热处理基本知识.docx
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热处理基本知识
第二节金属学与热处理基本知识
含碳量为0.3%的铁碳合金（30#钢）具有良好的力学性能，而含碳3.0%的铁碳合金（铸铁）塑性很低只能铸造。
化学成分的不同（含C量）造成了性能的差异，而同一化学成分的生铁可以铸造成白口铁、灰口铁，性能的差异也很大。
所以单以化学成分，不足以说明材料的性能差异，必须进一步研究金属内部的组织结构即金属学所研究的内容：
在金相显微镜下看到的金属的晶粒简称组织。
用电子显微镜可以观察到金属原子的各种规则排列，这种排列称为金属的晶体结构，简称结构。
先讲结构（晶体的）
一、金属的晶体结构
物质都是由原子构成的。
按着原子排列的方式不同分为晶体和非晶体。
除少数物质：
松香、玻璃等，大多数固态无机物都是晶体。
我们把内部原子是规则排列的物质称为晶体，凡是晶体都具有规则的外形、一定的熔点。
那么内部原子是如何按规则进行排列的，它们排列的方式有哪些种类，就是我们要研究的晶体结构：
为了简化问题，便于分析通常把原子当成一个刚性球，并在平衡位置不动，再抽象成一个点，代表原子的振动中心，这样原子在空间堆垛的刚性球模型就成为一个规则排列的晶体点阵，把这些点用直线连结就成了一个空间格架，简称晶格。
取具有代表的结构单元称晶胞。
①晶格：
抽象地描述原子在晶体中排列形式的几何空间格子叫晶格。
②晶胞：
晶体中具有代表性的一个最小部分称为晶胞，晶胞在空间有次序的重复就构成晶体。
③晶格常数：
即晶胞三边长度：
a、b、c，以埃为单位。
1Å（埃）=10-8cm=0.1nm（纳米）
a
b
X
X
c
Z
1、常见金属的晶体结构
原子排列的方式基本类型有14种而金属材料中常有的有三种类型：
①体心立方晶格
在立方体中心有一个原子，八个顶角各有一个原子
例：
、Cr、W、V、
等
-Fe（1390°～1535°）
②面心立方晶格：
在立方体六个面的中心各有一个原子，八个顶角各有一个原子。
例如：
～1390℃）Al、Cu、Ni、Au（金）、Ag、
等
③密排六方晶格
在晶胞六方柱体的十二角和上下六角底面中心各有一个原子，晶胞的中间还有三个原子。
例：
Mg、Zn、Be（铍）、
、
、cd等
晶向：
晶格中各原子列的位向叫晶向（位向）
每种排列的方式不同则它们的致密度不同，面心和密排的致密度为0.74，体心的致密度为0.68。
即中间有空隙决定了碳、氮等小原子能溶入晶格中，面心虽然致密度大但它的间隙尺寸大，能溶入碳原子就多，再有原子层面的排列密度也不一样就象石墨一层层之间间隙很大，很易破碎，而金刚石的四面体每个原子间距均一样就很硬，所以象面心立方晶格的金属的延展性好，塑性好就是面心立方晶格的滑移面多，滑移方向多的缘故。
2、实际金属的结构
①单晶体：
具有一致晶向的晶体叫单晶体。
例如单晶硅：
由于各方向上的原子密度不同所以呈现物理化学力性性能各向异性。
②多晶体：
由许多不同晶向的晶粒组成的晶体称多晶体。
多晶体中每个晶粒内部的原子排列次序一样，但不同晶粒的晶体
位向不同。
由于多晶体是由许多不同位向的晶粒所组成，各晶粒的有向性互相抵消，所以多晶体呈现的是“无向性”又称“伪各向同性”
各个晶粒位向示意图
例如：
多晶体各个方向的弹性模量E相同。
③晶界：
在多晶体中晶粒和晶粒之间的交界称为晶界。
晶界是两个位向不同的晶粒的过度区，所以在晶界处的原子排列不整齐，造成了晶格的畸变（即晶格常数发生了改变）并常有杂质存在，所以晶界处熔点偏低（化学能高）易受侵蚀（金相原理）。
④晶体的缺陷
间隙
ⅰ点缺陷——空位和间隙原子、置代原子引起晶格的畸变，使其金属的屈服点和抗拉强度增高（所以热处理有渗C、N等工艺）
空
位
（合金化等）
异类原子置换
ⅱ线缺陷——位错
