前言

本规定适用于指导热处理车间对碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和一般合金工具钢的热处理。

1.热处理的配炉

热处理配炉是保证热处理质量的重要环节。配炉不当将对热处理质量产生很大的影响，必须特别重视。通常应考虑下面几个因素：

1）首先要考虑热处理的类别。根据工件的化学成分选择退火、正火、淬火、回火，以同类热处理配炉。不同类热处理配炉时，则必须分析全部材料的整个热处理的全过程，合理组织其操作顺序，看其是否可以并炉。

2）配炉时，还要考虑同炉热处理的材料，其淬火、正火的加热温度上限相差应小于20℃，其回火温度应在统一的范围内，其升温速度应选用最慢的一种。也可以采用分批出炉的办法加以协调。

3）配炉时，也要考虑热处理工件的尺寸不能相差太大，一般截面与最小截面之比应控制在2～2.5之内。也可采取大小件分批出炉加以协调。同一工件中大小尺寸相差太大时，应考虑包盖隔热层加以保护。

4）同种类、同炉号的同一批产品尽量争取配一同炉热处理。其分割开的试样也要在同炉热处理。装炉时，试样要放在炉中合适的位置。

2.热处理装炉前的准备工作

1）装炉前要检查设备是否完好，炉体有无损坏。所有活动的零部件（炉门、台车等）运动是否正常。电器线路工作状态是否良好。台车面是否清理干净。

2）检查冷却介质是否充备，循环系统工作是否正常。

3）检查热电偶，测温记录仪表，控制系统是否良好。

4）检查工辅具是否完整。特别是起重设备、钢丝绳、吊具、夹具是否适应，有无损坏，是否安全。

5）检查热处理工件质量：核对钢号、工件尺寸。检查工件表面有无缺陷、开裂和将引起热处理开裂的潜在缺陷。带有型腔的工件，腔内有无油、水和垃圾等残留物，考虑清理干净后，是否要用耐热材料填塞。如有缺陷、弯曲，应先清理和校直。

3.热处理装炉

1）每炉装炉量应不超过电炉规定的装炉量。所有工件的尺寸应与电炉工作室的尺寸相适应。

2）工件装炉的位置应在电炉的加热区之内。上下前后左右与炉顶、炉墙和电阻丝保持一定距离。底下应加垫铁，件与件之间应隔开30mm，以保证热气流的流通。

3）工件装炉的位置应根据配炉时的分析，对各种牌号和尺寸的工件要适应所考虑的操作先后顺序可以出炉。

4）装炉时，底层垫块应垫平，工件在台车上要均布，由下到上要合理堆放，垫平装稳垫实，以避免炉内装料不均，造成各区域温度差异，和防止台车移动时侧倾、倒垛、撞击炉墙。

5）对于超薄超长的工件，在装配炉时，都要考虑它在炉中的堆放位置，采用工艺措施，以防止加热和吊装时产生变形。

6）对于已经经过精加工的工件，装炉时应对工件表面和棱角加以保护，防止氧化脱碳和碰伤。工件易于产生开裂的部位（凹腔、尖角、螺纹、槽孔等）应用绝热材料加以保护。

7）台车进入炉内后，若存在炉体损坏造成较大散热缝隙处要加以堵封。

4.热处理正火、淬火、回火、退火温度和保温时间的控制

1）热处理的升温、保温均以仪表温度为重要依据。在整个热处理过程中，必须经常检查炉膛和工件的温度与仪表显示的温度是否一致。如果有问题，要及时通知电工检查修理仪表。

2）热处理工要做到三勤：勤看炉温、勤看料温、勤调节控制，保证炉内各部位温度均匀，炉内保持正压。

3）正火、淬火、回火、退火温度配炉综合选定和在实际操作中严格按指导书的要求加以控制，是确保热处理质量的首要条件。因为加热温度偏低，相组织转变就不会发生；而加热温度太高，又会使奥氏体晶粒过分长大，造成冷却时相组织转变的困难。所以必须严格按照作业指导书的要求，不要随意定高定低。

4）正火、淬火、回火、退火的保温时间也要严格控制。因为时间不够会使相组织转变不彻底，而时间过分延长，又会使相组织长大，使性能变坏。

5）一般热处理的保温阶段开始以前，都应有一个均温阶段。均温开始是以仪表温度达到保温温度开始计算；当炉内所有工件的表面温度都达到保温温度的时候，即是均温结束，保温开始。

5.热处理冷却过程的控制

1）为了确保热处理的冷却效果，正火工件在冷却时应从炉中吊下分散空冷，工件底下要垫块垫高，四周要保留一定的空间通风。冷却后回火装炉时工件的温度应控制在300℃。

2）工件淬火时，应先启动冷却介质（水或油）的循环系统。工件浸入介质后要来回摆动以增加冷却效果，发现介质液量不够时应及时添补。

3）工件浸入油介质时要注意防火安全。

4）小件淬火，若冷却槽离加热炉太远影响冷却效果时，应临时用小水（油）槽，以保证工件出炉后能及时放入冷却介质内得到应有的冷却效果。

5）对于高合金钢（如3Cr2w8v），高温淬火易裂时，则出炉后应预冷一下再放入淬火介质中，以防止热应力产生淬火裂纹。

6）于大平板上一起浸入介质，以减少变形。

7）对于双液淬火的工件，如果有凹槽或模腔，则从水中出来后，应倒净积水后再放入油槽冷却。一般油槽出油温度以150～200℃（工件略冒青烟）为宜。

8）淬火后的工件必须及时回火，一般不要超过2小时回炉。

6.热处理检验

1）热处理工序完成后必须进行检验。首先检查有无变形、弯曲、开裂。如有弯曲要进行校直。随后要检查硬度，一般应检查20%～50％。在检查硬度时做好选点，控制砂轮打磨深度。在砂轮打磨时，要注意安全 ，防止砂轮碎裂飞出伤人。每次检验的结果要记入“生产日报表”。

2）热处理工件有理化检验要求时，应及时通知理化室取样检验。

7.热处理记录

每班必须填好交接班记录。热处理仪表记录纸上要填日期、炉次和热处理工件的材质。每天按要求填写“生产日报表”。所有热处理记录要妥为保管备查。

8.热处理后的工件要分用户堆放，防止混料，减少不应有的损失。

金属热处理中的缺陷及控制

一、过热现象

我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

1.一般过热

加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

2.断口遗传

有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出，受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。

3.粗大组织的遗传

有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。 　　

二、过烧现象 　　

加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。

三、脱碳和氧化 　　

钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。 　　

为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）。 　　

四、氢脆现象 　　

高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。

当然，实际工作中有人利用此现象来为人服务（如合金的粉碎处理等）。