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热处理工艺大致有以下几种？（1）淬火。对含碳量小于8%的亚共析钢（低，中碳钢属于此类）的淬火加热温度为A3线以上30~50℃，在此温度下保持一定时间，使钢的组织全部转变为奥氏体，然后在水中或油中急速冷却，使奥氏体来不及分解为珠光体和铁素体，而是形成马氏体。这个过程叫做淬火。但是含碳量小于25%的普通低碳钢因含碳量低，所以不易淬成马氏体。马氏体是碳溶于体心晶格铁中的固溶体。在显微镜下观察，马氏体呈白色针状组织。其硬度高、脆性大、强度也很大，但塑性、韧性较低。在焊接中碳钢和某些低合金结构钢时，在近缝区可能发生淬火而生成高硬度的含马氏体带。为了避免焊接时出现马氏体组织和防止产生冷裂缝，在焊接有淬火倾向的钢时，往往要采取以下措施：①预热，以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬火组织。②采用较大的焊接电流和较小的焊接速度，也能减慢接头的冷却速度，有助于避免淬火组织和冷裂缝的产生。（2）回火。淬火后的回火可以在一定程度上恢复钢的韧性。回火温度为A线（723℃）以下。按回火温度不同，分为高温回火（400~650℃）、中温回火（250~400）及低温回火（150~250℃）。高温回火可全部消除钢中的内应力、降低钢的强度、硬度，提高塑性及韧性；而低温回火后钢的硬度降低不多，甚至不降低，而韧性有些提高。中温回火的目的是消除内应力，并使钢具有较高的弹性极限。如果单是为了消除焊接残余应力而将焊件进行650℃的加热处理，也可以叫做消除应力回火处理。（3）调质。某些合金钢及其焊接结构，在淬火后立即进行高温回火，这种连续的热处理操作叫做调质处理。通过调质处理可使钢保持高的冲击韧性的同时获得高的强度。这是其它处理方法达不到的。（4）退火。将钢加热到以上30~50℃以上，在该温度保持一段时间，然后缓慢而均匀地冷却到常温或者冷却到低于某一温度，停留一定时间后，于空气中冷却，这一过程称为退火。退火可以降低硬度，便于切削加工，还可使钢的晶粒细以及消除内应力。焊接结构的消除应力退火属于低温退火，其加热温度与高温回火的温度相近，故又叫做消除应力回火。其温度一般采用600℃~650℃，保温时间按每毫米厚度4~5分钟计算（但应不小于一小时），然后在空气或炉中冷却。（5）正火。将钢加热到30~50℃以上，经保温后，在空气中冷却，这一过程称为正火。由于在空气中冷却速度较快，钢经正火处理后所得到的组织比退火后的细。因而，同一钢材在正火后的强度和硬度较退火后的高。 
如何鉴别钢球淬火裂纹和非淬火裂纹 钢球在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹叫做淬火裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。 一、淬火裂纹的特征 在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。 淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。 在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂;有的呈放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。 因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。 因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体;工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。 表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。 二、非淬火裂纹的特征 淬火后发生的裂纹，不一定都是淬火所造成的，可根据下面特征来区分： 淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。与此相对应的温度，大约在250℃以下。在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。 