正火（金属热处理工艺）

正火（金属热处理工艺）

正火 （金属热处理工艺） 次浏览 | 2022.04.29 14:56:03 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 正火金属热处理工艺

正火是—种改善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，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。—些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后，材料的综合力学性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。

中文名

正火

英文名

normalizing

领域

金属加工

温度

727℃到912℃之间

别称

常化

基本内容

正火

又称常化，是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。[2]

正火的主要应用范围有：

①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。

②用于中碳钢，可代替调质处理(淬火+高温回火）作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。

③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。

④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。

⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。

⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。

正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。

正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。有些临界冷却速度（见淬火）很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。

普通结构零件的最终热处理 ，由于正火后工件比退火状态具有更好的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普通结构零件可将正火作为最终热处理，以减少工序、节约能源、提高生产效率。此外，对某些大型的或形状较复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，正火往往可以代替淬火、回火处理，作为最终热处理。

目的

（1）去除材料的内应力

（2）降低材料的硬度，提高塑性

这样是为了接下来的加工做准备。和退火差不多的作用，只是为了提高效率，降低成本。

区别

（1）正火的冷却速度较退火快，得到的珠光体组织的片层间距较小，珠光体更为细薄，目的是使钢的组织正常化，所以亦称常化处理。例如，含碳小于0.4%时，可用正火代替完全退火。

（2）正火和完全退火相比，能获得更高的强度和硬度。

（3）正火生产周期较短，设备利用率较高，节约能源，成本较低，因此得到了广泛的应用。

选用

退火与正火属于同一类型热处理。在实际生产中，退火与正火的选择主要从以下三个方面来考虑。

1.从切削加工性考虑

金属的切削加工性能，包括硬度、切屑脆性、加工表面粗糙度及对刀具的磨损等。一般说来，金属的硬度在170-230HBW范围内，切削性能较好。硬度过高，不但难以加工，而且使刀具很快磨损；硬度过低，切削时易造成粘刀及切屑缠绕，降低刀具寿命，且切削表面粗糙。在一般生产中，低，中碳结构钢以正火作为预备热处理较为合适，高碳结构钢（如轴承钢）和工具钢则以退火（球化退火）为好。对于合金钢，由于含有合金元素，钢的硬度有所提高，所以在大多数情况下，中碳以上的合金钢常选用退火。

2.从使用性能考虑

如果对钢件的性能要求不太高，可采用正火作为最终热处理。但如果零件尺寸较大或形状较复杂，正火有可能使零件产生较大的残余力或变形、开裂，这时应选择退火对力学性能要求较高，必频进行淬火+回火最终热处理零件，从减少变形和开裂的倾向性来说、预备热处理应选用退火。

3.从经济上考虑

正火比退火生产周期短，且操作简便。放在可能条件下，特别是在大批量生产时应优先考虑以正火代替退火。

热处理工艺

钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。

正火是将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。

正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。[1]

应用

（1）作为最终热处理：

1）可以细化奥氏体晶粒，使组织均匀化。

2）减少亚共析钢中铁素体的含量，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。

3）对于普通结构钢零件，如含碳0.4%～0.7%时，并且力学性能要求不很高时，可以正火作为最终热处理。

4）为改善一些钢种的板材、管材、带材和型钢的力学性能，可将正火作为最终热处理。

（2）作为预先热处理：

1）截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理（淬火加高温回火）前常进行正火，以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。

2）对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织

准备。

3）对于大型锻件和较大截面的钢材，可先正火而为淬火作好组织准备。

（3）改善切削加工性能：低碳钢或低碳合金钢退火后硬度太低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善其切削加工性能。

（4）改善和细化铸钢件的铸态组织。

（5）对某些大型、重型钢件或形状复杂、截面有急剧变化的钢件，若采用淬火的急冷将发生严重变形或开裂，在保证性能的前提下可用正火代替淬火。

参考资料