化学工艺专业电脑配置 ,铁碳合金热处理的基本组织有哪些
铁碳合金的基本组织
序号
名称
说明
1
晶粒、晶界
多晶体物质在结晶时，由于众多晶核同时生长，互相妨碍，以致不能自由长大，长到互相接触时停止生长，形成的无规则外形的晶体颗粒称为晶粒。晶粒与晶粒之间的分界称为晶界
2
相、相界
在金属或合金中，凡具有均匀的物理和化学性能成分相同、结构相同并有界面相互隔开的均匀组成部分，称为相。相与相之间的界面，称为相界
3
固溶体
组成合金的一种金属元素的晶体中溶有另一种元素的原子形成的固态相，称为固溶体。固溶体一般有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性以及高的电阻和磁性
4
金属化合物
合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格类型和性能都完全不同于其组成元素的，具有金属特性的固态相，称为金屑化合物。金屑化合物多数具有熔点高、硬而脆的特点，是合金中很重要的强化相
5
奥氏体
奥氏体是碳和其他元素溶解在γ-Fe中的固溶体。奥氏体具有面心立方晶格、塑性好，一般在高温下存在
6
铁素体
铁素体是碳和其他元素溶解在α-Fe中的固溶体。铁素体具有体心方立晶格，含碳量极少，其性能与纯铁极为相似，也叫纯铁体
7
渗碳体
渗碳体是铁和碳的化合物，也称碳化三铁(Fe3C)，含碳量(Wc)为6.69％，具有复杂的晶格结构。其性能硬而脆，几乎没有塑性
8
珠光体
珠光体是铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。因其显微组织有指纹状的珍珠光泽而得名。珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、硬度适中，并有良好的塑性和韧性
9
莱氏体
莱氏体是铁碳合金中的一种共晶组织。在高温由奥氏体和渗碳体、在室温由珠光体和渗碳体构成。含碳(wc)4.3％，性硬而脆。通常仅存在于白口铁中，在某些高碳高合金钢(例如：高速工具钢、Crl2型合金工具钢）中，也会出现，但数量较少
10
索氏体
索氏体也称细珠光体，属珠光体类组织。是奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁索体和渗碳体的混合体，其层片比珠光体细，仅在高倍显微镜下才能辨别出来。硬度、强度和冲击韧性都较珠光体为高
11
托氏体
托氏体也称极细珠光体，也属珠光体类组织。由奥氏体在低于索氏体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合体，其层片比索氏体更细，只有在电子显微镜下，才能辨别出来。其强度和硬度均高于索氏体
12
贝氏体
贝氏体是过饱和铁索体和渗碳体的混合物，又分为上贝氏体和下贝氏体。下贝氏体性能优于上贝氏体
13
马氏体
马氏体通常是指碳在α-Fe中的过饱和固溶体。钢中马氏体的硬度随含碳量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。但无论含碳多少，马氏体都是奥氏体转变产物中硬度更高的
14
带状碳化物
含铬滚动轴承钢钢锭中的结晶偏析在热加工变形中延伸而成的碳化物富集带，叫带状碳化物。带状碳化物严重时会造成轴承零件淬火、回火后硬度、组织不均匀等缺陷
15
网状碳化物
过剩碳化物在晶粒边界上析出所形成的 *** ，即通常所称的碳化物不均匀度，网状碳化物增加钢的脆性，降低韧性
16
带状组织
经热加工后的低碳结构钢显微组织中，铁素体和珠光体沿加工方向平行成层分布的条带组织，即通称的带状组织。带状组织使钢的力学性能呈各向异性，顺加工方向的性能提高，垂直加工方向的韧性、塑性降低
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脱碳