如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。 三、实例探讨 1、轴，40cr，经锻造、淬火后发现裂纹。裂纹两侧有氧化迹象，金相检验，裂纹两侧存在脱碳层，而且裂纹两侧的铁素体呈较大的柱状晶粒，其晶界与裂纹大致垂直。 结论：裂纹是在锻造时形成的非淬火裂纹。 当工件在锻造过程中形成裂纹时，淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。随着脱碳过程的进行，裂纹两侧的碳含量降低，铁索体晶粒开始生核。当沿裂纹两侧生核的铁素体晶粒长大到彼此接触后，便向离裂纹两侧较远的基体方向生长。由于裂纹两侧在脱碳过程中碳浓度的下降，也是由裂纹的开口部位向内部发展，因而为铁素体晶粒的不断长大提供了条件，故最终长大为晶界与裂纹相垂直的柱状晶体。 2、半轴套座，40cr，淬火后出现开裂。金相检验，裂纹两侧有全脱碳层，其中的铁素体呈粗大柱状晶粒，并与裂纹垂直。全脱碳层内侧的组织为板条马氏体加少量托氏体，这种组织是正常淬火组织。 结论：在加工过程中未经锻造，因此属原材料带来的非淬火裂纹。 3、齿轮铣刀，高速钢，淬火后在内孔壁上出现裂纹。金相检验，发现裂纹附近的碳化物呈不均匀的带状分布。 结论：这是由于组织不均匀所造成的淬火裂纹。 当钢的显微组织中存在碳化物聚集时，这些地方碳和合金元素的含量比较高，造成临界温度降低。因此，即使是在正常的温度下进行淬火加热，对于碳化物聚集处来讲，加热温度已显得过高了。其结果是这些地方出现过热组织，降低了钢的强度，淬火冷却时，在应力作用下产生开裂。 高速钢的碳化物不均匀性是这种钢的重要质量指标之一。为减少或预防这类缺陷发生，冶金厂和使用厂都在不断采取措施，如使用厂用改锻工艺来均匀组织。当碳化物不均匀性的改善程度受到限制时，可在保证硬度的前提下采用较低淬火加热温度来避免过热组织产生。 4、w18cr4v钢制模具，高温盐浴中加热后油冷，发现开裂。从裂纹特征上看是冷却过快所致。因工件截面较大，冷却时内外温差也大，当表面转变为马氏体时，内部仍处于奥氏体状态，以后的冷却过程中才逐步转变为马氏体，致使表层受内部体积胀大的作用承受很大的拉应力而开裂。因此，可以判断为淬火裂纹。 更多资料，请询问中国钢球网
§1 金属热处理工艺学的发展过程§2 学习本课程的目的、任务及要求§3 学习本课程的方法参考文献第一章 金属的加热§1-1 金属加热的物理过程及其影响因素一、加热介质与工件表面的传热过程，影响给热系数a的因素二、工件内部的热传导过程三、热处理加热时间的确定四、影响热处理工件加热的因素§1-2 金属及合金在不同介质中加热时常见的物理化学现象及加热介质选择一、金属在加热时的氧化反应及氧化过程二、钢加热时的脱碳及脱碳过程三、加热介质的选择习题参考文献第二章 退火和正火§2-1 退火、正火的定义、目的和分类§2-2 常用退火工艺方法一、扩散退火二、完全退火三、不完全退火四、球化退火五、再结晶退火和消除应力退火§2-3 钢的正火§2-4 退火、正火后钢的组织和性能§2-5 退火、正火缺陷习题参考文献第三章 钢的淬火及回火§3-1 淬火的定义、目的，淬火的必要条件§3-2 淬火介质一、淬火介质的冷却作用二、淬火介质冷却特性的测定三、常用淬火介质及其冷却特性§3-3 钢的淬透性一、淬透性的基本概念及其影响因素二、淬透性的实验测定方法三、淬透性的计算方法四、淬透性在选择材料和制订热处理工艺时的应用§3-4 淬火应力、变形及开裂一、淬火时工件的内应力二、淬火时工件的变形三、淬火裂缝§3-5 确定淬火工艺规范的原则，淬火工艺方法及其应用一、淬火加热方式及加热温度的确定原则二、淬火加热时间的确定原则三、淬火介质及冷却方式的选择与确定四、淬火方法及其应用§3-6 钢的回火一、碳钢的回火特性二、回火工艺的制订§3-7 淬火新工艺的发展与应用一、循环快速加热淬火二、高温淬火三、高碳钢低温、快速、短时加热淬火四、亚共析钢的亚温淬火五、等温淬火的发展六、其他淬火方法§3-8 淬火、回火缺陷及其预防、补救一、淬火缺陷及其预防、补救二、回火缺陷及其预防、补救习题参考文献第四章 钢的表面淬火§4-1 表面淬火的目的、分类及应用一、表面淬火的目的二、表面淬火的分类三、表面淬火的应用……第五章 金属的化学热处理第六章 热处理工艺设计附录
