45鋼制成的齒輪，經(jīng)過熱處理調(diào)質(zhì)后獲得的索氏體組織，具有高的強(qiáng)度和塑性，且具有一定的韌性。若45鋼制造強(qiáng)度要求較高的齒輪，要求齒輪表面高硬度、高耐磨性，而心部具有高強(qiáng)度和高韌性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行高頻淬火處理。但熱處理時(shí)，由于淬透性差，水淬變形大，裂紋傾向敏感，尤其在40℃左右水淬更為明顯。為此，可參照下面熱處理工藝方法進(jìn)行。(1)預(yù)備熱處理。正火在840～870℃，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理，或?yàn)楦袘?yīng)加熱表面淬火前的預(yù)備熱處理。正火后的硬度≤226HBW。(2)加熱與淬火1)加熱溫度。加熱溫度820～860℃，

常用馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%~0.45%，鉻含量為12%~14%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），屬于鉻不銹鋼，通常指Cr13型不銹鋼。典型鋼號(hào)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。這類鋼一般用來制作既能承受載荷，又需要耐蝕性的各種閥門、泵等零件，以及一些不銹工具等。為提高耐蝕性，馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都控制在很低范圍，一般不超過0. 4%。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，鋼的耐蝕性就越好，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，基體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就越高，則鋼的強(qiáng)度和硬度就越高；碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，形成鉻的碳化物量也就越多，其耐蝕性就變得越差。

低溫形變等溫淬火熱處理工藝可用于含合金元素略低的鋼種。首先將鋼料加熱至奧氏體化溫度，然后在下貝氏體區(qū)域進(jìn)行形變，隨之等溫轉(zhuǎn)變，得到貝氏體組織。采用低溫形變等溫淬火后，工件可以得到中等強(qiáng)度和較好的韌性。低溫形變熱處理的強(qiáng)韌化機(jī)制如下：1)由于奧氏體是過冷到500~600℃前后變形，且變形量較大，所以奧氏體受到嚴(yán)重扭曲，并產(chǎn)生了大量亞晶、次亞晶和數(shù)量很大的位錯(cuò)，使鋼材強(qiáng)度大幅度提高。2)在變形的同時(shí)析出很多超微細(xì)的碳（氮）化物，這些碳（氮）化物以高度彌散狀態(tài)沉淀在位錯(cuò)周圍，阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，對(duì)位錯(cuò)起到釘扎作用，從而大大地提

由于鐵的晶體結(jié)構(gòu)與石墨的晶體結(jié)構(gòu)差異很大，而鐵與滲碳體的晶體結(jié)構(gòu)要接近一些，所以普通鑄鐵在一般鑄造條件下只能得到白口鑄鐵，而不易獲得灰鑄鐵。因此，必須通過添加合金元素和改善鑄造工藝等手段來促進(jìn)鑄鐵石墨化，形成灰鑄鐵。1．化學(xué)成分的影響碳、硅、錳、硫、磷對(duì)石墨化有不同影響。其中碳、硅、磷是促進(jìn)石墨化的元素，錳和硫是阻礙石墨化的元素。在生產(chǎn)實(shí)際中，調(diào)整碳和硅的含量是控制鑄鐵組織和性能的基本措施之一。在一般鑄造條件下，鑄鐵中較高的碳含量是石墨化的必要條件，保證一定量的硅是石墨化的充分條件，碳與硅含量越高越易石墨化。若碳、

與氣體滲碳相比，碳氮共滲有如下優(yōu)點(diǎn)：1)可以在較低溫度下，及在同樣時(shí)間內(nèi)獲得同樣滲層深度；或在處理溫度相同的情況下，共滲速度較快。2)碳氮共滲在工件表面、爐壁和發(fā)熱體上不析出炭黑。3)處理后零件的耐磨性比滲碳的高。4)工件扭曲變形小。在滲劑一定的情況下，碳氮共滲溫度與時(shí)間對(duì)滲層的組織結(jié)構(gòu)影響規(guī)律已如前述。在具體生產(chǎn)條件下應(yīng)根據(jù)零件工作條件、使用性能要求及滲層組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，再按前述規(guī)律確定，中溫氣體碳氮共滲工件的使用狀態(tài)和滲碳淬火相近，一般都是共滲后直接淬火。因此，盡管氮的滲入能降低臨界點(diǎn)，但考慮心部強(qiáng)度，一

