正火的目的

淬火、回火、正火、退火

基本知識與區別

什么叫淬火？

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1

（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏

體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或

Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。

通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處

理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。

淬火的目的：

1）提高金屬成材或零件的機械性能。例如：提高工具、

軸承等的硬度和耐磨性，提高彈簧的彈性極限，提高軸類零件

的綜合機械性能等。

2）改善某些特殊鋼的材料性能或化學性能。如提高不銹

鋼的耐蝕性，增加磁鋼的永磁性等。

淬火冷卻時，除需合理選用淬火介質外，還要有正確的淬

火方法，常用的淬火方法，主要有單液淬火，雙液淬火，分級

淬火、等溫淬火，局部淬火等。

鋼鐵工件在淬火后具有以下特點：

①得到了馬氏體、貝氏體、殘余奧氏體等不平衡（即不

穩定）組織。

②存在較大內應力。

③力學性能不能滿足要求。因此，鋼鐵工件淬火后一般

都要經過回火

什么叫回火？

回火是將淬火后的金屬成材或零件加熱到某一溫度，保溫

一定時間后，以一定方式冷卻的熱處理工藝，回火是淬火后緊

接著進行的一種操作，通常也是工件進行熱處理的最后一道工

序，因而把淬火和回火的聯合工藝稱為最終處理。淬火與回火

的主要目的是：

1）減少內應力和降低脆性，淬火件存在著很大的應力和

脆性，如沒有及時回火往往會產生變形甚至開裂。

2）調整工件的機械性能，工件淬火后，硬度高，脆性

大，為了滿足各種工件不同的性能要求，可以通過回火來調

整，硬度，強度，塑性和韌性。

3）穩定工件尺寸。通過回火可使金相組織趨于穩定，以

保證在以后的使用過程中不再發生變形。

4）改善某些合金鋼的切削性能。

回火的作用在于：

①提高組織穩定性，使工件在使用過程中不再發生組織

轉變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩定。

②消除內應力，以便改善工件的使用性能并穩定工件幾

何尺寸。

③調整鋼鐵的力學性能以滿足使用要求。

回火之所以具有這些作用，是因為溫度升高時，原子活動

能力增強，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地

進行擴散，實現原子的重新排列組合，從而使不穩定的不平衡

組織逐步轉變為穩定的平衡組織。內應力的消除還與溫度升高

時金屬強度降低有關。一般鋼鐵回火時，硬度和強度下降，塑

性提高?；鼗饻囟仍礁撸@些力學性能的變化越大。有些合金

元素含量較高的合金鋼，在某一溫度范圍回火時，會析出一些

顆粒細小的金屬化合物，使強度和硬度上升。這種現象稱為二

次硬化。

回火要求：用途不同的工件應在不同溫度下回火，以滿足

使用中的要求。

①刀具、軸承、滲碳淬火零件、表面淬火零件通常在

250℃以下進行低溫回火。低溫回火后硬度變化不大，內應力

減小，韌性稍有提高。

②彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性

和必要的韌性。

③中碳結構鋼制作的零件通常在500～600℃進行高溫

回火，以獲得適宜的強度與韌性的良好配合。

鋼在300℃左右回火時，常使其脆性增大，這種現象稱為

第一類回火脆性。一般不應在這個溫度區間回火。某些中碳合

金結構鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫，也易于變脆。這

種現象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬，或回火時在油或

水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的

鋼重新加熱至原來的回火溫度，便可以消除這種脆性。

在生產中，常根據對工件性能的要求。按加熱溫度的不

同，把回火分為低溫回火，中溫回火，和高溫回火。淬火和隨

后的高溫回火相結合的熱處理工藝稱為調質，即在具有高度強

度的同時，又有好的塑性韌性。

1、低溫回火：150-250℃，M回，減少內應力和脆性，

提高塑韌性，有較高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和

滾動軸承等。

2、中溫回火：350-500℃，T回，具有較高的彈性，有

一定的塑性和硬度。用于制作彈簧、鍛模等。

3、高溫回火：500-650℃，S回，具有良好的綜合力學

性能。用于制作齒輪、曲軸等。

什么是正火?

