退火：
定义：将钢（材料）加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(例如：随炉冷却)，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做“退火”。 作用：消除残余内应力、改变组织的形态。
退火类别：完全退火 球化退火 去应力退火 不同类型的退火选用不同的温度。
完全退火（用于亚共析钢）
方法：将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间，缓慢冷却。
目的：通过重新结晶细化晶粒，改善钢锭或坯料粗大，不均匀的原始组织，充分（1）消除内应力，（2）降低硬度，（3）防止开裂。 组织：F + P（接近平衡组织）
球化退火 （适用于共析钢和过共析钢）
方法：将共析钢或过共析钢加热在A1以上30－50℃长时间保温，使Fe3C球化。然后极缓慢冷却，使A发生珠光体转变。
组织：铁素体的基体上均匀分布颗粒状的渗碳体，称为球状珠光体。
去应力退火
方法：将钢缓慢加热到A1以下某一温度（如：200－400 C)，保温后慢冷。 目的：完全消除残余内应力。 组织：无相变发生，无组织明显变化。
正火：
定义：将钢加热到AC3（亚共析钢）或ACcm(过共析钢)以上30－50℃保温一段时间后，再空冷得到珠光体型组织的工艺。
注：合金钢在空气中连续冷却可能发生珠光体型、贝氏体型甚至马氏体型相变，但正火一般是指空冷时发生珠光体型转变的热处理工艺。 用途：
亚共析钢：在低、中碳钢中代替完全退火。（消除缺陷和内应力 ，降低硬度，均匀组织）。
过共析钢：因空气冷却速度较快，先析出相 Fe3C 的量较少，不能连成网状，故起到消除网状组织的作用。
淬火：
定义：将钢加热到A后，以大于Vk的速度快速冷至Ms点以下以获得马氏体组织的热处理工艺，叫作“淬火”。
目的：提高钢的硬度和耐磨性。
注：马氏体不是热处理所要得到的最终组织，马氏体再经过适当的回火，可以得到需要的组织和使用性能。
淬火后获得的马氏体——淬火马氏体 回火后获得的马氏体——回火马氏体 常用介质：盐水、碱水：10－15％的NaCl水溶液，这是最强的冷却介质。 清水：直接冷却，冷却能力也很强。
碱浴、硝盐浴：在120－180℃以上的温度下有好的冷却能力（适用于分级淬火）。 矿物油 冷却能力约为水的1/4－1/8，适用于大多数合金钢，可以有效防止零件的变形开裂。 原则：淬火时既要快冷获得M，又要尽可能减少变形和开裂。
回火：
定义：将淬火后的钢件加热到AC1以下某一温度，等温一段时间后，再冷却至室温而获得不同组织的热处理工艺叫“回火”
目的：消除内应力：钢在淬火后，存在较大的内应力（热应力和相变应力），容易出现开裂利用回火可以消除或减小内应力，达到防止变形开裂。
稳定组织和尺寸：淬火后的组织为马氏体＋残余奥氏体，它们都不是稳定组织，使用过程中会发生转变，从而带来零件的尺寸和性能的变化。利用回火让可能变化的组织发生转变，达到稳定零件的组织性能和尺寸。
调整性能：淬火后得到的马氏体的碳含量较高，材料的硬度高，脆性大，通过回火处理，达到所需要的强度、塑性和韧性的组合。 便于加工：降低硬度，便于机械加工。 组织转变：
马氏体的分解（200℃以下）?回火马氏体
回火时马氏体中过饱和的碳发生短距离的迁移，形成极细的碳化物(Fe2.4C)（称为ε碳化物），以薄片形式存在M中，该组织称为回火马氏体。 残余奥氏体的分解（200－300℃）
