钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火;
1.退火
把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温.
退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力.
b，把钢加热到750度，保温一段时间，缓慢冷却至500度下，最后在空气中冷却叫球化退火.目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢.
c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到500～600度，保温一段时间，随炉缓冷到300度以下，再室温冷却.退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力.
2.正火
将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
3.淬火
将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃),保持一定的时间，然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
4.回火
钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
A 低温回火150～250.降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性.
B 中温回火350～500;提高弹性，强度.
C 高温回火500～650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。
淬火+高温回火称为调质处理。
根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：
(一)低温回火(150-250度)
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，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，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58-64。
(二)中温回火(350-500度)
中温回火所得组织为回火屈氏体。其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和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35-50。
(三)高温回火(500-650度)
高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。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HB200-330。
从自来水淬火时工件容易淬裂、硬度不均且畸变大等现象，列出了自来水作为淬火介质的两大缺点：一是低温冷却速度太快，二是冷却特性对水温变化太敏感。分析了自来水第二大缺点引起淬火硬度不均和畸变的原因。通过与气态介质的对比，指出了液态淬火介质共同的两类缺点：一是任何确定的液态介质，其冷却速度的可调节范围都很有限，以致同一个车间必须配备普通淬火油、中速淬火油和高速淬火油，才能满足不同工件的需要;二是工件从蒸汽膜阶段到沸腾阶段期间，冷却速度突然增大，可能引起较大的淬火变形。提供了克服液态淬火介质第二类缺点的七类技术方法。
淬火就是：工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。
回火就是：将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却的工艺。
淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。
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