在實際生產中，由于灰鑄鐵本身力學性能比較低，通常只用于一些支承與減摩零件，一般以退火處理為主，為了提高強度與耐磨性，可以采用正火處理與表面熱處理等方法。在灰鑄鐵生產中僅采用以下幾種熱處理方法。1．消除鑄造應力的低溫退火當形狀復雜且壁厚不均勻的鑄件澆注后冷卻時，因各部分的冷卻速度不同，往往形成很大的殘留內應力。這不僅要降低鑄件的強度，而且在切削加工后，因應力重新分布會引起鑄件變形，對精度要求較高的復雜鑄件，在切削加工前，應進行消除應力的低溫退火。這種退火方法有時也稱為時效。熱處理工藝是將鑄件以60~100℃/h的速度

由于合金滲碳鋼的碳的質量分數低，生產中常將低、中淬透性的合金滲碳鋼在鍛造之后進行正火熱處理以提高硬度，改善可加工性；對于高淬透性的合金滲碳鋼，可將零件在鍛造之后進行一次空冷淬火，再于650℃左右進行高溫回火熱處理，得到回火索氏體組織以利于切削加工。為保證零件表面具有高的硬度和耐磨性，一般應在滲碳后進行直接淬火或一次淬火及低溫回火熱處理。熱處理后零件表層獲得高硬度和高耐磨性的回火合金馬氏體和合金碳化物組織，表面硬度一般為58~64HRC。心部組織和硬度由合金滲碳鋼的淬透性和尺寸而定，心部若淬透，回火后為低碳回火合金馬

對于承受交變應力、對綜合力學性能要求較高的球墨鑄鐵件，如連桿、曲柄等可采用調質熱處理。淬火加熱溫度為880~920℃，保溫后一般采用油淬火得到細片馬氏體，再經550~600℃回火，其組織為回火索氏體加球狀石墨，調質熱處理后不僅強度高，抗拉強度可達800~ 1000MPa，而且塑性、韌性比正火狀態好，但僅適用于小型鑄件，尺寸過大時，內部淬不透，調質效果不好。球墨鑄鐵淬火后硬度可達到58~60HRC，但脆性大，必須進行回火，球墨鑄鐵的回火也分為低溫回火(140~250℃)、中溫回火(350~500℃)和高溫回火(500

根據彈簧的尺寸的不同，成形與熱處理方法也有所不同。1)熱成形彈簧的熱處理。線徑或板厚大于10mm的螺旋彈簧或板彈簧，往往在熱態下成形。板彈簧多數是將熱成形和熱處理結合進行的，即利用熱成形后的余熱進行淬火，然后再進行中溫回火。螺旋彈簧則大多是在熱成形結束后，再重新進行淬火和中溫回火處理。中溫回火后獲得回火托氏體組織，具有高的彈性極限與疲勞強度，硬度為38~50HRC（以42～48HRC最常用）。2)冷成形彈簧的熱處理。對于線徑或板厚小于8mm的彈簧，常用冷拉彈簧鋼絲或冷軋彈簧鋼帶在冷態下制成。冷拉彈簧鋼絲一般以熱處理

高速工具鋼中含有大量的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素，當加熱溶入奧氏體時，使碳在γ-Fe中的最大固溶度點E顯著左移，因此高速工具鋼鑄態組織中出現了萊氏體組織，屬萊氏體鋼。高速工具鋼的鑄態組織共晶碳化物呈魚骨狀分布。魚骨狀的共晶碳化物硬而脆，不能用熱處理方法去除，必須通過高溫軋制和鍛壓的方法將其粉碎并使其重新分布。不經鍛壓的高速工具鋼，將使刃具的強度、硬度、耐磨性、熱硬性下降，淬火時易變形和開裂，使用時容易崩刃和磨損。因此高速工具鋼在出廠時應規定級別，檢驗碳化物分布的不均勻度。1)高速工具鋼的退火。由于高速工具鋼的奧氏體穩

向鋼件表層同時滲入碳和氮的過程稱為碳氮共滲。碳氮共滲方法有液體和氣體碳氮共滲兩種。液體碳氮共滲使用的介質氰鹽是劇毒物質，污染環境，故逐漸為氣體碳氮共滲所替代。根據共滲溫度不同，碳氮共滲可分為高溫( 900~950℃)、中溫(700~ 880℃)及低溫(500~ 570℃)三種。目前工業上廣泛應用的是中溫和低溫氣體碳氮共滲。其中低溫氣體碳氮共滲主要是提高耐磨性及疲勞強度，而硬度提高不多，故又稱為軟氮化，多用于工模具。中溫氣體碳氮共滲多用于結構零件。