淬火熱處理工藝過程中零件出現(xiàn)變形是必然的，但零件出現(xiàn)表面裂紋導(dǎo)致表面或整體開裂是不允許的，一般作為廢品處理（高碳鋼淬火零件內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，經(jīng)回火后能消除的除外）。(1)引起變形和開裂的原因  在淬火加熱時(shí)，由于零件熱應(yīng)力以及高溫時(shí)材料強(qiáng)度降低，延展性增加會(huì)導(dǎo)致變形。對(duì)合金鋼而言，由于其導(dǎo)熱性較差，若加熱速度太快，不僅零件變形大，甚至有開裂的危險(xiǎn)。在冷卻過程中由于熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的共同作用，零件常出現(xiàn)變形，有的甚至出現(xiàn)表面裂紋。熱應(yīng)力是在加熱或冷卻過程中，零件由表面至心部各層的加熱或冷卻速度不一樣

經(jīng)淬火熱處理后零件硬度偏低和出現(xiàn)軟點(diǎn)的主要原因是：1)亞共析鋼加熱溫度低或保溫時(shí)間不充分，淬火組織中有殘留鐵素體。2)加熱過程中鋼件表面發(fā)生氧化、脫碳，淬火熱處理后局部生成非馬氏體組織。3)淬火熱處理時(shí)，冷卻速度不足或冷卻不均勻，未全部得到馬氏體組織。4)淬火介質(zhì)不清潔，工作表面不干凈，影響了工件的冷卻速度，致使未能全部淬硬。正常情況下的材質(zhì)及零件截面尺寸，為防止淬火熱處理后零件硬度偏低最重要的是防止加熱時(shí)零件表面脫碳，其中最有效的辦法是采用可控氣氛或真空加熱。若在一般空氣電阻爐中加熱，在確保零件燒透及組織轉(zhuǎn)變的前

金屬材料滲碳熱處理后的缺陷主要有以下幾種：(1)黑色組織    在含Cr、Mn及Si等合金元素的滲碳鋼滲碳淬火后，在深滲層表面組織中出現(xiàn)沿晶界呈現(xiàn)斷續(xù)網(wǎng)狀的黑色組織。鋼滲碳淬火后在未經(jīng)腐蝕的金相試樣上可看到黑色組織，預(yù)防黑色組織的辦法是注意滲碳爐的密封性能，降低爐氣中的含氧量，一旦工件上出現(xiàn)黑色組織時(shí)，若其深度不超過0. 02mm，可以增加一道磨削工序，將其磨去，或進(jìn)行表面噴丸處理。(2)反常組織    這種組織在前述過共析鋼退火組織缺

準(zhǔn)備工作1)鑄件準(zhǔn)備：鑄件去應(yīng)力退火前應(yīng)將冒口、型砂等清除干凈，氣孔、砂眼的補(bǔ)焊及粗加工工序應(yīng)按排在去應(yīng)力退火前。2)設(shè)備（可采用箱式電爐、燃?xì)鉅t及燃煤爐）準(zhǔn)備：對(duì)使用的加熱爐，應(yīng)按有關(guān)設(shè)備操作規(guī)程檢修，對(duì)燃料爐應(yīng)清理主煙道、爐膛、燃燒室及燃燒嘴的灰分等。3)測(cè)溫儀表準(zhǔn)備。4)裝爐：同爐裝的鑄件壁厚應(yīng)力求接近，具有同一規(guī)范的鑄件可裝同一爐。鑄件擺放應(yīng)平穩(wěn)并用支柱支撐。多層裝爐應(yīng)采用適當(dāng)墊鐵，使鑄鐵與爐底、鑄件之間留有150~ 200mm的間距。每層鑄件之間的墊鐵位置應(yīng)當(dāng)相同，鄰層之間不允許墊鐵的位置相互錯(cuò)開，以免發(fā)

退火、正火件熱處理工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求如下：(1)硬度檢驗(yàn)。按圖樣或客戶要求進(jìn)行。(2)變形檢驗(yàn)。零件變形量原則上小于其加工余量的1/3~1/2，客戶有要求的，按客戶要求進(jìn)行（校正工序應(yīng)計(jì)費(fèi)）。(3)金相檢驗(yàn)。一般不做金相檢驗(yàn)。精密件、重要件或客戶要求進(jìn)行的，應(yīng)在工藝文件中注明，成批大量生產(chǎn)的可根據(jù)實(shí)際情況定期抽查，并根據(jù)技術(shù)要求按下列規(guī)定協(xié)商處理：1)碳素工具鋼退火后的珠光體組織，應(yīng)為2～4級(jí)（按GB/T 1298-2008第一級(jí)別圖評(píng)定）不允許有連續(xù)網(wǎng)狀碳化物。鋼料尺寸≤60mm的≤2級(jí)；>6