热加工或热处理时，钢材表面由于受炉气作用，失去全部或部分碳量，称为脱碳，标准中规定的脱碳层有全脱碳层和总脱碳层(全脱碳层+部分脱碳层)两种。钢材表面脱碳会大大降低表面硬度和耐磨性，并使轴承钢和弹簧钢的疲劳极限降低
退火、正火工艺名称
目的
应用范围
备注
完全退火
（1）细化晶粒。（2）消除魏氏组织和带状组织。（3）降低硬度，提高塑性，利于切削加工。（4）消除内应力。（5）对于铸件可消除粗晶，提高冲击韧性、塑性和强度
（1）用于亚共析钢的中小型铸件、锻件和热轧钢材。（2）用于亚共析钢的预先热处理
（1）不能用于过共析钢，否则会使过共析钢形成网状碳化物，降低其韧性。（2）对于大型铸、锻件采用完全退火，由于应力作用，易造成变形、开裂，所以要及时消除应力
不完全退火
（1）降低硬度，提高塑性，改善切削加工性。（2）消除内应力。（3）得到球状珠光体
（1）用于无网状碳化物组织的过共析钢，很少用于亚共析钢。（2）用于高碳钢和轴承钢的预先热处理
当过共析钢中存在网状碳化物时，必须采用正火消除后，方可采用不完全退火
球化退火
（1）获得球状珠光体，消除过共析钢中的轻微网状组织。（2）降低硬度，提高塑性和韧性。（3）改善切削加工性。(4)做为淬火前的预备热处理
用于改善ωc大于0.65％的碳素工具钢、合金工具钢及轴承钢的组织；从而获得良好的加工性能，并为最后热处理做好组织准备
球化退火是不完全退火的特例和发展
等温退火
（1）采用等温退火，由于奥氏体等温分解是在恒温下进行，因而所得到的珠光体组织均匀（特别是对于大截面的零件），从而获得均匀的力学性能。（2）采用等温退火，可以使采用一般退火 *** 难于得到珠光体组织的钢得到珠光体，以利切削加工，并缩短生产周期
（1）可根据等温退火的目的，在生产中广泛采用，特别是亚共析钢和共析钢（2）合金钢的退火，几乎用等温退火代替历来采用的完全退火
不同等温温度所得到的晶粒度和硬度不同，等温温度高，晶粒较粗、硬度低，反之，晶粒较细、硬度高
扩散退火
消除铸锭和铸件的枝状偏析，使成分和组织均匀化，提高性能，同时也便于切削加工
（1）主要用于铸锭和大型铸件。（2）对于高合金钢锻件采用扩散退火，是为以后的热处理和机械加工做组织准备
因扩散退火生产周期长，电能或燃料消耗大，因此，一般要求不太严的零件不采用扩散退火
再结晶退火
（1）冷变形后的金属。经再结晶退火，可以消除加工硬化，从而消除内应力，降低硬度，提高塑性，以利于继续进行机械加工。（2）热加工后，由于冷却速度快，再结晶进行得不完全，因而内应力大，硬度高，必须进行再结晶退火
（1）用于恢复冷变形前的组织与性能(例如：冷轧、冷拉和冷冲制件)并消除内应力。（2）用于冷变形的中间工序，以利于进一步加工
当钢件冷变形不均匀或处于临界变形量（5％～15％）左右时，施以再结晶退火，易造成晶粒粗大
去除应力退火
（1）消除内应力、稳定尺寸，减少加工和使用过程中的变形。（2）降低硬度，便于切削加工
（1）用于铸锻件和焊接件，如床身、发动机缸体、变速箱壳体等。（2）用于高合金钢，主要是降低硬度，改善切削加工性能。（3）对于高精度零件，为消除切削加工后的应力，稳定尺寸，采用更低温度（200～400℃）长时间保温
（1）对于大工件和装炉量大时，可适当延长保温时间。（2）对于一般铸件消除应力时，为避免造成第二阶段石墨化而引起强度降低，加热温度不应超过600℃
高温退火
消除白口及游离渗碳体，并使渗碳体分解，改善切削性，提高塑性和韧性
用于灰铸铁、球墨铸铁件(出现白口时)
对于可锻铸铁一般不采用
可锻化退火
使渗碳体发生分解，而获得团絮状石墨，从而使强度和塑性有明显提高
用于白口铁转变为可锻铸铁
退火冷却时，如果在650℃以前出炉空冷，则韧性好，但炉冷时存在脆性
高温石墨化退火
消除铸态组织中的游离渗碳体，改善切削性、降低脆性及提高力学性能
