• 钢件淬火后应立即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；

• 冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密零件。 
  

3、表面热处理

表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

火焰加热表面淬火

操作方法

用氧－乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却。 

目的

提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。

应用要点

• 多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2～6mm；

• 适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。 
  

感应加热表面淬火

操作方法

将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。 

目的

提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。

应用要点

• 多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件；

• 由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1～2mm，中频淬火一般为3～5mm，高频淬火一般大于10mm。

4、化学热处理

化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。

渗碳

操作方法

将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。 

目的

提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。

应用要点

• 用于含碳量为0.15％～0.25％的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0.5～2.5mm；

• 渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。

氮化

操作方法

利用在500～600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层。

目的

提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点

多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为0.025～0.8mm。

碳氮共渗

操作方法

向钢件表面同时渗碳和渗氮。

目的

提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点

• 多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0.02～3mm；

• 氮化后还要淬火和低温回火。