1．硬度1)熱處理零件均應(yīng)根據(jù)圖樣要求和工藝規(guī)定進(jìn)行硬度檢驗(yàn)或抽檢。2)以標(biāo)準(zhǔn)塊校對(duì)硬度計(jì)，確認(rèn)后方可進(jìn)行測(cè)試硬度。3)檢驗(yàn)硬度前，應(yīng)將零件表面清理干凈，去除氧化皮、脫碳層及毛刺等，且表面不應(yīng)有明顯的機(jī)械加工痕跡，被測(cè)零件的溫度以室溫為準(zhǔn)，或略高于室溫但以人手能穩(wěn)穩(wěn)抓住為限。4)硬度檢測(cè)部位應(yīng)根據(jù)工藝文件或由檢驗(yàn)、工藝人員確定。淬火部位檢查硬度不少于1處，每處不少于3點(diǎn)，不均勻度應(yīng)在要求的范圍內(nèi)。被測(cè)零件直徑小于Φ38mm時(shí)應(yīng)予修正。5)一般的正火、退火件、調(diào)質(zhì)件采用布氏硬度計(jì)檢驗(yàn)；對(duì)于尺寸較大者可用錘擊式硬度檢驗(yàn)

(1)外觀質(zhì)量1)鍛件和熱軋鋼材表面不允許有裂紋、折疊、結(jié)疤、白點(diǎn)、過大的圓度等外觀缺陷，因?yàn)楫?dāng)這些缺陷度大于粗加工余量時(shí)，將是熱處理裂紋的起源。2)冷拔鋼和銀亮鋼，更不允許有表面缺陷存在，因?yàn)檫@類鋼加工余量小。如對(duì)彈簧鋼來說，表面缺陷將使彈簧壽命顯著降低。(2)化學(xué)成分1)當(dāng)鋼中有害元素磷、硫增加時(shí)，如硫含量為0.04%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)淬火后易產(chǎn)生裂紋，錳含量>0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)也易淬裂（淬水的工件）。2)有些元素雖是微量元素，但會(huì)使鋼的熱處理規(guī)范大不相同，如煉鋼時(shí)脫氧劑用Al則其微粒熔點(diǎn)高，在鋼中起細(xì)化

熱處理殘余力是指工件經(jīng)熱處理后最終殘存下來的應(yīng)力，對(duì)工件的形狀，尺寸和性能都有極為重要的影響。當(dāng)它超過材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，便引起工件的變形，超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)使工件開裂，這是它有害的一面，應(yīng)當(dāng)減少和消除。但在一定條件下控制應(yīng)力使之合理分布，就可以提高零件的機(jī)械性能和使用壽命，變有害為有利。分析鋼在熱處理過程中應(yīng)力的分布和變化規(guī)律，使之合理分布對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。例如關(guān)于表層殘余壓應(yīng)力的合理分布對(duì)零件使用壽命的影響問題已經(jīng)引起了人們的廣泛重視。工件在加熱和冷卻過程中，由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的

淬火件熱處理按照工序有五大檢驗(yàn)項(xiàng)目，下面就詳細(xì)介紹淬火件熱處理工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目以及要求。(1)零件淬火前的檢查1)是否符合工藝路線及工藝規(guī)程的要求；2)有無缺陷（變形、裂紋、碰傷等）；3)鋼材是否符圖；4)客戶是否有其他要求。(2)硬度檢驗(yàn)1)有關(guān)硬度檢驗(yàn)參照前面規(guī)定執(zhí)行。2)零件淬火后，回火前其硬度值應(yīng)≥要求硬度中的中限。3)小零件淬火后不允許有軟點(diǎn)，大件（直徑或厚度> 80mm）允許有少量軟點(diǎn)。4)整體加熱、局部淬火的零件，或局部加熱淬火的零件，淬火部位的尺寸范圍允許有一定的偏差，應(yīng)與客戶具體協(xié)商（但

調(diào)質(zhì)處理是指淬火后高溫回火的熱處理方法。高溫回火是指在500-650℃之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體?；鼗鹚魇象w(tempered sorbite)是馬氏體于回火時(shí)形成的，在光學(xué)鏡相顯微鏡下放大500~600倍以上才能分辨出來，其為鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物（包括滲碳體）球粒的復(fù)合組織。它也是馬氏體的一種回火組織，是鐵素體與粒狀碳化物的混合物。此時(shí)的鐵素體已基本無碳的過飽和度，碳化物也為穩(wěn)定型碳化物。常溫下是一種平衡