多用于球墨铸铁(出现一定数量的游离渗碳体而造成白口时)
在冷却时，如果在600～400℃范围内缓冷时，则出现脆性，所以，在退火温度保温后，炉冷至600℃左右应立即出炉空冷
低温石墨化退火
为了获得高韧性铁素体基体的球墨铸铁
多用于球墨铸铁(铸态组织中只出现珠光体而无游离渗碳体时)
如果在基体组织中不允许存在珠光体时，其加热保温时间应适当延长，反之，则可稍缩短
低温退火
降低铸件的脆性，改善切削性及提高韧性
多用于灰铸铁和球墨铸铁（不出现渗碳体而只出现珠光体时）
如果铸态组织中存在游离渗碳体时，不采用这种退火，而采用高温退火
正火
（1）提高低碳钢的硬度，改善切削加工性。（2）细化晶粒改善组织（如消除魏氏组织、带状组织、大块状铁素体和网状碳化物）为最后热处理作组织准备。（3）消除内应力，提高低碳钢性能，作为最后热处理
（1）主要用于低碳钢、中碳钢和低合金钢，对于高碳钢和高碳合金钢不常采用（仅当有网状碳化物时采用），因为高碳钢和高碳合金钢正火后会发生马氏体转变（2）用于淬火返修件，消除内应力和细化组织，以防重淬时产生变形和开裂
正火与退火比较，生产周期短，设备利用率高。另外，尚可提高钢的力学性能，因此，可根据材料和技术要求，在某些情况下用正火代替退火
高温正火
提高组织均匀性，改善切削性，提高强度、硬度、耐磨性，或消除白口及游离渗碳体
主要用于要求强度高，耐磨性好的球墨铸铁件
铸态组织中存在游离渗碳体时，正火温度取上限；含硅量较高的铸件应采用较快的速度冷却，以防出现石墨化现象
低温正火
获得良好的强度、韧性和塑性
主要用于强度、韧性要求较高，而对耐磨性要求不很高的球墨铸铁件
利用地方生铁熔铸球墨铸铁时，由于含硫、磷量较高，而难以保证塑性、韧性指标。采用低温正火恰好可以弥补由此而引起的塑性、韧性的不足
淬火工艺名称
目的
应用范围
备注
单液淬火
(1)获得马氏体组织，提高工件的硬度、强度和耐磨性。(2)淬火与随后的回火工序相结合，使工件获得良好的综合力学性能。(3)改变某些钢的物理和化学性能
(1)仅适用于形状简单的淬火件。(2)碳钢直径超过12～15mm的采用水淬。(3)直径较小的碳钢件或合金钢件采用油淬
单液淬火的优点是操作简单，且易实现淬火机械化和自动化；但其缺点是水淬容易变形、开裂，油淬容易产生硬度不足或硬度不均匀等现象
双液淬火
(1)获得马氏体组织，提高工件的硬度、强度和耐磨性。(2)减少淬火工件的内应力，避免变形和开裂(因为奥氏体转变为马氏体是在比较缓慢的冷却条件下进行的)
主要用于形状比较复杂的碳素钢（特别是高碳钢）淬火件
(1)典型的双液淬火操作是先水后油，即水淬油冷。（2）严格控制在强冷却介质(如水)中的冷却时间，同时工件从强冷却介质中移人弱介质(如油)中时，速度要快
分级淬火
(1)同单液淬火法。(2)减少淬火工件的内应力，比双液淬火更有效地避免变形和开裂(因为奥氏体转变为马氏体是在更缓慢 的冷却条件下进行的)
适用于形状复杂，直径不大于10～12mm的碳钢淬火件和直径不大于20～30mm的合金钢淬火件；也可用于要求变形小、精度高的滚动轴承和齿轮
这种淬火 *** 所使用的冷却剂，一般是先在熔盐中进行，然后再在空气中冷却。工件尺寸过大，会使淬火介质温度升高，难于达到临界淬火速度
等温淬火
(1)获得下贝氏体，更有效地减少淬火工件的变形与开裂倾向。2)在相同硬度下，比其他淬火 *** 使工件获得更高的塑性和韧性
适用于形状复杂，且要求较高硬度和冲击韧性的淬火工件，如弹簧、齿轮、丝锥等
等温冷却的时间和温度，按各钢种的C－曲线而定。尺寸较大的工件可采用复合等温淬火，先在水或油中快冷一下再进入等温浴槽
回火工艺名称
目的
应用范围
备注
低温回火
获得回火马氏体，使工件具有高硬度和高耐磨性，同时韧性和稳定性得到改善
用于要求高硬度和耐磨工件的处理，如刃具、量具、冷冲模、渗碳零件及滚动轴承等
