一、热处理的定义

       热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温一定时间，然后用一定速度冷却，以改变金属的组织结构，从而改变其性能（包括物理、化学和力学性能）的工艺。比如增加或者降低金属材料的硬度、强度、弹性、韧性、塑性等。钢的热处理是指钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的工艺。

二、热处理的目的

      消除毛坯（如铸件、锻件）中缺陷，改善其工艺性能，为后续工序加工做好准备；显著提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高零件的使用性能和使用寿命。

三、热处理炉的分类

3.1炉型分类

      随着热处理工艺的越来越广泛，需要热处理的工件形状尺寸也逐渐呈现多样性，这就要求热处理炉的特性越来越多，所以市场上顺势出现了多种类型的产品。

 热处理炉类型有哪些？这要根据不同的情况来划分：　　

(1)按最高温度分：炉温大于1000℃为高温热处理炉；650～1000℃为中温热处理炉；650℃以下为低温热处理炉；　　

(2)按机械化方式分：辊底式炉、步进式炉、台车式炉、外部机械化室式炉、链式炉、转底式炉、振底式炉、罩式炉等；　　

(3)按生产作业方式分：周期式和连续式热处理炉；　　

(4)按主要热处理工艺种类分：固溶、淬火、正火、回火、退火和渗碳等化学热处理炉；　　

(5)按加热方式分：分为直接加热方式，如明火炉等；间接加热方式，如辐射管炉、马弗炉等；　　

(6)按加热热源分：有以燃料燃烧为热源的燃煤炉、燃油炉和燃气炉；此外还有以电能为热源的电阻炉、电极炉、感应加热炉等；　　

(7)按炉内加热介质分：以气体为加热介质的，如空气、烟气、控制气氛、真空等；以液体为加热介质的，如熔盐、熔铅等；以固体为加热介质的，如流动粒子炉等。

 

3.2根据加热和冷却的方法不同的分类

3.3生产分类

在生产中，一般常把热处理分为预备热处理和最终热处理两类。一般比较重要的零件制造过程大致是：

上图中退火和正火就属于预备热处理，它是为了消除前道工序造成的缺陷，为随后的机械加工和最终热处理做好准备的热处理。

上图中淬火和回火（或表面热处理）就属于最终热处理，它是为了使零件满足使用性能要求的热处理。

 

 

四、热处理工艺

4.1基本热处理工艺曲线和流程

       热处理的方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温、冷却三个阶段组成。下图为基本的热处理工艺曲线。

退火：将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全退火、等温退火、均匀化退火、球化退火和去应力退火等几种。

正火：将工件加热到相变点（Ac3、Accm）以上完全奥氏体化后，再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。

正火实质上是退火的一个特例，两者区别主要在于正火的冷却速度较快。正火与退火相比，钢的力学性能较高，生产周期短，能耗少。因此在满足要求的条件下，优先考虑采用正火。

 

 

淬火：将工件加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保温一定世间使其奥氏体化后，以大于马氏体临界冷却速度进行快速冷却，从而发生马氏体转变的热处理工艺。它是强化钢材的最重要的热处理方法。

回火：将淬火后工件重新加热到A1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

淬火后马氏体在不同温度下可获得不同组织，从而有不同的力学性能，以满足各类零件的使用要求。所以一般淬火后必须要进行回火，淬火是为回火做好组织准备，回火则决定了工件热处理后的最终组织与性能。

按回火的温度范围，可将回火分为低温（150-250℃）、中温（350-500℃） 、高温（500-650℃）回火。调质就是指将淬火加高温回火相结合的热处理。

 

 

4.2热处理“四把火”的目的和区别

热处理四把火分别是：退火、正火、淬火、回火。

 

退火：在炉内将金属缓慢加热到一定温度，保持足够长时间，然后以适宜的速度冷却的一种金属热处理工艺，目的是使经过铸造、锻轧、焊接和切削的加工材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。  

退火的目的：消除应力、改善切削、降低硬度

 

正火：与退火的不同是冷却速度快，空气中冷却（理解成有电风扇再吹）

正火的目的：综合平衡

 

淬火：与退火的不同是加热后在水、油中冷却

淬火的目的：提高硬度；但是。韧性、塑性都会变差

 

回火：提高韧性，方法是淬火后重新加热到一定温度，保温后空冷

回火的目的是提高韧性，回火又分为低、中、高温三种方式：

    低温：降低内应力、脆性降低

    中温：提高弹性和强度

    高温：提高综合性能

 

淬火、回火是两兄弟，一般是一起处理！

 

 

五、热处理的应用

热处理有各种炉体可供使用，可控气氛炉、渗碳、退火、发蓝等等，目前我们有业绩连续退火炉BAB炉（BAB-Burning-Annealing-Bluing）,脱脂、退火、发蓝，还有一种是BB炉，脱脂、发蓝。

5.1 BAB炉：

脱脂：加热方法使工件表面的油脂挥发和燃烧而除去。

退火：将电炉金属缓慢加热到一定温度，保持足够长时间，然后以适宜的速度冷却的一种金属热处理工艺，目的是使经过铸造、锻轧、焊接和切削的加工材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。

发蓝：黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的厚度约为0.5μm～1.5μm的蓝色氧化膜氧化膜,其外层主要是四氧化三铁,内层为氧化亚铁

 

5.2炉内气体CO、CO2、O2的浓度为什么需要检测？

1. 测量载体中CO浓度可以用来纠正炉子的碳势。

2. 测量CO和CO2浓度可发现可能存在的问题（如炭黑、漏水、漏气和辐射管泄漏）

3. 太多富余甲烷可较早的表明炉子有问题

4. 测量CO浓度反应甲醇裂化的效率。该反应的平衡与温度有关CH3OH  - CO + 2H2

5. 辐射管破裂泄露会导致空气中氧气.水分进入炉内，氧气与铁高温反应生成氧化铁（Fe2O3），水分与铁高温反应生成四氧化三铁（Fe3O4），会直接导致炉内工件被氧化，产生不良品（废品）。

5.3炉内气氛分析

热处理炉残氧/CO/CO2/H2/CH4/露点在线分析系统

a、适应工况

b、工作条件

c、分析单元TY-6061激光氧分析仪

 

d 、分析单元TY-6300红外分析仪