马氏体向回火马氏体转变时，由于应力的减小，残余奥氏体发生分解产生下贝氏体（贝氏体温区）。最终组织：回火马氏体＋下贝氏体 回火屈氏体的形成（300－500℃）
由于回火温度的升高，碳的扩散运动能力加强，过渡碳化物转变成稳定渗碳体，马氏体转变为鉄素体，组织为： F 上均匀分布极细的渗碳体，称为“回火屈氏体”。 F＋Fe3C（弥散分布）→回火屈氏体
回火索氏体的形成（500－650℃）
鉄素体发生再结晶形成等轴晶铁素体，同时细小的Fe3C颗粒不断长大，得到平衡状铁素体中分布着颗粒状的碳化物混合组织，称为“回火索氏体”。最终组织：等轴晶 F＋颗粒状Fe3C→回火索氏体 回火组织性能：
硬度和强度： 硬度在200℃以下变化不明显，以后随温度的上升而下降，强度也如此； 塑性： 塑性随回火温度提高而提高；
韧性： 韧性变化的趋势随回火温度的提高而提高。
回火脆性：在回火过程中出现韧性下降的现象称为回火脆性,主要是由于碳化物析出和长大所致。
低温回火 回火温度为150－200℃， 组织： 回火马氏体，
性能： 高硬度， 硬度可达到58－64HRC，好的耐磨性 应用： 常用于轴承、冷作模具的热处理。
中温回火 回火温度为350－500℃ 组织： 回火屈氏体
性能： 具有一定韧性，同时有高的弹性极限
应用： 弹簧钢（如： 65, 70)和要求较高强度和一定韧性的工件，如刀杆、轴套等。
高温回火 回火温度为500－650℃（淬火后进行高温回火的工艺也称为“调质”处理） 组织： 回火索氏体，
性能： 具有良好的综合力学性能，尤其是冲击韧性高。
应用： 可以直接进行机械加工。主要用于承受较大应力，特别是有冲击应力场合下的结构零件，如各种轴、连杆、齿轮等。
淬透性：是指钢件在淬火时能获得淬硬层（马氏体）的深度。由于表面冷却速度高于心部，所以从表面至心部的马氏体的量存在一个分布，通常将马氏体含量达到50％的深度作为淬硬层深度，用淬硬层深度来表征不同材料的淬透性。 亚共析钢： C↑→ 淬透性↑
过共析钢 C ?→淬透性↑
合金元素中除Co外，绝大部分都使C曲线右移，提高淬透性
加热温度的升高和保温时间延长（Fe3C溶解充分），稳定奥氏体，均可适当的提高钢的淬透性。
表面热处理： 1、淬火工艺：
将钢件表面迅速加热到奥氏体化后，急冷使表面层形成马氏体。而心部组织不发生变化，这
样表面具有强硬特征而心部保持好的韧性。
用于表面淬火用钢大多为低C或中C钢 （即为亚共析钢）。 2、淬火组织：
由于从表面到心部的温度不同，淬火后在组织也不同
表面：温度 > AC3 ，表面奥氏体化， 淬火后得到细小的马氏体（M） 中间：温度在 AC1～AC3之间，加热组织为A＋F， 淬火后得到 M＋F 心部：温度 在AC1以下， 加热组织主要为 F， 淬火后仍为F 化学热处理：
种类：渗C （形成Fe3C 或C固溶）（弥散强化＋固溶强化） 渗N （Fe（N）固溶），（固溶强化） 渗B Fe（B）固溶 ， （固溶强化） C－N共渗 （弥散强化＋固溶强化）
渗碳用钢： 低碳钢或低碳合金钢，淬火后心部得到低碳马氏体，保持好的塑性和韧性 第七章
碳钢的缺点：
1. 基本相 ( F、 Fe3C ) 性能不够好；
2. 淬透性低；
3. 使用温度不能超过200℃；
4. 没有特殊性能，如耐腐蚀、抗氧化、 高耐磨……。
合金元素的作用：
提高强度，塑韧性；提高淬透性；高温强度、热硬性；提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能