若有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排称为位错。
分为：
刃型位错和螺型位错，位错的存在使金属容易塑性变形，但使强度降低，位错附近晶格发生畸变。
位错会动、位错的密度和运动对金属的塑性、强度、相变、疲劳、腐蚀等起重要作用，所以位错理论是当今研究金属学的重要领域
ⅲ面缺陷——晶界和亚晶界
3、金属的结晶过程
结晶：
我们把物质从液体状态转变为晶体状态的过程称为结晶。
结晶就是从原子不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（晶体状态）。
液态金属凝固时，所放出的结晶潜热抵消向外界失散的热量，温度降低暂时停止这时的温度为结晶温度。
T
：
理论结晶温度
T
：
实际结晶温度
平衡结晶温度：
我们把极缓慢冷却时的结晶温度称为平衡结晶温度。
在作平衡状态图时所用的均是平衡结晶温度。
实际结晶过程中均有一个过冷现象，我们用过冷度
表示。
=T
过冷是金属结晶的必要条件。
金属结晶过程是形核和晶核长大两个过程。
1形核
2晶核的长大
晶核突出部分处于过冷状态，散热较好故突出长大形成枝干。
长大方向
可以简化为
使晶核长大，同时液体中又不断产生新的晶核，并不断长大直到所有的晶粒长大到相互接触，金属材料的晶粒大小决定材料的综合机械性能，细小晶粒具有较好的综合机械性能所以可通过多种途径来改变晶粒大小。
如加大过冷度、加入某些物质微粒（变质处理）、振动等方法。
同时在锅炉压力容器的事故处理时往往也要检查金属的晶粒度看它是否过热，因为过热后金属晶粒会慢慢长大（温度过高会迅速长大）。
二、金属的同素异晶转变
定义：
金属在固态下随温度的改变，由一种晶格变为另一种晶格的变化称谓金属的同素异晶转变。
无论从液态到固态或是在固态中金属从一种结构变成另一种结构都会发生结晶过程，我们把这种变化称为相变。
（相结构发生了变化）
纯铁为例：
在1535℃～1390℃之间具有体心立方晶格（
）
1390℃～910℃之间具有面心立方晶格（
）
在910℃以下具有体心立方晶格（
）
在769℃以上纯铁失去磁性，以下具有铁磁性
在769℃时的转变为磁性，转变不发生晶格变化
纯铁的冷却曲线
时间
769℃
-Fe（体心）
居里点
910℃
-Fe（面心）
1390℃
-Fe（体心）
1535℃液体
又称居里点（磁畴）用图表示
温
度
℃
前面已讲面心立方比体心立方排列紧密程度大，所以在
转变为
时体积膨胀10%，而
可溶解碳达2%，而
只能溶解0.002%，所以钢铁才能通过热处理使之发生相交而使碳化物的析出及溶解的不同，而改变其性能。
三、铁碳合金的基本组织
组织：
是显微镜尺度上的晶粒尺寸、形状，组成物的特点。
结构：
是原子尺度上的，是用X射线衍射分析的点阵结构。
由于铁和碳之间相互作用的不同，使铁碳合金的相结构有两大类及混合物。
①固溶体：
两种或两种以上的组元在液态时能互相溶解在固态下也能互相溶解而形成均匀的固相称固溶体。
②金属化合物：
是合金元素之间发生相互作用而生成的新相，其晶格类型和性能不同于任一组成元素，可用分子式表示。
金属化合物一般具有复杂的晶体结构，其熔点高硬而脆能提高合金的强度、硬度、耐磨性但会降低塑性、韧性。
1固溶体：
铁素体（F）、奥氏体（A）
2金属化合物：
渗碳体、Fe3c
按组织分：
珠光体（P），它是F+Fe3c的机械混合物
莱氏体Ld，它时Fe3c和P的机械混合物（在铸铁中）
1、铁素体F
碳溶于
或
中的固溶体称为铁素体。
铁素体仍具有体心立方晶格，碳与铁形成间隙固溶体。
溶C能力差，727℃最大溶C，0.02%，室温可溶C，0.006%，所以与纯铁没有明显区别，所以铁素体强度、硬度低而塑性、韧性好。
2、奥氏体A
碳在
中的固溶体称为奥氏体体。