(1)钢件经淬火后，为消除淬火应力、稳定组织、获得所要求的性能，必须随即进行回火 (2)回火后的组织，视回火温度而定
中温回火
获得回火托氏体，使工件具有足够的硬度，高的弹性极限和一定的韧性
用于处理弹簧、发条和热锻模具等
(1)具有第二类回火脆性倾向的钢，回火后需水冷或油冷 （2）要避免之一类(不可逆)回火脆性(250～400℃)的温度范围内进行回火
高温回火
获得回火索氏体，使工件具有良好的综合力学性能(即高的强度和良好的塑性、韧性相配合)
主要用于处理在复杂受力状态下工作的、用碳素或合金调质钢制造的结构零件，也可用正火加高温回火来代替中碳钢和合金钢的退火，以缩短工艺周期
(1)淬火和随后高温回火相结合的工艺，统称为调质 (2)具有第二类回火脆性的钢，回火后需水冷或油冷
时效及热处理工艺名称
工艺概述
目的
应用范围
附注
自然时效
将工件长时期(0.5～1年或更长时间)放置在室温或露天条件下，不需要任何加热，使零件应力得以消除，尺寸稳定
(1)消除内应力，以减少工件在加工或使用时的变形 (2)稳定尺寸，使工件在长期使用过程中，保持几何精度
用于精密工具、量具、模具和滚动轴承以及其他要求精度高的机械零件(如丝 杆等)
从效果上看，自然时效比人工时效为优，但因自然时效周期太长，故生产上一般多采用人工时效
人工时效
将工件加热至低温(钢加热至100～150℃、铸铁加热至500～600℃)，较长时间(8～15h)保温，然后缓慢冷却到室温，达到消除工件内应力和稳定尺寸的目的
冷处理
冷处理是将淬火后的工件置于O℃以下的低温介质(－30～－150℃)中，继续冷却，使淬火工件的残余奥氏体转变为马氏体的操作
(1)进一步提高淬火工件的硬度和耐磨性 (2)稳定尺寸，防止工件在使用过程中奥氏体发生分解而产生变形 (3)提高钢的铁磁性
主要用于高合金钢、高碳钢和渗碳钢制造的精密零件
表面淬火工艺名称
工艺概述
目的
特点
应用范围
火焰加热表面淬火
利用温度可达3100℃的氧气－乙炔火焰(或2000℃以上的氧－焦煤气火焰)快速将工件表面加热至临界温度以上(Ac3以上80－100℃)，随后进行冷却，使工件表面淬硬的一种操作
(1)获得高硬度和高耐磨性的马氏体表面层 (2)中心保持原来的组织和良好的韧性
设备简单， *** 简便，淬硬层深一般可达2～6mm；不受工件形状限制，易实现局部淬火；无氧化脱碳现象；但加热温度不易控制，易过热
适用于中碳钢和中碳合金钢的单件或小批生产的大型耐磨机械零件。如：轴类、大模数齿轮、锤头、锤杆等
感应加热表面淬火
高频感应加热(工作电流频率为 10000～500000Hz)
将工件置于不同频率电流的交变磁场中，依靠工件表面产生感应电流以使工件表面瞬时达到淬火温度，随后快速冷却，仅使表面发生马氏体相变而达到表面淬硬目的的一种操作
(1)获得高硬度和高耐磨性的马氏体表面层 (2)中心保持原来的组织和良好的韧性
(1)加热速度快，效率高，便于实现机械化和自动化 (2)变形小，可减少氧化、脱碳倾向和晶粒长大现象，而且力学性能好 (3)可选择不同频率以控制硬化层深 (4)适合成批生产 (5)可取代多工序的化学热处理
多用于模数3以下的齿轮以及其他要求淬硬层深＜3mm的耐磨零件，如：主轴、凸轮轴、曲轴、活塞等
中频感应加热(工作电流频率为500～10000Hz)
用于模数6以上齿轮和要求淬硬层深3～7mm、承受扭转、压力负荷的耐磨零件，如：曲轴、磨床主轴、机床导轨等
工频感应加热(工作电流频率为50Hz)
适用于要求淬硬层深15～30mm、形状简单且承受较大压力负荷的中、大型耐磨零件，如：机车车轮、轧辊等
超音频感应加热(一般采用频率为30000～40000Hz)
适用于模数3～8的齿轮、淬硬层深1～3mm的其他耐磨零件，如链轮、花键轴、凸轮轴、曲轴等。与其他频率相比，质量显著提高，且可仿形淬火
盐浴或铅浴快速加热表面淬火