按用途分类：合金结构钢（工程构件，机械零件），合金工具钢（量具，模具，刀具），特殊性能钢（不锈钢，耐蚀钢，耐热钢，低温钢）
合金结构钢 例： 18Cr2Ni4WA ＝ 18＋Cr2＋Ni4＋W＋A
牌号的组成为：两位数字＋元素符号和数字＋字母。如：18Cr2Ni4WA 其中第一部分两位数字：碳含量的万分之几； C＝0.18 wt％
第二部分的元素符号表示主要或关键合金元素，元素含量超过1.5％， 则标注在元素符号的后面。 如：Cr＝2％，Ni＝4％，W<1.5％
第三部分的字母表示级别， 如：A——优质钢
合金工具钢 例：9SiCr ＝9 ＋Si＋Cr 牌号的组成和合金结构钢基本相同，仅第一部分用一位数字表示含碳量的千分之几，若含碳量大于1.0％的将这部分数字略去。
如：9SiCr 表示C％＝0.9％，Si<1.5％，Cr<1.5％。
CrWMn 表示 C％>1％，Cr、W、Mn <1.5％
特殊性能钢 对于某些专门用途或特殊性能的钢有特殊牌号。
如滚动轴承钢：GCr15、GCr6（分别含Cr 1.5％和 0.6％(千分之几），C>1%, G：滚动） 弱（非）碳化物形成元素： Mn， Co ，Ni， Al， Si等，基本上能溶入铁素体使钢的强度和硬度提高（固溶强化）， 但韧性降低。作用是固溶强化和提高淬透性。 强碳化物形成元素：Cr，Mo，W，V，Nb，Ti （前过渡族）等元素与碳的亲合力比铁强，一部分能溶入Fe3C形成合金渗碳体(Fe,M)3C ，另一部分则形成特殊碳化物，如：Cr23C6，WC，NbC，TiC等，这些碳化物比渗碳体更高的熔点和更高的硬度 （弥散强化），并阻碍A体晶粒长大（细化晶粒）。作用是细化晶粒和弥散强化。 对相图的影响：
1. 扩大γ相区：元素 Ni，Mn，W等促进奥氏体化，扩大γ区。 原因是这些合金元素使 A3 线降低。这类元素也称为γ相稳定化元素。如1Cr18Ni9Ti不锈钢就是奥氏体类型钢。 2. 扩大α区：元素Si，Cr 等使A3线升高，扩大α区。如：加入一定量的Cr，Si可使γ区
消失，得到全部铁素体组织，如Cr17，Cr25，?属于铁素体不锈钢。
3. 对S点（共析点）和E点（A最大C浓度）影响： 一些添加元素（如： Cr、Mn）使S、
E点左移，使共析钢中的碳含量减少。如：4Cr13不锈钢，其C＝0.4％， 但为过共析钢。
Mn, Cr使S点左移,
Mn使A3线降低， Cr使A3线升高
对奥氏体化及晶粒度的影响（升温过程）
（1）奥氏体化：
Co 可加速奥氏体化，大部分强碳化物合金元素（如Cr，Mo，W，V，Ti）都延缓奥氏体化过程。
原因：这些强碳化物形成元素阻止Fe, C 的迁移，减缓奥氏体的形成。 （2）奥氏体的晶粒度：
强碳化物形成元素，如V、Ti、Nb、Zr可以强烈阻止奥氏体晶粒生长； 原因：合金碳化物弥散分布在 A 上，阻碍晶界迁移。 对过冷奥氏体转变的影响（降温过程） C曲线移动：
Co使C曲线左移，即：降低淬透性；
Ni，Si，Mn，Al Cu等（均为弱或非碳化物形成元素）, 使C曲线右移，即：提高淬透性。 原因：稳定奥氏体
对回火转变的影响
提高钢的回火稳定性，产生二次硬化 低合金高强度钢 成分：C≤0.25％
主要合金元素： Mn： W合金元素＜ 3%, 固溶于铁素体（固溶强化）
辅助合金元素： V，Ti，Nb， 作用：形成VC，TiC，NbC等（弥散强化，细化晶粒） 牌号：