正火是—種改善鋼材韌性的熱處理。將鋼構件加熱到Ac3

溫度以上30?50℃后，保溫一段時間出爐空冷。主要特點是

冷卻速度快于退火而低于淬火，正火時可在稍快的冷卻中使鋼

材的結晶晶粒細化，不但可得到滿意的強度，而且可以明顯提

高韌性(AKV值），降低構件的開裂傾向?！┑秃辖馃彳堜?/p>

板、低合金鋼鍛件與鑄造件經正火處理后，材料的綜合力學性

能可以大大改善，而且也改善了切削性能.

正火有以下目的和用途：

①對亞共析鋼，正火用以消除鑄、鍛、焊件的過熱粗晶

組織和魏氏組織，軋材中的帶狀組織；細化晶粒；并可作為淬

火前的預先熱處理。

②對過共析鋼，正火可以消除網狀二次滲碳體，并使珠

光體細化，不但改善機械性能，而且有利于以后的球化退火。

③對低碳深沖薄鋼板，正火可以消除晶界的游離滲碳

體，以改善其深沖性能。

④對低碳鋼和低碳低合金鋼，采用正火，可得到較多的

細片狀珠光體組織，使硬度增高到HB140-190，避免切削時

的“粘刀”現象，改善切削加工性。對中碳鋼，在既可用正火又

可用退火的場合下，用正火更為經濟和方便。

⑤對普通中碳結構鋼，在力學性能要求不高的場合下，

可用正火代替淬火加高溫回火，不僅操作簡便，而且使鋼材的

組織和尺寸穩定。

⑥高溫正火(Ac3以上150～200℃)由于高溫下擴散速度

較高,可以減少鑄件和鍛件的成分偏析。高溫正火后的粗大晶粒

可通過隨后第二次較低溫度的正火予以細化。

⑦對某些用于汽輪機和鍋爐的低、中碳合金鋼，常采用

正火以獲得貝氏體組織，再經高溫回火，用于400～550℃時

具有良好的抗蠕變能力。

⑧除鋼件和鋼材以外，正火還廣泛用于球墨鑄鐵熱處

理，使其獲得珠光體基體，提高球墨鑄鐵的強度。

由于正火的特點是空氣冷卻，因而環境氣溫、堆放方式、

氣流及工件尺寸對正火后的組織和性能均有影響。正火組織還

可作為合金鋼的一種分類方法。通常根據直徑為25毫米的試

樣加熱到900℃后,空冷得到的組織，將合金鋼分為珠光體鋼、

貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。

什么是退火？

退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后

以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。退火熱處理分為完全

退火，不完全退火和去應力退火。退火材料的力學性能可以用

拉伸試驗來檢測，也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以

退火熱處理狀態供貨的，鋼材硬度檢測可以采用洛氏硬度計，

測試HRB硬度，對于較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以

采用表面洛氏硬度計，檢測HRT硬度。

退火的目的在于：

①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所

造成的各種組織缺陷以及殘余應力，防止工件變形、開裂。

②軟化工件以便進行切削加工。

③細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能。

④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。

常用的退火工藝有：

①完全退火。用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接

后出現的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體

全部轉變為奧氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時間，然

后隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變，即可使

鋼的組織變細。

②球化退火。用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬

度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，

保溫后緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變為

球狀，從而降低了硬度。

③等溫退火。用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構

鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏

體最不穩定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉變為托氏體或索

氏體，硬度即可降低。

④再結晶退火。用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋

過程中的硬化現象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為

鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃，只有這樣才能消

除加工硬化效應使金屬軟化。

⑤石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性

良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右，保溫

一定時間后適當冷卻，使滲碳體分解形成團絮狀石墨。

⑥擴散退火。用以使合金鑄件化學成分均勻化，提高其

使用性能。方法是在不發生熔化的前提下，將鑄件加熱到盡可

能高的溫度，并長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨于均勻

分布后緩冷。

⑦去應力退火。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。

對于鋼鐵制品加熱后開始形成奧氏體的溫度以下100～

200℃，保溫后在空氣中冷卻，即可消除內應力。