将工件置于比正常淬火温度高得多的盐或铅中，进行不透烧、短时间快速加热，随后快速冷却，以达到表面淬火目的的一种操作
(1)获得高硬度和高耐磨性的马氏体表面层 (2)中心保持原来的组织和良好的韧性
设备造价低廉，适用于一般无高频设备的工厂；但劳动条件差，特别是铅浴毒性大
适用于模数2～8的齿轮和其他要求表面淬火的耐磨零件
电接触加热表面淬火
将以一定速度移动的电极(石墨棒或紫铜滚轮)与工件紧密接触，并通以低压强电流，利用电极与工件接触的电阻热来迅速加热工件表面，则已加热处由于工件本身导热而获得快速冷却，从而实现表面淬火目的的一种操作
(1)获得高硬度和高耐磨性的马氏体表面层 (2)中心保持原来的组织和良好的韧性
工件基本无变形，设备简单，操作容易
适用于大型铸件(如机床导轨表面、内燃机气缸套内壁等)的表面淬火，以提高硬度和耐磨性
渗碳工艺名称
工艺概述
目的
特点
应用范围
气体渗碳
气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通人气体化学剂(甲烷、乙烷等)或液体化学剂(煤油或苯、酒精、丙酮等)，在高温下分解出活性碳原子，渗人工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺
获得高碳的表面层，提高工件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持原有的高韧性和高塑性，并提高工件的抗疲劳性能
优点是：①操作简便，②加热快、生产周期短，③可控制渗碳层浓度、质量稳定，④渗碳后可直接淬火，便于实现机械化和自动化，⑤劳动条件好； 缺点是：①设备较复杂、投资高，②炉中气氛控制不当时，工件表面形成碳黑，影响碳原子渗入
气体渗碳法可应用可控气氛进行，应用较为广泛，用于处理低碳钢和低碳合金钢 *** 的、在冲击条件下工作的渗碳耐磨零件，如汽车、拖拉机齿轮、活塞销、风动工具、机床主轴等
固体渗碳
固体渗碳是将工件和固体渗碳剂(木炭加促进剂组成)一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放人加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原于渗人工件表面的一种最早的渗碳 ***
获得高碳的表面层，提高工件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持原有的高韧性和高塑性，并提高工件的抗疲劳性能
优点是：①操作简单、技术性不强，②不需专用设备，一般中小型工厂都能进行，③渗碳剂来源广，也可自己配制，④适用范围较大 ；缺点是：①质量不易控制，②劳动条件差、强度大，③生产周期长，成本较高，④晶粒长大倾向严重，对于重要工件，不能采用直接淬火
适用于设备条件较差的中小型工厂，特别是县以下的农机厂仍广泛采用这种 *** 来处理要求渗碳的耐磨零件
液体渗碳
利用液体介质进行渗碳的，称为液体渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳化硅，603渗碳剂等
获得高碳的表面层，提高工件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持原有的高韧性和高塑性，并提高工件的抗疲劳性能
优点是：①生产周期短，②渗碳后可直接淬火、防止氧化脱碳，③温度、时间易于控制，加热均匀，工件变形小，④设备简单。 缺点是：①劳动条件较差，②仅适用于少量、单件生产，对于大批量产品来说是不经济的
适用于单件、小批生产
渗氮工艺名称
工艺概述
目 的
特 点
应用范围
强化渗氮
强化渗氮是指工件表面得到强化的一种渗氮 *** ，通常采用气体渗氮。它是将工件置于含有大量活性氮原子气氛(氨气)的密闭炉中，在一定的温度和压力下，使氮原子渗入工件面，随后工件不再进行任何热处理根据工件的具体技术要求(如硬度、渗层厚度和变形等)，可采用一段、二段或三段渗氮
