淬火,、回火、正火,、退火四種熱處理爐中常用到的工藝,，每一種工藝都有各自獨(dú)特的技術(shù)特性和需求。但很多熱處理行業(yè)的操作人員不是很了解每種工藝的專業(yè)知識(shí)。本文通過(guò)整理收集了關(guān)于標(biāo)題中的淬火,，回火,，正火，退火的相關(guān)專業(yè)知識(shí),，闡述了各工藝和作用和原理,，以及選用的依據(jù)，使用這四種工藝后材料的特性變化,，以供參考與借鑒,。
一,、淬火工藝
1. 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(guò)共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)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(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)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(guò)程的熱處理工藝稱為淬火,。 2. 淬火的目的：
1）淬火工藝提高金屬成材或零件的機(jī)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(jī)械性能等。
2）改善某些特殊鋼的材料性能或化學(xué)性能,。如提高不銹鋼的耐蝕性,，增加磁鋼的永磁性等。
淬火熱處理冷卻時(shí),，除需合理選用淬火介質(zhì)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(jí)淬火,、等溫淬火,、局部淬火等。
3. 鋼鐵工件在淬火后具有以下特點(diǎn)：
① 得到了馬氏體,、貝氏體,、殘余奧氏體等不平衡（即不穩(wěn)定）組織。
② 存在較大內(nèi)應(yīng)力。
③ 力學(xué)性能不能滿足要求,。因此,，鋼鐵工件淬火后一般都要經(jīng)過(guò)回火

二、回火工藝
1. 什么叫回火,？
回火是將淬火熱處理后的金屬成材或零件加熱到某一溫度,，保溫一定時(shí)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(jìn)行的一種操作,，通常也是工件進(jìn)行熱處理的結(jié)束前的一道工序，因而把淬火和回火的聯(lián)合工藝稱為后期處理,。
2. 淬火與回火的主要目的是：
1）減少內(nèi)應(yīng)力和降低脆性,，淬火件存在著很大的應(yīng)力和脆性，如沒(méi)有及時(shí)回火往往會(huì)產(chǎn)生變形甚至開(kāi)裂,。
2）調(diào)整工件的機(jī)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(guò)回火來(lái)調(diào)整,，硬度,，強(qiáng)度，塑性和韌性,。
3）穩(wěn)定工件尺寸,。通過(guò)回火可使金相組織趨于穩(wěn)定，以保證在以后的使用過(guò)程中不再發(fā)生變形,。
4）回火工藝改善某些合金鋼的切削性能,。 3. 回火工藝的作用在于：
① 提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過(guò)程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定,。
② 消除內(nèi)應(yīng)力，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸,。
③ 調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求,。
回火之所以具有這些作用，是因?yàn)闇囟壬邥r(shí),，原子活動(dòng)能力增強(qiáng),，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進(jìn)行擴(kuò)散,，實(shí)現(xiàn)原子的重新排列組合,，從而使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡組織,。內(nèi)應(yīng)力的消除還與溫度升高時(shí)金屬?gòu)?qiáng)度降低有關(guān)。一般鋼鐵回火時(shí),，硬度和強(qiáng)度下降,，塑性提高?；鼗鸸に嚨臏囟仍礁?，這些力學(xué)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(shí),，會(huì)析出一些顆粒細(xì)小的金屬化合物，使強(qiáng)度和硬度上升,。這種現(xiàn)象稱為二次硬化,。
回火熱處理要求：用途不同的工件應(yīng)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(jìn)行低溫回火。低溫回火后硬度變化不大,，內(nèi)應(yīng)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(jié)構(gòu)鋼制作的零件通常在500～600℃進(jìn)行高溫回火，以獲得適宜的強(qiáng)度與韌性的良好配合,。
鋼在300℃左右回火時(shí),，常使其脆性增大，這種現(xiàn)象稱為一類回火脆性,。一般不應(yīng)在這個(gè)溫度區(qū)間回火,。某些中碳合金結(jié)構(gòu)鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫,，也易于變脆,。這種現(xiàn)象稱為二類回火脆性。在鋼中加入鉬,，或回火時(shí)在油或水中冷卻,，都可以防止二類回火脆性。將二類回火脆性的鋼重新加熱至原來(lái)的回火溫度,，便可以消除這種脆性,。
在生產(chǎn)中,，常根據(jù)對(duì)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(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì),，即在具有高度強(qiáng)度的同時(shí)，又有好的塑性韌性,。
1）低溫回火：150-250℃ ,，M回，減少內(nèi)應(yīng)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(dòng)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(xué)性能,。用于制作齒輪、曲軸等,。

