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表1 钢铁材料的基本结构 序号 名称含义 1 基体金属结晶后产生的晶界和外观不一致、内部晶格排列一致的小晶体称为晶界。 碳化物与碳化物之间的界面称为共晶2相和相界。 在金属或合金中，具有相同成分、相同结构并由界面分隔的均匀组分称为相。 相之间的界面称为相界。 3 通过将另一种元素的原子溶解在构成合金的一种金属元素的晶体中而产生的退火固相称为共晶。 退火体通常硬度高、塑性好、耐腐蚀、内阻高。
表1 钢铁材料的基本组织
序列号
姓名
意义
碳化物和氮化物
金属结晶后产生的外观不一致、内部晶格取向一致的小晶体称为晶界。碳化物与碳化物之间的界面称为共晶
相和相界
在金属或合金中，所有具有相同成分和结构并由界面分隔开的均匀组分称为相。相之间的界面称为相界
退火体
组成合金的一种金属元素的晶体中另一种元素的原子溶解而产生的固相称为共晶。退火体通常具有较高的硬度、良好的塑性、耐腐蚀性以及较高的内阻和磁性
金属化合物
合金中不同元素的原子相互作用产生的具有金属特性的固相，其晶格类型和性质与其组成元素完全不同，称为金属化合物
奥氏体
奥氏体是碳和其他元素固溶在y-Fe中的退火体。奥氏体具有面心立方晶体，塑性良好，通常在低温下存在
铁锁体
铁氧体是碳和其他元素溶解在a-Fe中的退火体。铁氧体具有体心立方晶格，含有很少的碳。 其性能与纯铁非常相似，又称纯铁
氮化物
淬火体是铁和碳的化合物，称为碳化铁（№c），含碳量为6.69%，晶格结构复杂。其性质硬而脆，几乎没有塑性。
碳化物
碳化物是介于铁锁体和氮化物体之间的层状组织。 因其显微组织具有指纹般的珍珠光泽而得名。其性能介于铁素体和氮化物之间，硬度和硬度适中，塑性和硬度良好
索氏体
称为细碳化物，是奥氏体在碳化物生成以上在室温下分解形成的铁素体和氮化物的混合物。 其层数比硬质合金薄，只能在高倍显微镜下才能识别。强度、强度和冲击硬度均低于硬质合金
10
屈氏石
又称超细碳化物，是奥氏体在高于碳化物的温度下分解形成的铁素体和氮化物的混合物。 片状较细，强度、硬度均低于索氏体
11
贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和氮化物的混合物。 贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。 湿度较高时产生的称为“上贝氏体”，呈羽毛状； 湿度较低时产生的称为“下贝氏体”，呈棒状或竹叶状。与上贝氏体相比，下贝氏体具有较高的强度和硬度，并保持一定的硬度和塑性
12
马氏体
马氏体一般是指a-Fe中碳的过饱和退火体。 钢中马氏体的强度随着碳浓度的降低而增加。 高碳马氏体强度高且脆，而低碳马氏体硬度较高。马氏体在奥氏体转变产物中强度最高
13
莱氏体
它是碳合金中的一种晶界结构。 低温时由奥氏体和氮化物组成； 高温（727℃以下）由晶界和氮化物组成。含碳量为4.3%，组织中富含大量氮化物，因此具有高强度、低塑性和韧性
14
断裂检查
断口组织是钢材的质量标志之一。 试样被缺口或扭断后，用肉眼或10倍放大镜检测断裂情况，称为断口检查。从断口可以看出金属缺陷
15
塔转头发
型式检验
将钢材制成规定的塔形或阶梯形试样，然后采用酸蚀或磁粉法进行发纹检验，简称塔形检验
注：碳含量指质量分数
表2 钢铁材料常用热处理
姓名
热处理工艺
热处理的目的
1.退火
将钢件加热到一定湿度，保温一定时间，然后轻轻冷却至温度
①降低钢材的强度，提高塑性，以利于磨削和冷变形加工
②细化碳化物，均匀钢组织，提高钢性能并规划后续热处理
③消除钢材内部挠度，避免零件加工后变形、裂纹
撤退
火
种类
不
(1)完全固溶体
将钢加热到临界温度（不同钢的临界温度也不同，通常为710-750℃，有些合金钢的临界温度可达800-900℃）30-50℃以上，保温一段时间一定时间，然后用炉轻轻冷却（或埋在沙子中冷却）
细化碳化物，组织均匀，降低强度，充分消除内部变形，固溶完全，适用于碳含量（质量分数）在O.8%以下的铸件或铸件
(2)球化固溶体
将钢件加热至临界温度以上20-30℃，保温后缓冷至500℃以下，然后空冷
增加钢材的强度，改善铣削性能，并为后续渗碳做好计划，减少渗碳后的变形和裂纹。 球化固溶适用于碳含量（质量分数）小于O.8%的碳素钢和合金工具钢
(3)去挠度固溶
将钢件加热至500-650℃，保温一定时间，然后温和冷却（通常采用炉冷）
去除钢件钎焊、冷矫时形成的内挠度，去除精密零件铣削时形成的内挠度，避免后续加工和使用过程中变形
