材料的热处理：退火、正火、淬火和回火

热处理是设计阶段的技术要求，机械结构设计工程师需要这方面的认知能力。

使用最多的四种热处理方式，退火、正火、淬火和回火，淬火，工厂里经验丰富的师傅都是念“蘸火”。

你们知道这是为什么吗？

退火‍

退火是将金属加热到一定温度，保持一段时间，然后以适宜速度冷却(通常是自然冷却，有时是控制冷却）的一种金属热处理工艺。

退火的目的在于改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。软化工件以便进行切削加工。细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能。为最终热处理（淬火、回火）作好组织准备。

根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火，球化退火，去应力退火等。

完全退火，用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细）、

球化退火，用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而硬度低、被切削性好、冷形变能力大。这种组织是淬火前最好的原始组织、

去应力退火（用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100～200℃，保温

后在空气中冷却，即可消除内应力，稳定工件尺寸及形状，减少零件在加工和使用过程中的形变和裂纹概率）。

你们知道退火广泛应用于哪里吗？

正火‍

将金属零件加热到一定的高温，保温一段时间出炉空冷，其与退火处理不同的是，其冷却速度要快一些，所以得到的材料结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂倾向。

主要作用是去除材料的内应力，降低材料的硬度，提高塑性。

退火和正火通常可以相互代替使用，尤其是在处理后获得的零件硬度不高的话（一般以不影响加工性能为准），我们要优先选择正火处理。

因为它的加工周期更短，成本也就相应的更低，是一种改善钢材韧性的热处理。

淬火‍

现代书刊中的“淬火”旧称“蘸火”。民国时期汉阳兵工厂的一位工程师编写过一本关于热处理工艺的书，书名就叫《蘸火》。蘸，就是把物件浸入液体中；蘸火，原是民间传统说法，就是把加热到AC1或AC3以上的红热钢件迅速浸入冷却剂内得到高硬度的金相组织（对于Cr18Ni9类型奥氏体钢是例外，得到低硬度的奥氏体），如今的学名为“淬火”。时至今日，生产实践中还仍然把“淬（cuì）火”读作“蘸(zhàn)火”

通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火

1. 提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等
2. 满足某些特殊钢材的铁磁性、耐蚀性等物理、化学性能。

淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等。

回火‍

回火‍是指将经过淬火硬化或正常化处理后的钢材再浸置于一低于临界温度一段时间后，以一定的速度冷却下来，以增加材料的韧性的一种热处理方式。回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理。

1. 消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；
2. 调整工件的硬度、强度、塑性和韧性、达到更好的性能要求；
3. 稳定组织与尺寸、保证精度；
4. 调整钢铁的机械性质以满足使用要求。

回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。

一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。回火温度越高，这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢，在某一温度范围回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。这种现象称为二次硬化。

回火一般需要配合淬火或正火来使用，回火是替淬火和正火来“擦屁股”的，因为淬火与正火处理后，零件的硬度都会偏高，因此会存在很大残余应力，尤其是淬火处理，零件存在很大的脆硬性，通常一定要回火来“纠偏”才能更好的满足我们的使用要求。

关注我,两分钟了解一个机械小知识。