1)質(zhì)管部門負(fù)責(zé)執(zhí)行質(zhì)量檢驗(yàn)工作，在熱處理車間（工段或小組）設(shè)立檢驗(yàn)站，進(jìn)行日常質(zhì)量檢驗(yàn)工作。2)質(zhì)檢工作以專業(yè)檢驗(yàn)員為主，與生產(chǎn)工人的自檢、互檢相結(jié)合。3)在承接業(yè)務(wù)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)零件進(jìn)行外觀目測(cè)檢驗(yàn)，有無裂紋、碰傷、銹蝕斑點(diǎn)。還應(yīng)調(diào)查制件的原材料，預(yù)先熱處理、鑄造工藝是否恰當(dāng)，制件尺寸及加工余量是否與圖樣相符合，有變形要求的要檢查來時(shí)的原始變形情況。經(jīng)修復(fù)的模具（堆焊、補(bǔ)焊、砂光等）等制件，應(yīng)說明修復(fù)情況并檢查登記備查，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行探傷檢查等。4)檢驗(yàn)人員應(yīng)按照?qǐng)D樣技術(shù)條件、標(biāo)準(zhǔn)、工藝文件、規(guī)定的檢驗(yàn)項(xiàng)目與方法等

滲碳件熱處理工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求如下：1)試樣應(yīng)與零件材料相同，批次相同。試樣直徑> 10mm，表面粗糙度應(yīng)在Ra3.2μm以下。有吊裝小孔的，對(duì)于批量較小件，亦可直接用工件檢驗(yàn)。2)滲碳層深度。按產(chǎn)品圖樣規(guī)定，滲碳層深度包括共析層、共析層過渡（亞共析層），其中過共析層+共析層為滲層總深度的50%～70%。測(cè)量方法：合金鋼：從試樣表面測(cè)至心部組織處；碳素鋼：從試樣表面測(cè)至過渡區(qū)1/2處。3)滲碳層組織。平衡狀態(tài)下，滲碳的顯微組織為珠光體+少量網(wǎng)狀碳化物，網(wǎng)狀碳化物不超過4級(jí)（按20Cr鋼滲碳網(wǎng)狀碳化物標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定

在實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)人員有時(shí)只注意到如何使零件的結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸適合部件機(jī)構(gòu)的需要，而往往忽視了零件在熱處理過程中因其結(jié)構(gòu)和加工工藝不合理給熱處理工序帶來的不便，以致引起淬火變形甚至開裂，使零件報(bào)廢。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮淬火零件的結(jié)構(gòu)、形狀及各部分的尺寸以及加工工藝與熱處理工藝性的關(guān)系。1)在設(shè)計(jì)淬火零件的結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸時(shí)，應(yīng)掌握以下原則：在零件設(shè)計(jì)過程中，要在尖角、棱角地方倒角，如圖1所示。因?yàn)榧饨?、棱角部分是淬火時(shí)應(yīng)力最為集中地方，往往成為淬火裂紋的起點(diǎn)。圖1  開工藝孔避免淬火變形、開裂

金屬材料常見滲氮缺陷及其原因主要有以下幾方面：(1)硬度偏低。生產(chǎn)實(shí)踐中，工件滲氮后其表面硬度有時(shí)達(dá)不到工藝規(guī)定的要求，輕者可以返工，重者則造成報(bào)廢。造成硬度偏低的原因通常有：1)設(shè)備方面。如系統(tǒng)漏氣造成氧化。2)材料方面。如材料選擇不合理。3)前期熱處理。如基體硬度太低，表面脫碳嚴(yán)重等。4)工件預(yù)處理不徹底。如進(jìn)爐前的清潔方式不當(dāng)及清潔度不夠。5)工藝方面。如滲氮溫度過高或過低，時(shí)間短或氮濃度不足等。(2)硬度和滲層不均勻。主要原因有：裝爐方式不合理，氣壓調(diào)節(jié)不當(dāng)，滲氮處理期間溫度不均勻，爐內(nèi)氣流不合理。(3)滲

真空熱處理技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術(shù)，它所具備的特點(diǎn)，正是模具制造中所迫切需要的，比如防止加熱氧化和脫碳，真空脫氣或除氣，消除氫脆，從而提高模具零件的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度。真空加熱緩慢、零件內(nèi)外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。按采用的冷卻介質(zhì)不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火。模具真空熱處理中主要應(yīng)用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件真空加熱的優(yōu)良特性，淬火介質(zhì)和冷卻工藝的選擇及制訂非常重要，模具淬火過程主要采用油