碳位于面心立方体的中心（此处间隙比铁素体大）所以溶碳能力大，在727℃可溶0.8%，在1147℃最大为2.06%，在铁碳合金中奥氏体体仅存在于727℃高温以上，奥氏体没有磁性因为是面心立方塑性好，所以是锻造轧制选择的温度范围。
3、渗碳体Fe3c（金属化合物）
铁和碳形成化合物Fe3c称为渗碳体。
它具有复杂斜方晶格，不发生同素异晶转变，含碳为6.67%，熔点1227℃，硬度很高，耐磨，很脆，塑性几乎为零、不能单独使用。
Fe3c是钢中的强化相，它的数量、形状、分布对钢材的机械性能影响很大，在钢和铸铁中可呈片状、球状、网状等分布。
在一定条件下可分解：
Fe3c
3Fe+C（石墨）
这就是高温下锅炉钢板常出现的石墨化问题。
4、珠光体P
珠光体是铁素体和渗碳体两者组成的机械混和物。
珠光体而言，其平均含碳量为0.8%（0.77%）常温下的珠光体内铁素体约占88%而渗碳体占12%，金相照片可见是由片状铁素体和片状渗碳体一层层交替分布的。
由于珠光体是由硬而脆的渗碳体与软而韧的铁素体相间组成的机械混合物，因此其性能介于两者之间。
因此珠光体的比例、分散度、珠光体的形状对其力学性能起着决定性的作用。
例：
20#钢珠光体的比例大约26%，而45#钢占58%（珠光体的片层细小，珠光体的球化等等）
名称
符号
结合类型
晶格类型
奥氏体
A
碳溶于
中的固溶体
面心立方
铁素体
F或
碳溶于
中的间隙固溶体
体心立方
渗碳体
Fe3C
铁和碳的金属化合物
复杂斜方
珠光体
P
铁素体和渗碳体的机械混合物
索氏体
Ld
四、铁碳合金状态图
用来表示在平衡状态下，不同含碳量的铁碳合金在不同温度下所处的状态，晶体结构和显微组织特征的图称为铁碳合金状态图。
利用合金状态图可以全面了解不同成分的铁碳合金在不同温度下处于什么状态，组织结构等，它是制定熔铸、锻造、热处理工艺的重要依据，也是分析合金组织研究相变规律的工具，图中左上角
转变实用意义不大故省略，含C量从0～6.67即Fe3C再高很脆没有使用价值：
1、铁碳合金的分类：
1含碳量少于0.02%的铁碳合金叫工业纯铁
20.02%～2.06%合碳量叫钢
3
温度
1
2.06%～6.67%合碳量叫生铁或铸铁
A+Fe3cⅡ
L+
L
C
Acm
4
S
Fe3c
727℃A1
P+Fe3c
P（F+Fe3c）
F+P
P
G
A
Ld′
Ld
D
F
K
6.67%
4.3%
2.06
0.77
0.02
0
910℃
1535℃
3
2
E
L+Fe3cⅠ
A3
Fe
简化后的铁碳合金状态图
组织
2、钢的分类
①共析钢含碳量0.77%S点P
②亚析钢含铁量0.2～0.77%S点以左F+P
③过共析钢含铁量0.77～2.06%S点以右Fe3c+P
这是按金相组织进行的分类，含碳量为0.77%的铁碳合金只发生共析转变，其组织是100%的珠光体组织称为共析钢。
3、状态图中的主要特征线、点：
特征线：
具有相同意义的临界点的连线。
特征线点
字母
含义
液相线
ACD
以上为液相，开始析出具有奥氏体或Fe3cⅠ线
固相线
AECF
液态合金结晶终了线
A1线
PSK
奥氏体开始转变为珠光体的温度线（缓冷）
A3线
GS
由奥氏体析出铁素体的温度线（缓冷）
Acm线
ES
由奥氏体析出渗碳体Ⅱ的温度线（缓冷）
共析点
C
发生共折反应转变生成珠光体As
FP+Fe3CⅡ
分界点
E
钢和铸铁的分界点，碳在
中的最大溶解度
熔点
A
纯铁的熔点1535℃
Fe3c线
FK
含碳量6.67%的渗碳体线
溶解度
Q
室温下碳在
中的溶解度（0.006%）
溶解度
P
碳在
中的最大溶解度（0.02%）
转变点
G
纯铁的同素异晶转变点（910℃）
锅炉压力容器用钢的含碳量一般低于0.25%，现以含碳量0.2%的铁碳合金为例来说明其缓慢冷却时的结晶过程：
4点以下
3～4点
2～3点
1～2点
1以上
F
P
F
A
A
A
L
五、钢的合金化