目前氮碳共滲的零件數量日益增多，氮碳共滲適用于多種材料，包括純鐵、Q235-B鋼、滲碳鋼、中碳結構鋼、專用滲氮鋼、工具鋼、模具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鑄鐵與冷激鑄鐵、鐵基粉末冶金件、陶瓷、硬質合金等，由于共滲后的零件具有高的硬度、高的疲勞強度、良好的耐磨性、高的抗腐蝕性與抗咬合性等，另外具有變形小、成本低等。目前氮碳共滲的零件數量日益增多，氮碳共滲適用于多種材料，包括純鐵、Q235-B鋼、滲碳鋼、中碳結構鋼、專用滲氮鋼、工具鋼、模具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鑄鐵與冷激鑄鐵、鐵基粉末冶金件、陶瓷、硬質合金等，由于共滲后的零件具

滲氮工件的加工工藝路線一般是：鍛造→退火（或正火加高溫回火）→阻加工→調質→半精加工→（去應力）→精加工→滲氮→精研（磨）。由工藝路線可見，滲氮前的預備熱處理包括了退火（或正火加高溫回火）、調質和去應力處理，這些工序都是為了滲氮而做準備的，因為工件滲氮后基本上不再進行加工。退火和正火的目的是為了細化組織，改善可加工性，消除內應力，并為調質做好組織準備。調質處理是一道重要的預備熱處理工序，目的是為了獲得均勻而細小的索氏體組織，它不僅使工件

根據圖樣或加工工藝的要求，工件的某些部位不需要滲氮。因此，在滲氮之前，必須對非滲氮面進行保護。常用的保護方法有以下幾種：(1)涂料法。在非滲氮面涂覆防滲氮涂料，將滲氮介質與工件表面隔離，阻止氮的滲入。防滲氮涂料應具有防滲效果好、對工件無腐蝕、滲氮后易于清除等特點。常用防滲氮涂料由80%~90%（質量分數）水玻璃和10%~20%（質量分數）石墨粉組成。防滲氮面在涂覆前應清理干凈，然后加熱到60~80℃，再均勻涂覆，涂層厚度為0.6~1. 0mm，涂覆后在90～130℃下烘干或自然干燥。防滲氮涂料使用時應隨配隨用。(2

工具鋼在淬火前必須進行預備熱處理，以消除應力，細化晶粒，為淬火做好組織準備。預備熱處理包括球化退火、去應力退火、正火、調質等。(1)球化退火  工具鋼球化退火的目的是為了改善鋼材的加工性能，并為淬火做組織準備。退火后獲得球狀珠光體。退火方法有普通退火和等溫退火。(2)去應力退火  其目的是為了消除冷變形產生的加工硬化和切削加工產生的內應力，以減少淬火時產生的畸變和開裂傾向。碳素工具鋼去應力退火溫度為600~700℃，合金工具鋼為650~700℃，保溫時間為0.5～3h。(3)

(1)鋼錠即時退火消除內應力部分對裂紋敏感性很高的高碳馬氏體鋼、萊氏體鋼鋼錠，除紅轉加熱爐直接開坯外，其余必須立即裝入退火爐進行消除內應力退火，防止產生裂紋。(2)鋼錠進行軟化退火便于精整鋼錠需要清除表面缺陷，通過退火降低硬度，易于精整和扒皮處理。(3)鋼錠高溫擴散退火使組織與成分均勻通過高溫擴散退火，解決鋼錠內部的組織均勻性和化學成分的均勻性。這里主要解決鋼在凝固過程中產生的顯微偏析和枝晶偏析，通過擴散退火加以改善。

鋼件淬火過程中，由于鋼件截面各部分冷卻速度不同，而造成溫度的差異，引起鋼件的體積收縮的不均勻，從而導致熱應力的形成。如果熱應力超過鋼件的屈服極限時，就會造成鋼件的塑性變形。熱應力所引起的變形，往往使鋼件趨向“腰鼓”形狀，即直徑脹大而長度縮小。鋼件淬火時，鋼從高溫進行急劇冷卻，鋼的表層要比其內部的冷卻速度快而發生較激烈的收縮。鋼件內部由于冷卻較慢，其收縮則較小，從而內部的阻礙則承受拉應力作用。此時，當拉應力超過其高溫屈服強度時，表層即可發生塑性滑移變形。假定外層溫度比心部低△T，鋼件直徑為D，

眾所周知，淬火時鋼中的過冷奧氏體向馬氏體轉變的過程中，伴隨有質量體積的變化。由于馬氏體的質量體積大于奧氏體的質量體積，所以轉變結果，將引起體積膨脹。由于淬火冷卻初期鋼件表層或截面較小的部分，其冷卻速度快，使之首先冷卻到Ms點以下發生奧氏體向馬氏體轉變，但鋼件心部或較厚的部分這一轉變略為滯后，這樣造成了馬氏體向奧氏體轉變的不等時性。表層和冷卻較快的部分，發生馬氏體型相變引起鋼件外層和局部的體積膨脹，而鋼件內部和冷卻較慢的部分尚未處于過冷奧氏體狀態，此時會由于外層的膨脹而產生拉應力；外層膨脹受到內部限制而具有壓應力。因