(1)提高工件表面硬度和耐磨性 (2)提高工件抗疲劳强度、降低缺口感性 (3)使工件表面具有良好的红硬性和一定的耐腐蚀性
(1)工件表面具有比渗碳更高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度以及较低的缺口敏感性 (2)在水、蒸汽和碱性溶液中抗蚀性很强 (3)在热状态下(500℃以下)仍保持其高硬度 (4)处理温度低、变形小 (5)渗氮前工件需进行调质处理，以保证零件具有均匀组织和良好的综合力学性能 (6)劳动条件好 (7)生产周期长 (8)需选用含Cr、Mo、Al等合金元素的渗氮专用钢
(1)承受冲击载荷、耐磨性和疲劳强度要求高的各种机械零件及工模具，如高速传动齿轮、高精度磨床主轴及镗杆等 (2)在变向负荷条件下工作、疲劳强度要求高的零件，如柴油机主轴 (3)在工作温度较高和腐蚀性条件下工作，要求变形小、耐磨的零件，如高压阀门、阀杆和某些重要模具等
抗蚀渗氮
抗蚀氮化是专门提高工件抗蚀能力的一种 *** ，其工艺过程与强化渗氮基本相同，只不过是为了有利于化学稳定性高的ε相的形成和缩短渗氮时间，它的渗氮温度较高，一般采用550～700℃，保温0.5～2h；渗氮后应缓冷，以防止产生脆性层和无抗蚀能力的多孔层，但冷却时亦不宜过缓，否则部分ε相转变为γ＇相，抗蚀性变差，故—般采用油冷
(1)提高工件对水、盐水、蒸汽、潮湿空气以及碱性溶液等介质的抗蚀能力 (2)使工件表面获得美观颜色
(1)抗蚀渗氮比强化渗氮时间短、温度高、渗层薄(0.015～0.06mm) (2)对于中碳钢和高碳钢工件，为了弥补渗氮时造成力学性能的下降，渗氮后要进行一次淬火 (3)欲加速渗氮过程，亦可采用二段渗氮 (4)与镀铬、镀镍、镀锌等保护 *** 相比，抗蚀渗氮 *** 简单、经济 (5)可采用任何钢种，都能得到良好的抗蚀效果
(1)适用于钢和铸铁制造的、在腐蚀性条件下工作的零件，如自来水龙头、锅炉气管、水管阀门以及门把手等 (2)可代替镀铬、镀镍、镀锌以及其他表面处理
碳氮共渗
氮碳共渗又称活性渗氮，它是一种较新的化学热处理工艺，分气体氮碳共渗和液体氮碳共渗两种。目前气体氮碳共渗工艺发展较快，它多采用含碳、氮的有机化合物，如尿素、甲酰胺等，直接送人渗氮罐内，热分解为氮碳共渗气氛，使活性氮、碳原子渗人工件表面(国外气体氮碳共渗多采用氨气加吸热型气体)；其实质是低温氮、碳共渗过程，只不过是因为加热温度低(不超过570℃)，故以渗氮为主
(1)提高工件表面硬度和耐磨性 (2)提高工件抗疲劳强度、降低缺口敏感性 (3)使工件表面具有良好的红硬性和一定的耐腐蚀性
优点：与气体强化渗氮相比，气体氮碳共渗的生产周期短(仅1～3h)，不需专用渗氮钢材，氮碳共渗层硬而不脆，并具有一定的韧性，不易脱落；在于摩擦和高温摩擦条件下，具有抗擦伤和抗咬合性能；此外，设备简单、原料低廉，易上马 缺点：氮碳共渗层薄，仅仅只有0.01～0.02mm；液体氮碳共渗有毒性，影响操作人员身体健康，且溶盐废液也不好处理，故被气体氮碳共渗所取代而逐渐淘汰
广泛用于处理高速钢刀具、模具、量具、齿轮、摩擦片、曲轴、凸轮轴和丝杆等，可大幅度提高零件或工具的使用寿命
离子渗氮
离子渗氮也是一种较新的化学热处理工艺，它是在真空容器中进行，工件为阴极，另设阳极，在高压直流电场作用下，当容器内通入氨气或分解氨气时，即可被电离，氮的正离子快速冲向阴极(工件)，轰击需渗氮的工件表面，放出大量热能，伴有辉光放电现象，使工件表面被加热到渗氮温度。此时，氮的正离子在阴极获得电子后，变为氮原子而渗入工件表层
(1)提高工件表面硬度和耐磨 (2)提高工件抗疲劳强度、降低缺口敏感性 (3)使工件表面具有良好的热硬性和一定的耐腐蚀性