在铁碳合金中加入合金元素则Fe-Fe3c相图将发生显著的变化，按照合金元素与碳的亲和力强弱，划分为：
弱碳化物形成元素：
Ｍn
中强碳化物形成元素:
Cr、Mo、W
强碳化物形成元素:
V、Nb、Zr、Ti
按对钢的临界点的影响划分为两大类
1、扩大
铁相区的：
Ｍn、Ni、N、Cn
Ni和Ｍn使A3线急剧降低，当达30%时就可得到室温下单相金属奥氏体组织。
2、缩小
铁相区：
Cr、Mo、Ti、Si
升高A3线，从而缩小奥氏体区的存在范围当加入一定量后使A3、A4重合从而使A相区封闭，始终是铁素体称铁素体合金：
Cr17、
Cr17Ti、Cr28等。
加入合金元素后对钢的影响是很复杂的，这包括引起固溶体晶格的畸变起固溶强化作用，对S、E点的影响，对C曲线的影响，对回火脆性、氢脆等的影响。
六、钢的热处理
定义：
对钢在固态下加热，保温和冷却以改变其内部结构，从而改变钢的性能的一种工艺方法。
一般说改善钢的性能有两种途径：
⑴调整钢的化学成分——合金化
⑵对钢进行热处理
1、分类：
热处理
2、热处理三大工艺参数：
热处理基本工艺曲线
保温时间
加热
温
度
时间
冷却
临界点
①加热温度②保温时间③冷却速度
3、在实际加热和冷却时，由于存在过热和过冷现象，加热时钢的相变温度要比平衡状态下测得的A3、A1线要高，我们用AC3、AC1表示。
冷却时相变温度比A3、A1线要低，我们用Ar3、Ar1表示。
加热时和冷却时Fe、Fe3c相图上临界点位置
P+Fe3c
P
F+P
P
F
Ar1
AC1
A1
Ar㎝
A㎝
AC㎝
Ar3
A3
AC3
A
3、加热时的转变：
以亚共析钢（20#）为例：
室温组织为铁素体+珠光体，当加热到AC1时开始在珠光体中形成A晶核，在加热过程中A不断长大，并不断有新的A晶核形成，剩余的铁素体不断向奥氏体溶解直至温度达到AC3时全部溶入A，此时钢的组织为单一奥氏体，刚形成的A成分不均匀，碳浓度不均匀即原来渗碳体的地方，碳浓度高，因此转变完成后还须有足够时间使晶粒内的成分扩散均匀，以保证其性能的均匀，奥氏体化的过程一般分为四个过程：
⑴奥氏体晶核的产生：
在F与Fe3c的交界处首先形成
⑵奥氏体晶粒长大：
一面F，一边是Fe3c，由于C浓度梯度引起C的不断扩散，A晶粒逐渐向F和Fe3c两边长大直到全部为A。
⑶剩余渗碳体向奥氏体的继续溶体（或剩余F向奥氏体的溶解）
⑷奥氏体成分均匀化
如果继续加热则奥氏体的晶粒就要不断长大，即大晶粒不断吞并小晶粒而形成更大的晶粒所以在此讲一下本质晶粒度。
本质晶粒度：
将钢加热到930℃
10℃保温8小时，冷却后钢的晶粒大小称为本质晶粒度。
钢的晶粒度分10级：
1～4级为本质粗晶粒钢
5～10级为本质细晶粒钢
一般在100倍显微镜下测定奥氏体晶粒度并与标准晶粒度等级图谱进行比较定级。
温度
实践证明，在热处理加热时，其奥氏体经晶粒长大的倾向各不相同，有些钢加热到临界点以上随温度升高奥氏体晶粒迅速长大，有些则很缓慢，可一直保持细小晶粒，只有到更高的温度时，才急剧长大。
本质粗晶粒钢
本质细晶粒钢
900
950
晶
粒
度
一般说冶炼时只用Si、Mn进行脱氧的钢为本质粗晶粒钢，如沸腾钢。
除了用Si、Mn外，还用Al等方法进行脱氧，脱氧比较完全的为本质细晶粒钢，如优质钢、合金钢。
4、钢在冷却时的转变
等温冷却：
把加热到A状态的钢快速冷却到低于Ar1的某一温度并停留一段时间，使奥氏体发生转变然后冷却到室温。
连续冷却：
把加热到A状态的钢以不同的冷却速度（随炉冷、室冷、油冷、水冷等）连续冷却到室温。
①过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）
描述奥氏体在冷却时，时间、温度和转变三者之间关系和曲线，此曲线是在等温分解条件下作出的故称之为过冷奥氏体等温转变曲线。
