热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要

手段。热处理的主要目的是改变钢材的性能，其中包括实用性能工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的过程能使钢的性能发生改变。

热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构可以发生一系列变化。采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。钢的热处理基本工艺方法可分为退火，正火，淬火和回火等。

1.退火：一般是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区发生分解而得到接近平衡态的组织。

2.正火：则是将钢加热到Ac3或Acm以上30～50℃，保温后进行空冷。由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密，所以性能有所改善。

不同含碳量的碳钢在退火及正火状态下的机械性能见表3-1所示。

表3-1碳钢在退火及正火状态下的机械性能

3.淬火：是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30～50℃，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织。碳钢淬火后的组织由马氏体和一定数量的残余奥氏体所组成。各种碳钢的临界温度列于表3-2。

淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间和在淬火温度停留所需时间总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关。碳钢在箱式电炉中的保温时间的计算列于表3-3。

表3-2各种碳钢的临界温度（近似值）

*表中A_c1、A_c3或A_ccm为加热时的临界温度;A_r1、A_r3及Ar_cm为冷却时的临界温度

表3-3碳钢在箱式电炉中的保温时间

4.回火：钢经淬火后得到的马氏体组织质硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接使用往往会变形或开裂。因此淬火钢必须进行回火。不同的回火工艺可使钢获得所需的各种不同的性能。表3-4为45#钢经淬火及不同温度回火后的组织和性能，表3-5为几种常用的碳钢温度回火与硬度的关系。后在实际生产中通常以图纸上所要求的硬度来选择回火温度。分三类，即低温回火（150～250℃）；中温回火（350～500℃）；高温回火（500～650℃）。

表3-445^#钢经淬火及不同温度回火后的组织和性能

表3-5几种碳钢经不同温度回火后的硬度值（HRC）

回火保温时间与工件材料及尺寸、工艺条件等因素有关，通常采用1～3小时。由于实验试样较小，故回火保温时间可谓30分钟。回火后在空气中冷却。