三,、正火工藝
1. 什么是正火?
正火是一種改善鋼材韌性的熱處理。將鋼構(gòu)件加熱到Ac3溫度以上30?50℃后,，保溫一段時(shí)間出爐空冷,。主要特點(diǎn)是冷卻速度快于退火而低于淬火，正火熱處理時(shí)可在稍快的冷卻中使鋼材的結(jié)晶晶粒細(xì)化,，不但可得到滿意的強(qiáng)度,，而且可以明顯提高韌性(AKV值），降低構(gòu)件的開(kāi)裂傾向,。一些低合金熱軋鋼板,、低合金鋼鍛件與鑄造件經(jīng)正火處理后，材料的綜合力學(xué)性能可以大大改善,，而且也改善了切削性能,。 2. 正火工藝有以下目的和用途：
① 對(duì)亞共析鋼,，正火用以消除鑄、鍛,、焊件的過(guò)熱粗晶組織和魏氏組織,，軋材中的帶狀組織；細(xì)化晶粒,；并可作為淬火前的預(yù)先熱處理,。
② 對(duì)過(guò)共析鋼，正火可以消除網(wǎng)狀二次滲碳體,，并使珠光體細(xì)化,，不但改善機(jī)械性能，而且有利于以后的球化退火,。
③ 對(duì)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(duì)低碳鋼和低碳低合金鋼,，采用正火，可得到較多的細(xì)片狀珠光體組織,，使硬度增高到HB140-190,，避免切削時(shí)的“粘刀”現(xiàn)象，改善切削加工性,。對(duì)中碳鋼,，在既可用正火又可用退火的場(chǎng)合下，用正火更為經(jīng)濟(jì)和方便,。
⑤ 對(duì)普通中碳結(jié)構(gòu)鋼，在力學(xué)性能要求不高的場(chǎng)合下,，可用正火代替淬火加高溫回火,，不僅操作簡(jiǎn)便，而且使鋼材的組織和尺寸穩(wěn)定,。
⑥ 高溫正火(Ac3以上150～200℃)由于高溫下擴(kuò)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(guò)隨后二次較低溫度的正火予以細(xì)化,。
⑦ 對(duì)某些用于汽輪機(jī)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(jīng)高溫回火,，用于400～550℃時(shí)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(qiáng)度。
由于正火的特點(diǎn)是空氣冷卻,，因而環(huán)境氣溫,、堆放方式、氣流及工件尺寸對(duì)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(jù)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。

四,、退火工藝
1. 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(shí)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(yīng)力退火,。退火熱處理材料的力學(xué)性能可以用拉伸試驗(yàn)來(lái)檢測(cè),，也可以用硬度試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。許多鋼材都是以退火熱處理狀態(tài)供貨的,，鋼材硬度檢測(cè)可以采用洛氏硬度計(jì),，測(cè)試HRB硬度，對(duì)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(jì)，檢測(cè)HRT硬度,。 2. 退火目的在于：
① 改善或消除鋼鐵在鑄造,、鍛壓、軋制和焊接過(guò)程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力,，防止工件變形,、開(kāi)裂。
② 軟化工件以便進(jìn)行切削加工,。
③ 細(xì)化晶粒,，改善組織以提高工件的機(jī)械性能。
④ 為后期熱處理（淬火,、回火）作好組織準(zhǔn)備,。
3. 常用的退火工藝有：
① 完全退火。用以細(xì)化中,、低碳鋼經(jīng)鑄造,、鍛壓和焊接后出現(xiàn)的力學(xué)性能不佳的粗大過(guò)熱組織,。將工件加熱到鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時(shí)間,，然后隨爐緩慢冷卻,，在冷卻過(guò)程中奧氏體再次發(fā)生轉(zhuǎn)變，即可使鋼的組織變細(xì),。
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(kāi)始形成奧氏體的溫度以上20～40℃,，保溫后緩慢冷卻,，在冷卻過(guò)程中珠光體中的片層狀滲碳體變?yōu)榍驙睿瑥亩档土擞捕取?br />③ 等溫退火,。用以降低某些鎳,、鉻含量較高的合金結(jié)構(gòu)鋼的高硬度，以進(jìn)行切削加工,。一般先以較快速度冷卻到奧氏體不穩(wěn)定的溫度,，保溫適當(dāng)時(shí)間，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w或索氏體,，硬度即可降低,。
④ 再結(jié)晶退火。用以消除金屬線材,、薄板在冷拔,、冷軋過(guò)程中的硬化現(xiàn)象（硬度升高、塑性下降）,。加熱溫度一般為鋼開(kāi)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(yīng)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(shí)間后適當(dāng)冷卻,，使?jié)B碳體分解形成團(tuán)絮狀石墨。
⑥ 擴(kuò)散退火,。用以使合金鑄件化學(xué)成分均勻化,，提高其使用性能。方法是在不發(fā)生熔化的前提下,，將鑄件加熱到盡可能高的溫度,，并長(zhǎng)時(shí)間保溫，待合金中各種元素?cái)U(kuò)散趨于均勻分布后緩冷,。
⑦ 去應(yīng)力退火,。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力,。對(duì)于鋼鐵制品加熱后開(kāi)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(nèi)應(yīng)力,。