熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，因工藝的不同而分為淬火、回火、正火、退火等。
1.什麼是淬火？
鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。
淬火的目的：
1）提高金屬成材或零件的機械性能。
例如：提高工具、軸承等的硬度和耐磨性，提高彈簧的彈性極限，提高軸類零件的綜合機械性能等。
2）改善某些特殊鋼的材料性能或化學性能。
如提高不鏽鋼的耐蝕性，增加磁鋼的永磁性等。
2. 什麼是回火？
回火是將淬火後的金屬成材或零件加熱到某一溫度，保溫一定時間後，以一定方式冷卻的熱處理工藝，回火是淬火後緊接著進行的一種操作，通常也是工件進行熱處理的最後一道工序，因而把淬火和回火的聯合工藝稱為最終處理。
淬火與回火的主要目的是：
1）減少內應力和降低脆性，淬火件存在著很大的應力和脆性，如沒有及時回火往往會產生變形甚至開裂。
2）調整工件的機械性能，工件淬火後，硬度高，脆性大，為了滿足各種工件不同的性能要求，可以通過回火來調整，硬度，強度，塑性和韌性。
3）穩定工件尺寸。通過回火可使金相組織趨於穩定，以保證在以後的使用過程中不再發生變形。
4）改善某些合金鋼的切削性能。
3.什麼是正火？
正火是一種改善鋼材韌性的熱處理。將鋼構件加熱到Ac3溫度以上30〜50℃後，保溫一段時間出爐空冷。主要特點是冷卻速度快於退火而低於淬火，正火時可在稍快的冷卻中使鋼材的結晶晶粒細化，不但可得到滿意的強度，而且可以明顯提高韌性(AKV值），降低構件的開裂傾向。一些低合金熱軋鋼板、低合金鋼鍛件與鑄造件經正火處理後，材料的綜合力學性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。
正火的目的和用途：
① 對亞共析鋼，正火用以消除鑄、鍛、焊件的過熱粗晶組織和魏氏組織，軋材中的帶狀組織；細化晶粒；並可作為淬火前的預先熱處理。
② 對過共析鋼，正火可以消除網狀二次滲碳體，並使珠光體細化，不但改善機械性能，而且有利於以後的球化退火。
③ 對低碳深衝薄鋼板，正火可以消除晶界的遊離滲碳體，以改善其深衝性能。
④ 對低碳鋼和低碳低合金鋼，採用正火，可得到較多的細片狀珠光體組織，使硬度增高到HB140-190，避免切削時的“粘刀”現象，改善切削加工性。對中碳鋼，在既可用正火又可用退火的場合下，用正火更為經濟和方便。
⑤ 對普通中碳結構鋼，在力學性能要求不高的場合下，可用正火代替淬火加高溫回火，不僅操作簡便，而且使鋼材的組織和尺寸穩定。
⑥ 高溫正火(Ac3以上150～200℃)由於高溫下擴散速度較高,可以減少鑄件和鍛件的成分偏析。高溫正火後的粗大晶粒可通過隨後第二次較低溫度的正火予以細化。
⑦ 對某些用於汽輪機和鍋爐的低、中碳合金鋼，常採用正火以獲得貝氏體組織，再經高溫回火，用於400～550℃時具有良好的抗蠕變能力。
⑧ 除鋼件和鋼材以外，正火還廣泛用於球墨鑄鐵熱處理，使其獲得珠光體基體，提高球墨鑄鐵的強度。
4.什麼是退火？
退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應力退火。退火材料的力學性能可以用拉伸試驗來檢測，也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態供貨的，鋼材硬度檢測可以採用洛氏硬度計，測試HRB硬度，對於較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以採用表面洛氏硬度計，檢測HRT硬度。
退火的目的在於：
① 改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋製和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘餘應力，防止工件變形、開裂。
② 軟化工件以便進行切削加工。
③ 細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能。
④ 為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。
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