常用QPQ处理方法之整体热处理

常用的QPQ处理方法有整体热处理、表面热处理和形变热处理。整体热处理就是工厂里常听到人们讲的“四把火”，指的就是最常用的四种热处理方法：退火、正火、淬火和回火，其中淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺，包括调制、时效处理和形变热处理。

一、整体热处理

整体热处理的工艺如下图所示。

整体热处理的工艺过程

1、退火

将钢加热到一定温度并保温一端时间，然后使它随炉缓慢冷却的热处理方法，称为退火。得到的组织通常是珠光体和铁素体。退火的目的是为了消除组织缺陷，改善组织，使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残留应力。同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善可加工性。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工艺做好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预备热处理。

退火丝（如下图所示）使用低碳钢经冷拔、加热、恒温、保温等工艺加工而成的一种软质铁丝产品。铁丝按用途不同，成分也不一样，它含有的成分有铁、钴、镍、铜、碳、锌等。将炽热的金属坯轧成6.5mm粗的钢条（也就是盘条），再将其放入拉丝装置内拉成不同直径的线，并逐步缩小拉丝盘的孔径，进行冷却、退火、涂镀等加工工艺，可制成各种不同规格的铁丝。

2、正火

正火是将钢加热到某温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除共析钢的网状渗碳体对亚共析钢正火可细化晶粒，提高综合性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快因而正火组织要比退火组织更细小一些，其力学性能也有所提高。另外，正火采用炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。

正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预备热处理；②可用于中碳钢，可代替调制处理作为最后热处理；③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消除或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需要的良好组织；④用于铸钢件，可以细化铸态组织，海山可加工性；⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴（如下图所示）、连杆等重要零件。

柴油机的曲轴

1、淬火

淬火是将钢加热到某温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火冷却介质中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡的热处理方法。淬火能增加钢的抢的和硬度，但减小其塑性。淬火中常用的淬火冷却介质有水、油、碱水和盐类溶液等。

淬火可以提高金属工件的硬度和耐磨性，因而广泛用于各种工具、模具、量具及要求表面耐磨的零件，如齿轮、轧辊、渗碳零件等，如下图所示。另外，淬火还可以使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性，使不锈钢提高其耐蚀性等。

淬火后的齿轮

1、回火

将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却的热处理工艺称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火多余淬火、正火配合使用。根据工件性能的要求不同，按其回火温度的不同，可将回火分成低温回火、中温回火和高温回火。

（1）低温回火（150--250℃）低温回火所得的组织为回火马氏体。其目的实在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的 前提下，降低其淬火的内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具、量具、冷冲模具、滚动轴承及渗碳件等。回火后硬度一般为60HRC左右。

（2）中温回火（350--500℃）中温回火的目的是获得高的屈服强度、弹性极限和较高的韧性。因此，它主要用于各种弹簧（如下图所示）和热作模具的处理。回火后硬度一般为45HRC左右。

中温回火后的弹簧

（1）高温回火（500--650℃）习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。其目的是获得高得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。因此，广泛用于汽车、拖拉机、机床等的重要结构零件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类。回火后硬度一般为260HBW左右。

但是应该注意，还有调质钢这一说法，调质钢是冶炼钢材时候加锰、硅元素后形成的钢。调质钢并不是进行过调质热处理的钢，要注意区别。