淬火回火、退火正火、渗碳沉淀硬化等核心工艺的参数窗口、组织转变与 AMS 2750 标准要求。
钢与有色金属热处理工艺的系统参考:淬火、回火、退火、正火、渗碳、沉淀硬化的工艺窗口、组织转变与性能控制,附 TTT/CCT 曲线解读与 AMS 2750 等标准要求。
核心工艺
淬火与回火
奥氏体化(830–950°C,视钢种)→ 快速冷却获得马氏体 → 回火(150–650°C)调整硬度与韧性。冷却介质:水/盐水(碳钢)、油/聚合物(合金钢)、气淬(高合金与真空炉)。
退火
完全/等温/球化/去应力/再结晶退火。缓冷获得平衡组织,降低硬度、消除应力、改善切削性。
正火
空冷细化晶粒,作为预备热处理或最终态,提高强韧性均匀性。
渗碳(Case Hardening)
900–950°C 富碳气氛渗碳(0.8–1.0mm 典型)→ 淬火 + 低温回火。表面硬、心部韧。渗层深度按 √时间 规律控制。
氮化(Nitriding)
500–560°C 氨气或离子氮化,表面硬度高、畸变小,无需淬火;适合曲轴、模具与齿轮。
焊后热处理(PWHT)
焊后去应力/回火(550–750°C 视材质),消除焊接残余应力、软化热影响区;承压部件必备。
沉淀硬化(固溶 + 时效)
固溶 + 时效(如 17-4PH 480°C/4h),析出强化相,用于不锈钢与高温合金。
钎焊与烧结
钎料润湿连接(炉中钎焊常用氢气/真空);粉末压制烧结致密化。
有色合金
- 铝合金:T6(固溶 525°C + 人工时效 175°C/8h)为典型状态;退火 O 态软化。
- 铜与黄铜:去应力退火 200–300°C;黄铜季节裂防治(去应力 + 缓冷)。
冶金学基础
TTT 曲线描述等温转变(C 曲线鼻尖 550°C 附近),CCT 曲线描述连续冷却转变;临界冷却速度 Vc 决定淬火成败。奥氏体晶粒度和淬透性(Jominy)是选材核心。
标准要点(AMS 2750):热电偶等级(仪表/炉/负载)、TUS 温度均匀性 ±6°C(Class 2 炉)、SAT 系统精度测试、校准周期(通常 6–12 个月)、记录保存。军工与航空热处理必须执行。
钢号数据库
本站 材料数据库 收录常用钢种的临界温度、淬火介质、回火曲线与等温转变数据,可按钢号检索。
工艺设计原则
- 硬度与韧性权衡:回火温度每升高约 25°C,硬度下降 2–4 HRC;
- 淬火畸变控制:预冷、分级/等温淬火、压床淬火;
- 脱碳与氧化防护:保护气氛、真空、盐浴或涂层;
- 渗碳层深度分布应平缓过渡,避免碳化物网状。