正火热处理

正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，***较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除***中的网状碳化物，为球化退火作***准备。

普通结构零件的终热处理 ，由于正火后工件比退火状态具有更好的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普通结构零件可将正火作为终热处理，以减少工序、节约能源、提高生产效率。此外，对某些大型的或形状较复杂的零件，当淬火有开裂的***时，正火往往可以代替淬火、回火处理，作为终热处理。

铸钢件热处理的三个阶段

铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产品质量和节约成本为目的。

1) 加热

加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。

(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是快速均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。

(2) 加热速度。对于一般铸钢件，可以不限制加热速度，用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上，在快速加热的情况下，铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低，能耗增加，铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件，应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热（600℃以下）或保持中低温，然后在高温地区采用快速加热。

2) 保温

铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件（约20℃）。对于共析钢铸件，应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中，并保证奥氏体能保持细小晶粒。

铸钢件的保温时间应考虑两个因素：一是使铸件表面和型芯的温度均匀，二是保证***的均匀性。因此，保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说，合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间，应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。

3) 冷却

钢铸件保温后可采用不同速度冷却，以完成金相转变，获得所需的金相***，达到规定的性能指标。一般来说，提高冷却速度有助于获得良好的***和细化晶粒，从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快，则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。

铸钢件的渗氮

渗氮是指将氮原子渗入铸件表面的热处理工艺。渗氮一般在Ac1温度以下进行，其主要目的是提高铸件表面的硬度、耐磨性、强度、抗咬合性以及抗大气腐蚀性能。铸钢件的渗氮一般在480℃ - 580℃进行。含有铝、铬、钛、钼和钨的低合金钢、不锈钢和热模工具钢等铸件都适合渗氮处理。 

 为了保证铸件芯部具有必要的力学性能和金相***，并减少渗氮后产生的变形，需进行渗氮前的预处理。对于结构钢，渗氮前需要采用调质处理，以便得到均匀细小的回火索氏体***；对于渗氮处理的时候容易畸变的铸件，调质后还需要进行去应力退火处理；对于不锈钢和耐热钢铸件，一般可以进行调质处理，以便改善***和提高强度；对于奥氏体不锈钢，可以采用固溶热处理。

?中、低合金铸钢件的热处理

中、低合金钢是合金元素（主要是指硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等化学元素）含量小于8%的合金钢。中、低合金钢铸件具有较好的淬透性，经过适当的热处理以后可以获得良好的综合力学性能。

中低合金钢铸件的热处理的特点：

1. 中低合金钢铸件大多数用于汽车、拖拉机、火车、工程机械、液压系统等机械工业。这些行业要求铸件具有良好的强度和韧性。对于要求抗拉强度小于650 MPa的的铸件，一般采用正火 + 回火热处理；对于要求抗拉强度大于650 MPa的中低合金铸钢件，则采用淬火 + 高温回火热处理。调质处理后铸钢件的金相***是回火索氏体，从而得到更高的强度和良好的韧性。但是，当铸件的形状及尺寸不适宜淬火的时候，则应该采用正火 + 回火代替调质处理。

2. 中低合金铸钢件在调质处理以前好进行一次正火或者正火 + 回火预处理。这样，可以使铸钢件晶粒细化、***均匀，从而增强终调质处理的效果，也有利于避免铸件内部的铸造应力的不良影响。

3. 中低合金铸钢件在淬火处理以后要尽可能得到马氏体***。为达到此目的，应该根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚、形状等因素来选择淬火温度和冷却介质。

4. 为了调整铸钢的淬火***、消除淬火应力，中低合金铸钢件在淬火后应立即进行回火。

5. 在不降低铸钢件的强度的前提下，中碳低合金高强度铸钢件可以进行韧化处理。韧化处理可以改善铸钢件的塑性和韧性。