(1)表面加热快，可大大缩短渗氮周期 (2)除渗氮工件表面外，其余部分处于低温，因而比一般渗氮工件变形小，并节省加热功率 (3)渗氮渗层可达0.4mm，硬度可达600～800HV而且渗层韧性好，具有高的抗疲劳性和耐磨性 (4)材料应用范围广，不需专用渗氮钢材 (5)劳动条好，无公害，耗气量小
(1)广泛应用于各种机械零件和工具 2)可代替其他强化渗氮 (3)采用其他热处理 *** 强化造成工件变形超差而无法热处理的工件，可采用离子渗氮强化其表面
碳氮共渗(氰化)工艺名称
工艺概述
目 的
特 点
应用范围
气体碳氮共渗
气体碳氮共渗是在具有渗碳、渗氮能力的混合气体(氨气、甲烷)中，将工件加热至一定温度，使工件表面同时渗入碳、氮两种原子的一种操作，依据共渗温度的不同，可分为： 高温气体碳氮共渗—通常在800～900℃温度范围内进行，基本以渗碳为主，渗层氮量较低，低温气体碳氮共渗—通常在500～600℃温度范围内进行，基本以渗氮为主，渗层碳量较低
提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度，兼有渗碳和渗氮的共同作用
(1)与渗碳相比：温度低，工件变形小，而且降低动力消耗，延长设备使用寿命(特别是低温碳氮共渗)，此外，工件获得的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度均比渗碳高(2)对于高温碳氮共渗，由于氮的渗入，增加了渗层的淬透性和回火稳定性，从面使普通碳钢在某些情况下可取代合金钢(3)生产周期短，且可利用一般气体渗碳炉
气体碳氮共渗是应用最广泛的一种碳氮共渗 *** 高温气体碳氮共渗主要用于处理一般碳钢和合金钢 *** 的结构件，适用于机床零件的大批量生产，可用以代替渗碳 低温气体碳氮共渗主要用于高速钢和高铬钢 *** 的切削刀具及其他工模具的表面化学热处理
液体碳氮共渗
液体碳氮共渗主要依靠液体碳氮共渗盐(如氰化钠、氰化钾)在高温下分解，放出碳、氮两种原子渗入金属的表面，使其表面饱和碳、氮原子的一种操作，依据液体碳氮共渗盐浴温度的不同，可分为低温(500～560℃)、中温(800～870℃)或高温(900～950℃)液体碳氮共渗三种 ***
提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度，兼有渗碳和渗氮的共同作用
(1)与渗碳相比：温度低，工件变形小，而且降低动力消耗，延长设备使用寿命(特别是低温碳氮共渗)，此外，工件获得的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度均比渗碳高(2)对于高温碳氮共渗，由于氮的渗入，增加了渗层的淬透性和回火稳定性，从而使普通碳钢在某些情况下可取代合金钢(3)盐介质有剧毒，故逐渐被淘汰
高温碳氮共渗是以渗碳为主，常被渗碳所代替，目前很少采用，低温碳氮共渗仅适用于高速钢工具，目前又多被液体氮碳共渗、离子渗氮所代替，只有中沮碳氮共渗尚在一些中、小工厂采用，用于处理结构钢零件
固体碳氮共渗
固体碳氮共渗主要利用固体化学介质(黄血盐)，在高温下分解而放出活性碳、氮原于渗人工件表面。一般只用于低温(540～560℃)碳氮共渗
提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度，兼有渗碳和渗氮的共同作用
(1)与渗碳相比：温度低，工件变形小，而且降低动力消耗，延长设备使用寿命(特别是低温碳氮共渗)，此外，工件获得的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度均比渗碳高(2)生产串不高，质量也难于保证(3)不需要特殊设备
一般很少采用，只有设备条件较差的中、小型工厂，用来处理高速钢及高铬工具钢 *** 的刀具