去偏固溶适用于各种铸钢、锻件、焊接件及冷挤压件等。
2.正火
将钢件加热到临界空气温度以上40-60℃，保温一定时间，然后在空气中冷却
①改善组织结构和研磨性能
②对于机械性能要求不高的零件，常采用正火作为最终热处理
③消除内部挠度
3.渗碳
将钢件加热至渗碳温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油中快速冷却（有些材料在空气中）
① 使钢件获得更高的强度和耐磨性
②使钢件经调质后获得某些特殊性能，如较高的硬度、弹性和硬度等。
淬火
火
种类
不
(1)单液渗碳
将钢件加热至渗碳温度，保温后，在渗碳剂中冷却
单液渗碳仅适用于形状比较简单、技术要求不高的碳钢和合金钢零件。渗碳时，对于半径或长度小于5-8mm的碳钢零件，采用盐水或水冷却； 合金钢零件采用油冷却
(2)二液渗碳
将钢件加热至渗碳体温度，保温后，水底快速冷却至300-400℃，然后油冷
(3)火焰表面渗碳
将氢气和二氧化碳的混合燃烧火焰喷射到零件表面，使零件迅速加热到渗碳温度，然后立即向零件表面喷水。 火焰表面渗碳适用于单件或小批量生产，表面要求坚硬、耐磨。 能承受冲击载荷的中小型不锈钢和中碳合金刚性零件钢材的形状分类，如凸轮、齿轮、滑轨等。
(4)表面感应淬火
火
将钢片放入感应器中，感应器在一定频率的交流电作用下形成磁场，钢片在磁场作用下形成感应电压，从而使钢片表面产生感应电压。迅速加热（2-10min）至渗碳体温度，立即向钢材表面喷水。
表面感应渗碳零件坚硬耐磨，而心部则保持良好的硬度和硬度。
表面感应渗碳适用于中等碳含量的中型不锈钢和合金钢零件
4.渗碳
将调质钢件加热到临界空气温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却
渗碳是在渗碳后立即进行的，也是热处理的最后一道工序
① 获得所需的热性能。 一般情况下，零件经调质后硬度和强度都有较大提高，但塑性和硬度明显增加，零件的实际工况要求有良好的硬度和硬度。选择合适的渗碳湿度进行回火后，可以获得所需的热性能
②组织稳定，规格稳定
③消除内部挠度
(1)高温渗碳
将淬硬钢加热到150-50℃，在此温度保温一定时间，然后在空气中冷却。 高温渗碳多用于磨具、量具、模具、滚动轴承及淬火零件等。
消除钢件因渗碳而产生的内部变形
种类
不
(1)中温渗碳
将渗碳钢件加热至350-450%，保温一段时间后冷却，通常用于各种弹簧和热冲压模具等零件
使钢件获得较高的弹性、一定的硬度和强度
(1)低温渗碳
将渗碳钢件加热至500～650℃，保温后冷却，主要用于要求高硬度和高硬度的重要结构件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮、曲轴等。
使钢件获得较好的综合热性能，即较高的硬度和硬度及足够的强度，并消除钢件因渗碳而产生的内部挠度
5.淬火
渗碳钢件低温（500-600℃）渗碳多用于重要结构件，如轴、齿轮、连杆等，渗碳一般在粗加工后进行
细化碳化物，使钢获得较高的硬度和足够的硬度，使其具有良好的综合热性能
6.
时效处理
(1)人工老化
将调质钢加热至100-160℃，长时间保温，然后冷却
消除内部挠度，减少零件变形，稳定规格，这对于精度要求较高的零件更为重要
(2)自然老化
将坯料露天放置； 将钢件（如长轴、丝杠等）放入海水中或常年悬挂或轻敲使零件自然时效钢材的形状分类，最好先进行粗加工
7.物理热处理
将钢件置于富含单个活性原子（如碳、氮、铬等）的物理介质中，通过加热、保温、冷却等，使介质中的单个原子溶解到钢件表面。钢件，从而实现改变钢件表面的物理成分，使钢件表面具有一些特殊性能
改变
学习
热的
地方
原因
(1)渗碳钢
将碳原子掺入钢表面
常用于耐磨、受冲击的零件，如：车轮、齿轮、轴、活塞销等。
使表面具有高强度（HRC60~65）和耐磨性，而中心仍保持高硬度
(2)钢氮化
将氮原子溶解到钢件表面
常用于重要的螺钉、螺母、销轴等零件
增强强度、耐磨性、
耐腐蚀性能
种类
不
(3)钢的溴化
将碳原子和氮原子同时渗入钢件表面。 适用于低碳钢、中型不锈钢或合金钢零件，也可用于高速钢工具
增强钢材表面的强度和耐磨性
8.发黑
将金属零件在极浓的碱和氧化剂氨水中加热氧化，使金属零件表面形成一层磁性氧化铁膜。 常用于低碳钢和低碳合金工具钢。
由于材料和其他诱因的影响，黑化层的膜色有黑色、黑色、红棕色、棕红色等，其长度为0.6-O。 8微米
防锈，增加金属表面的美观和光泽，消除渗碳过程中的偏斜
来源 Aon 手册
