热处理的主要工艺及其特点
一、退火（Annealing）
工艺特点：
加热温度：高于材料相变点（如钢的退火温度通常在 Ac3 或 Ac1 以上）。
冷却方式：随炉缓慢冷却（冷却速率≤50℃/h）。
核心作用：
消除材料内部应力（如锻造、焊接后的残余应力）；
细化晶粒，改善组织均匀性；
降低硬度，提高切削加工性能（如高碳钢球化退火）。
典型应用：冷轧钢板去应力、铸铁件消除铸造应力、轴承钢毛坯软化处理。
二、正火（Normalizing）
工艺特点：
加热温度：高于退火温度（通常比退火高 20~50℃）。
冷却方式：空冷（在空气中自然冷却）。
核心作用：
细化晶粒（比退火更明显），改善低碳钢的切削性能；
消除网状碳化物（如过共析钢正火），为后续热处理做准备；
调整硬度（比退火高，比淬火低），使零件性能均匀。
典型应用：齿轮毛坯预处理、低碳钢（20 钢）正火提高硬度、焊接件消除应力。
三、淬火（Quenching）
工艺特点：
加热温度：奥氏体化温度（如中碳钢需加热至 Ac3 以上）。
冷却方式：快速冷却（介质包括水、油、聚合物溶液等）。
核心作用：
使材料内部形成高硬度的马氏体组织，显著提高耐磨性（如刀具淬火后硬度可达 HRC60+）；
但会大幅增加脆性，需配合回火消除应力。
典型应用：高速钢刀具、轴承滚子、汽车半轴淬火强化。
四、回火（Tempering）
工艺特点：
加热温度：低于相变点（通常 150~650℃，根据需求调整）。
冷却方式：空冷或炉冷。
核心作用：
消除淬火产生的内应力，降低脆性；
通过控制回火温度，调整硬度与韧性的平衡：
低温回火（150~250℃）：保持高硬度（如刀具、量具）；中温回火（350~500℃）：提高弹性（如弹簧）；
高温回火（500~650℃）：获得综合力学性能（如轴类零件调质处理）。
典型应用：淬火后的模具、齿轮回火优化性能。
五、表面淬火（Surface Hardening）
工艺特点：
加热方式：仅对零件表面局部加热（如感应加热、火焰加热）。
冷却方式：表面喷水或喷雾快速冷却。
核心作用：
表面形成高硬度硬化层（深度 0.5~5mm），内部保持韧性；
提高零件表面耐磨性，同时避免整体淬火导致的变形。
典型应用：齿轮齿面、机床导轨、汽车半轴表面硬化。