钢铁的热处理工艺研究

钟雨伽

摘 要：随着我国经济的发展，对钢铁材料的需求不断增加，同时对其性能的要求也在不断提高。钢铁的热处理是一种综合性的工艺，可有效提升钢铁材料的物理及化学性能，在工业生产中，除了合理选用高质量的材料外，还要采取科学的热处理工艺，以满足生产过程中对材料性能的要求。因此，本文首先分析了钢铁的热处理工艺，进而探讨了我国钢铁热处理工艺的未来发展方向。

关键词：钢铁;热处理工艺;研究

近年来，我国经济得到了飞速的发展，工业化进程进一步加快，这就对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求。而随着科技的不断发展，钢铁热处理工艺也取得了长足的进步，通过加工处理能够获得许多高性能的材料，这对于经济社会的发展起到了重要的推动作用。实践证明，钢铁热处理工艺的优化升级，不仅可以在很大程度上提升其物理特性，还可以实现节能减排的目的，从而为工业生产的发展提供技术上的支持与保障。

1钢铁的热处理工艺

钢铁的热处理工艺，能够有效提升材料的强度、硬度以及耐磨性，从而满足了企业发展过程中对不同性能材料的需求。一般来说，常用的热处理工艺有：

1.1退火与正火

这两种方法是当前应用最为广泛的热处理方法，主要是用于材料加工前的预处理，目的在于消除之前加工过程中所引发的某些缺陷，提升材料的总体质量，此外，也可用于那些对性能要求较为有限的零部件的最终热处理。

（1）退火，指的是将材料缓慢加热至一定温度后，保持一段时间，接着再缓慢冷却。该方法可以降低材料的硬度，方便进行后续的加工处理;稳定尺寸，尽可能避免材料的变形、裂变;对组织进行调整，减少内在缺陷。在实际生产中，退火的应用是极为广泛的。

根据生产中对工件要求的不同，常用的退火方法有以下几种：完全退火，可实现细化晶粒、均匀组织的目的，能够有效地减轻内应力，降低材料硬度，方便之后的切削加工;球化退火，其主要的作用是降低硬度，改善切削加工性能，还能在很大程度上提高材料的机械韧性;去应力退火，主要在于去除由于加工、铸造、热处理等操作造成的残余应力。

（2）正火，指的是将钢材料加热到一定温度后，保持一段时间出炉空冷，它是—种可以大大改善钢铁韧性的方法。在生产过程中，表现出以下特点：冷却速率快于退火，可在稍快的冷却中使得结晶晶粒细化，不仅能够获得更高的强度，还能显著提升材料的韧性，避免在后续加工中发生开裂。对于某些钢铁材料来说，通过正火处理后，其力学性能可得到明显优化，而且切削性能也能得到一定程度的改善。

相比于退火，正火的冷却速度更快一些，其生产效率更高，可压缩生产周期。因此，在使用这两种方法都能获得理想的零件性能时，更多的是选择使用正火。目前，很多中、低碳钢的加工一般都会选择正火热处理。一般的合金钢，则会选择采用退火，因为正火的冷却较快，导致最终的硬度较高，不方便进行切削加工。

1.2淬火与回火

（1）淬火，是将材料加热到一定温度后，保温一段时间，接着再以高于临界冷却速度进行冷却的一种热处理工艺。利用这一方法，可显著提升材料的强度、硬度，耐磨性也可得到明显的改善，因此在当前的工业生产中获得了较为普遍的应用。近些年来，随着淬火技术的进一步发展和应用，同时也是为了更好的适应不同生产过程对材料性能的要求，发展出了多种猝火工艺。

目前，常用的淬火介质有水、矿物油、熔盐等。在进行淬火加工时，需将材料加热到某一温度并保持一段时间，随即浸入相应介质中，迅速予以冷却。

（2）回火，是将材料淬硬后加热到某一温度，保温一段时间，接着冷却到室温的一种热处理工艺。其一般是紧跟着淬火进行，主要作用是：去除之前加工过程中产生的残留应力，避免材料发生变形;对材料的硬度、强度、韧性进行适当的调整，以满足生产要求;稳定组织，提升精度;改善、优化加工性能。可以说，回火是钢铁材料加工中的一道关键程序，通过其与淬火的配合，才能获得高质量的钢材。

一般来说，回火可分为以下几种：低温回火，淬火形成的马氏体保持不变，但材料的脆性下降，应力随之降低，主要是用于滚动轴承、渗碳零件等要求高硬度的材料加工;中温回火，可以获得较高的弹性极限以及韧性，主要是用于弹簧、热作磨具回火;高温回火，可以获得更加理想的强度、硬度、韧性等，且在最终性能上更加的均衡，主要是用于轴、齿轮等的加工处理。

2我国钢铁热处理工艺的未来发展方向

经过近些年的发展，我国的钢铁热处理工艺获得了飞速的发展和长足的进步，为我国工业企业的发展提供了重要支持。但由于起步晚，底子薄，与很多发达国家相比，我国在生产水平上还比较有限，生产效率还不够高。此外，由于热处理工艺的落后，在很大程度上增加了生产中的耗能，同时还引发了较为严重的污染问题。目前，针对国内经济的发展现状，我国对钢铁热处理工艺提出了更高的要求，不仅要提升生产效能，降低能耗，还要减轻对环境的污染，实现绿色节能的最终目的。

针对目前我国钢铁热处理工艺的发展现状，我国很多专家学者提出了多种应对措施，具体来说有：一是，选用新型、高效的淬火介质，提升淬火过程中的生产效率，优化材料性能;二是，实现更加高效的清洁生产，并将其作为主要目的，在进行钢铁加工处理时，一定要选用清洁的原料、设备、能源等，同时优化生产流程，减少生产过程中的能源损耗，尽可能实现节材、节能的目的，以使我们的环境不受污染，比如，在退火过程中，可使用保溫工艺、喷雾冷却等方法，以使铅的消耗量得到有效降低;三是，少无氧化技术，也就是说，对密封多用热处理炉、真空炉等进行更加广泛的应用和推广。

3 结语

总的来说，随着经济社会的飞速发展，在工业生产中对钢铁材料的性能要求不断提高，钢铁的热处理技术得到了越来越广泛的应用，对钢铁材料的物理及化学性能实现了明显的提升。可以说，其对于我国工业的发展具有不可替代的作用，有关部门应进一步加强对钢铁热处理工艺的研究，要结合各种新型钢铁材料进行分析，通过对具体生产工艺的研究和探索，推动钢铁热处理工艺的发展和进步。

参考文献

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