奥氏体过冷到Ar1以下要经过一个孕育期才开始转变，这时处于不稳定状态的奥氏体称为“过冷奥氏体”以共析钢为例来建立等温转变曲线。
将一组已奥氏体均匀化的试样急冷到727℃以下的某一温度，然后保持这一温度不变，经过一段时间奥氏体开始转变，再经过一段时间奥氏体转变结束，整个转变过程的时间变化范围从几秒到几天。
然后将不同温度下奥氏体转变开始时间和终了时间画在温度、时间坐标图上，所有相同点连接起来，便获得了过冷奥氏体等温转变曲线、形状象“C”又叫C曲线。
转变终了线
转变开始线
时间（s）
下贝
上贝
屈氏体
珠光体
索氏体
M+A′
转变产物区
马型
贝
型
珠
型
105
104
102
103
-50
550
727
温
度
Ms（开始）
Mf（终）
A1
过冷
A
区
1
10
②过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能：
ⅰ珠光型的转变：
由面心立方晶格的奥氏体（C=0.8%）转变为体心立方晶格的铁素体（C=0.02%）和复杂晶格的渗碳体（C=6.69%）组成的珠光体要进行晶格的改组和C原子的扩散，当过冷度较小时，P中的片层间距较大（因为温度较高扩散容易，但时间长）我们称为珠光体，（P）硬度190～230HB；当过冷度稍大时，获得的片层较小细P，我们称为索氏体（S）硬度240～320HB；当过冷度更大获得的片层间距更小，得到极细小的珠光体，我们成为屈氏体（T）330～400HB。
在片层尺寸上无严格界限，一般以硬度、强度来区别，从金相上看一般以500X、1000X、10000X以上来区别片层间越小的P其强度越高、塑性韧性也有所改善。
ⅱ贝氏体型转变：
由于过冷度更大，铁素体中的碳来不及全部扩散到Fe3c中，这样就形成了含碳过饱和的铁素体与渗碳体组成的混合物，我们称为贝氏体型转变。
上贝氏体：
（鼻尖至350℃）
其特性：
由晶粒边界向晶内同一方向平行排列的
片，片间夹着渗碳体颗粒，金相呈羽毛状。
下贝氏体：
（350℃～Ms点）
其特征：
在铁素体内折出与长轴成55℃的碳物物小片呈黑色针状形态。
下贝氏体的强度韧性、塑性均高于上贝氏体，综合性能很好，生产中常用等温淬火的方式获得下B。
ⅲ马氏体转变：
过冷到Ms以下
若过速冷至Ms点以下，由
但冷速过快，
中的碳来不及扩散，保留了原高温时
中的成分，因此又叫马氏体为无扩散性相变产物。
这时马氏体处于亚稳定状态，由于碳在
中过饱和，使之
的体心立方晶格发生畸变形成体心正方晶格，所以M硬度很高（640～760HB），很脆，冲击韧性低，ψ，
几乎为零，在钢中产生很大的相变应力。
马氏体的金相组织为片状或针状结构，但低碳的合金钢可得板条状马氏体。
回火后，则具有较高的强度和较好的韧性。
③钢中常见的金相组织名称和结合类型
名称
符号
组织特点（结合类型）
金相形态
珠光体
P
铁素体和渗碳体的混
片层状
索氏体
S
细珠光体（F、Fe3c片层细小）
细片层状
屈氏体
T
极细珠光体（F、Fe3c片层极细）
极细片层状
上贝氏体
B上
过饱和的F+Fe3c机械混合物
白亮羽毛状
下贝氏体
B下
过饱和的F+Fe3c机械混合物
黑色针叶状
马氏体
M
碳在
中的过饱和固溶体
片状板条状
魏氏组织：
亚共析钢由于过热形成粗晶奥氏体，在一定条件冷却时，从晶界和和晶内折出成片状的
，这些
互成一定角度或平行，不成块状，通常称魏氏组织，其使钢的冲击韧性、断面收缩率下降，钢变脆。
可用完全退火消除。
焊接时易产生在焊缝的金相组织中。
带状组织：
铁素体和珠光体沿加工方向平行成层状分布的带状组织，它使钢的机械性能各向异性并降低冲击韧性和断面收缩率。
④亚共析钢过冷奥氏体的等温转变
亚共析钢在鼻尖上部多一条先析出铁素体的析出线，表明在奥氏体转变为珠光体之前，亚共析钢多一个先析出铁素体的过程。
亚共析钢的C曲线随含C量的减少而左移；过共析钢的C曲线随含C量的增加而左移。
