一、淬火
1. 什么叫淬火？
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度 ， 保温一段时间 ， 使之全部或部分奥氏体化 ， 然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺 。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火 。
2. 淬火的目的：
1）提高金属成材或零件的机械性能 。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性 ， 提高弹簧的弹性极限 ， 提高轴类零件的综合机械性能等 。
2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能 。如提高不锈钢的耐蚀性 ， 增加磁钢的永磁性等 。
淬火冷却时 ， 除需合理选用淬火介质外 ， 还要有正确的淬火方法 ， 常用的淬火方法 ， 主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等 。
文章插图
3. 钢铁工件在淬火后具有以下特点：
① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织 。
② 存在较大内应力 。
③ 力学性能不能满足要求 。因此 ， 钢铁工件淬火后一般都要经过回火
二、回火
1. 什么叫回火？
回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度 ， 保温一定时间后 ， 以一定方式冷却的热处理工艺 ， 回火是淬火后紧接着进行的一种操作 ， 通常也是工件进行热处理的最后一道工序 ， 因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理 。
2. 淬火与回火的主要目的是：
1）减少内应力和降低脆性 ， 淬火件存在着很大的应力和脆性 ， 如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂 。
2）调整工件的机械性能 ， 工件淬火后 ， 硬度高 ， 脆性大 ， 为了满足各种工件不同的性能要求 ， 可以通过回火来调整 ， 硬度 ， 强度 ， 塑性和韧性 。
3）稳定工件尺寸 。通过回火可使金相组织趋于稳定 ， 以保证在以后的使用过程中不再发生变形 。
4）改善某些合金钢的切削性能 。
3. 回火的作用在于：
① 提高组织稳定性 ， 使工件在使用过程中不再发生组织转变 ， 从而使工件几何尺寸和性能保持稳定 。
② 消除内应力 ， 以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸 。
③ 调整钢铁的力学性能以满足使用要求 。
回火之所以具有这些作用 ， 是因为温度升高时 ， 原子活动能力增强 ， 钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散 ， 实现原子的重新排列组合 ， 从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织 。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关 。一般钢铁回火时 ， 硬度和强度下降 ， 塑性提高 。回火温度越高 ， 这些力学性能的变化越大 。有些合金元素含量较高的合金钢 ， 在某一温度范围回火时 ， 会析出一些颗粒细小的金属化合物 ， 使强度和硬度上升 。这种现象称为二次硬化 。
回火要求：用途不同的工件应在不同温度下回火 ， 以满足使用中的要求 。
① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行低温回火 。低温回火后硬度变化不大 ， 内应力减小 ， 韧性稍有提高 。
② 弹簧在350～500℃下中温回火 ， 可获得较高的弹性和必要的韧性 。
③ 中碳结构钢制作的零件通常在500～600℃进行高温回火 ， 以获得适宜的强度与韧性的良好配合 。
钢在300℃左右回火时 ， 常使其脆性增大 ， 这种现象称为第一类回火脆性 。一般不应在这个温度区间回火 。某些中碳合金结构钢在高温回火后 ， 如果缓慢冷至室温 ， 也易于变脆 。这种现象称为第二类回火脆性 。在钢中加入钼 ， 或回火时在油或水中冷却 ， 都可以防止第二类回火脆性 。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度 ， 便可以消除这种脆性 。
在生产中 ， 常根据对工件性能的要求 。按加热温度的不同 ， 把回火分为低温回火 ， 中温回火 ， 和高温回火 。淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调质 ， 即在具有高度强度的同时 ， 又有好的塑性韧性 。
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