渗金属及其他表面渗金属法内容很多,表内所列为目前在工业生产上常用的几种 *** 。
工艺名称
工艺概述
目 的
特 点
应用范围
渗金属①
渗铝
渗金属是利用高温（950～1050℃）扩散法，将金属原子渗入工件表面，从而获得所需性能的一种操作
使工件获得高温下的抗氧化性
工件表面形成Al2O3薄膜，使内层金属在高温下(800～900℃)不受氧化
用于高温下使用的零件，如热电伸套管、坩埚、浇注桶等
渗铬
使工件获得高的耐磨性和抗氧化性，对于高碳钢获得高硬度(1300HV)和耐腐蚀性
扩散层中α-铁被铬饱和，含碳量高的钢形成(Cr、Fe)7C3
(1)用于低碳钢，增加耐酸、耐蚀和抗氧化性，可制造阀门、蒸汽开关以及化学器械小零件 (2)用于高碳钢 *** 样板和模具等，增加其耐磨性
渗硅
渗金属是利用高温(950～1050℃)扩散法，将金属原子渗入工件表面，从而获得所需性能的一种操作
使工件获得高硬度和高耐蚀性以及足够的塑性
扩散层中α-铁被硅饱和
用于化工、造纸和石油工业中的酸管及其附件、酸泵的活塞等
渗硼
渗硼是将工件置于含有硼原子的介质中，加热至一定温度，使硼原子渗入工件表面的一种操作
使工件表面具有高硬度(可达1200～2000HV)、高耐磨性和好的热硬性(850℃以下)，同时，在 *** 、盐酸和碱内具有抗蚀性
渗硼后的工件，表面粗糙度变化很小，故可作为最后一道工序。渗硼几乎适用于所有钢种，但含硅量较高的钢，由于存在软带，故不适于作渗硼用钢 根据渗硼介质不同，可分为固体法、气体法和液体法，国内多采用液体渗硼
(1)在浸蚀介质中工作的零件，勿石油、采矿工业中用的高压阀门闸板、煤水幕的密封套、泥浆泵和深井泵的缸套、活塞等 (2)模具类 (3)工艺装备零件，如弹性夹头、十字头固定架等 (4)磨料及高温条件下工作的零件
碳、氮、硼三元共渗
将工件置于含有碳、氮、硼原子的介质中，加热至某一温度，使这三种元素的原子同时渗入工件表面的一种操作
使工件表面具有高硬度和高耐磨性，提高工件使用寿命
(1)与渗碳相比，处理温度低、变形小，且可缩短生产周期 (2)工艺比较简单，不需专用设备 (3)渗层硬度高(1200HV) (4)渗后工件一般均采用油冷
目前国内正推广使用，在石油机械上的易损件和模具等方面，都取得显著效果
形变热处理工艺名称
工艺概述
应用
室温变形
退火状态下变形（冷作硬化）,可进行（或不进行）去应力回火
纯金属、奥氏体钢、镍合金
室温变形
等温转变后冷拔，可进行（或不进行）去应力回火
结构钢丝
半热硬化
低于再结晶温度下变形，可进行（或不进行）去应力回火
铝合金、纯铁、奥氏体钢
多边化强化
小量变形后长期退火
奥氏体钢、镍合金、钼合金
高温形变淬火
稳定奥氏体区（Ac3以上）变形，淬火成马氏体，然后回火
结构钢、马氏体钢、弹簧钢、工具钢、轴承钢
中温形变淬火
介稳奥氏体区（Ac3以下，马氏体相变温度以上）变形，在变形中不形成或部分形成奥氏体分解产物，变形后淬成马氏体，然后回火
结构钢、工具钢、马氏体钢、弹簧钢
低温形变淬火
马氏体区内变形，然后淬火并回火
结构钢
高温形变等温淬火
稳定奥氏体区內变形，然后等温淬成各种组织
结构钢
中温形变等温淬火
介稳奥氏体区内变形，然后等温淬成各种组织
结构钢
形变化学热处理
以各种规范形变淬火后，结合回火过程进行化学热处理（如氮化、碳氮共渗等）
低碳钢
形变化学热处理
高温变形后，直接进行各种化学热处理，然后淬火并回火
低碳钢
室温形变时效
固溶化后淬火，室温下变形，然后时效
铝合金、奥氏体钢、镍合金、钛合金
中温形变时效
固溶化后淬火，在时效温度下变形，然后去应力回火
奥氏体钢
中温形变时效
固溶化后淬火，在时效温度下小量变形，然后长期保温
奥氏体钢、镍合金
高温形变时效
固溶化温度变形后淬火，然后时效
奥氏体钢，镍合金、铝合金
铁碳合金相图在热处理方面的应用,热处理如何提高碳合金钢性能