故共析钢的C曲线鼻尖是离纵坐标最远的即过冷奥氏体最稳定，所以亚共析钢等温转变所需时间较短，如果冷速相同下则共亚析钢转变组织的塑性韧性要较好、硬度较低。
⑤加入合金元素对C曲线的影响
ⅰ绝大多数合金元素均使C曲线右移，这样使淬火的临界冷却速度减小，有利于提高淬透性，但对某些低合金钢焊后的自然冷却会淬硬，所以采用焊后缓冷等措施，而低碳钢焊接不会淬硬。
ⅱ合金元素的加入改变C曲线的形状。
⑥过冷奥氏体的连续冷却转变
V1
V临
Mf
MS
727℃
770
由于在测定连续冷却曲线有一定困难，我们利用等温转变曲线来估计连续冷却的转变情况。
V1—随炉缓冷（退火）—珠光体
V2—空冷（正火）—细珠光体
V3—油冷（油淬火）—部分转变为极细P，部分为M
V4—水冷（水淬）—转变为马氏体
V临界—在鼻尖与C曲线相切叫临界冷却速度
V2
V4
V3
七、常用热处理工艺
1、退火：
将钢件加热到适当温度保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺
①完全退火（重结晶退火）：
将亚析钢加热到AC3以上30～50℃保温后随炉缓冷。
目的：
细化组织，消除应力、降低硬度、切削改善，主要用于（铸锻件）焊接结构，得到接近平衡组织。
②不完全退火：
将钢加热到AC1以上30～50℃保温后缓冷，其目的：
降低硬度、改善切削、消除内应力，应用于低合金钢、中高碳钢的锻、轧件。
③消除应力退火：
将工件加热到AC1以下100～200℃保温后缓冷，其目的：
消除焊接、冷变形加工、铸、锻等造成的内应力。
消除应力退火钢材组织不发生变化。
应力的消除靠500～650℃及后缓冷过程中产生的塑性变形或蠕变变形带来的应力松弛实现，例如大型球罐的退火。
2、正火
将工件加热到AC3或A㎝以上30～50℃保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。
目的：
细化晶粒、均匀组织、降低应力。
由于冷却较快，获得较细的珠光体，其强度、硬度、韧性比退火的要高，锅炉压力容器用的钢板都是以正火状态供货。
正火操作简便费用较低、生产率高。
3、淬火
将钢加热到临界温度以上（亚共析钢AC330～50℃过共折钢AC1以上30～50℃）经过适当保温后快速冷却，从而发生马氏体转变的热处理工艺。
淬火后必须配以适当的回火，淬火是为回火时调整和改善钢的性能作组织准备，而回火则决定了工件的使用性能和寿命。
马氏体组织硬而脆、韧性很差、内应力大，容易产生裂纹，锅压材料及焊缝组织中不希望出现马氏体，但对轴承、工模具则是有益的，但必须立即回火。
4、回火
将经过淬火的钢加热到AC1以下的适当温度，保持一定时间，然后冷却到室温以获得所需组织和性能的热处理工艺。
回火是紧接着淬火后马上进行的一种操作。
目的：
降低内应力、提高韧性、稳定尺寸、改善加工性能，通过调整回火温度可获得不同硬度、强度和韧性的力学性能。
ⅰ低温回火：
150～250℃范围内的回火
组织：
回火马氏体，用于高碳钢的工具；
ⅱ中温回火：
350℃～500℃范围内的回火
组织：
回火屈氏体，用于模具、弹簧；
ⅲ高温回火：
500～650℃范围内的回火
组织：
回火索氏体，获得既具有一定强度、硬度又有良好韧性的综合机械性能。
σb
HB
σs
δ
4
回火温度
600
300
调质处理：
把淬火加高温回火称为调整处理。
如：
CF62钢就是经过调质处理的钢板。
例：
齿轮、曲轴07CrMoVR
正火
温
度
完全退火
Ac3
A㎝
不完全退火
（球化）
Ac1
加热温度范围
去应力退火
淬火
温
度
不完全退火
（球化）
完全退火
工艺曲线
时间
去应力退火（回火）
正火
Ac3
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