實際生產中，鋼件的熱處理應力，一般是既有熱應力，又有組織應力，以及組織不均勻所造成的附加應力存在。所謂淬火變形，就是這些應力的綜合作用的結果（很少遇到因單純的熱應力或組織應力所造成的變形）。然而，究竟產生趨向于何種形式的變形，鋼的淬透性和Ms點的位置具有重要的影響，此二者又取決于鋼的成分等。對于具有一定成分的某種鋼來說，Ms點又取決于其淬火溫度，因為淬火溫度的高低對高溫奧氏體中含碳量及合金元素起決定作用。另外，淬火溫度對熱應力的大小和殘余奧氏體量的多少也有重要影響。其他如冷卻速度、工件形狀、尺寸因素等對淬火應力、淬

將鋼件加熱到臨界點（Ac3，Acm）以上，進行完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻，這種熱處理稱正火熱處理。正火的目的與退火相同，只是溫度高于退火，且在空氣中冷卻。正火工藝：正火的加熱溫度與鋼的化學成分關系很大，低碳鋼加熱溫度為Ac3以上100-150℃，中碳鋼加熱溫度為Ac3以上50-100℃，高碳鋼加熱溫度為Ac3以上30-50℃。保溫時間與工件厚度和加熱爐的形式有關，冷卻既可采用空冷，也可采用吹風冷卻。但注意工件冷卻時不能堆放在一起，應散開放置。正火后的組織與性能：正火實際上是退火的一種特殊情況，兩者不同之處主要在

一個零件的生產過程是由許多，道工序所組成，在生產工序中為了某一目的，還會穿插多次熱處理，熱處理可以分為兩類：預先熱處理：消除前道工序造成的缺陷。為隨后切學加工，最終熱處理做準備。最終熱處理：使工件滿足使用條件下的性能要求。退火：完全退火，等溫退火，擴散退火，球化退火，去應力退火，再結晶退火。退火的目的：1、降低鋼件硬度，利于切削加工，HB=160-230，最適于切削加工，退火后HB恰在此中；2、消除殘余應力，穩定鋼件尺寸，并防止變形和開裂；3、細化晶粒，改善組織，提高鋼的機械性能；4、為最終熱處理（淬火，回火）做組

三、擴散退火（均勻化退火）適用范圍：合金鋼鑄錠和鑄件。目的：消除合金結晶時產生的枝晶偏析，使成分均勻，故而又稱均勻化退火。工藝：把鑄錠或鑄件加熱到Ac1以上大約1000~2000℃，保溫10到15小時，再隨爐冷卻。特點：高溫長時間加熱。鋼中合金元素含量越高，加熱溫度也越高，高溫長時間加熱，又是造成組織過熱的又一原因，因此擴散退火后需要進行一定完全退火或正火來消除過熱。四、球化退火使用范圍：多用于共析或過共析成分的碳鋼和合金鋼。目的：球化滲碳體，硬度下降，改善切削加工性能，為淬火做好準備。工藝：將過共析鋼加熱到Ac1

板狀零件在淬火熱處理時易產生“盆形”和撓曲。產生此種變形的原因在于零件各部位溫度和冷卻速度的不同，無論熱應力和組織應力都會引起“盆形”變形，而且很難利用它們之間的方向不同來消除“盆形”。板狀零件消除撓曲的主要方法是勻熱勻冷。加熱時力求各部位溫度一致，尤其注意中部溫度要和邊緣一致，如用鹽爐加熱，要很快人鹽（最好使用“自重”速度），不使先后入鹽部位產生大的溫差；用箱式爐時要注意在加熱時盡可能保持邊和中心同樣的加熱速度和兩面加

1．鈦及鈦合金的退火熱處理去應力退火：目的是消除工業純鈦和鈦合金零件加工或焊接后的內應力。退火溫度一般為450~650℃，保溫時間1～4h，空冷。再結晶退火：目的是消除加工硬化。對于純鈦一般用550~690℃溫度，而鈦合金用750~800℃，保溫時間1～3h，空冷。2．鈦合金的淬火和時效熱處理淬火和時效的目的是提高鈦合金的強度和硬度。α鈦合金和含β穩定化元素較少的（α+β）鈦合金，自β相區淬火時，發生無擴散型的馬氏體轉變r→α′。α′為B穩定化元素在α-Ti中的過飽和固溶體。α&p

滲碳后淬火回火和碳氮共滲后淬火回火的零件，標注的主要技術要求是表面硬度、心部硬度和有效硬化層深度，其他技術要求（滲層金相組織、滲層碳濃度、或硬度分布、心部力學性能等）按規定執行。表面硬度滲碳后淬火回火和碳氮共滲后淬火回火的零件的表面硬度要求，通常以維氏硬度或洛氏硬度表示，對應的最小有效硬化層深度和試驗力與表面淬火零件相同。心部硬度對滲碳后淬火回火或碳氮共滲后，淬火回火的零件心部硬度有要求時，應予以標注。滲層的有效硬化層深度，滲碳后淬火回火或碳氮共滲后淬火回火零件，有效硬化層深度在圖樣上的表示方法，與表面淬火有效硬化