熱處理工藝--正火

正火的名詞解釋

正火，又稱常化，是將工件加熱至727到912攝氏度之間以上40~60min，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化，去除材料的內應力。

正火，又稱常化，是將工件加熱至Ac3(Ac是指加熱時自由鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度，一般是從727℃到912℃之間)或Acm(Acm是實際加熱中過共析鋼*奧氏體化的臨界溫度線 )以上30~50℃，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化。正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細一些，其機械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設備，生產率較高，因此生產中盡可能采用正火來代替退火。對于形狀復雜的重要鍛件，在正火后還需進行高溫回火（550-650℃）高溫回火的目的在于消除正火冷卻時產生的應力，提高韌性和塑性。

正火的主要應用范圍有：

①用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預處理。

②用于中碳鋼，可代替調質處理(淬火+高溫回火）作為最后熱處理，也可作為用感應加熱方法進行表面淬火前的預備處理。

③用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織。

④用于鑄鋼件，可以細化鑄態組織，改善切削加工性能。

⑤用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時較大的開裂傾向。

⑥用于球墨鑄鐵，使硬度、強度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要零件。

⑦過共析鋼球化退火前進行一次正火，可消除網狀二次滲碳體，以保證球化退火時滲碳體全部球粒化。

正火后的組織：亞共析鋼為F+S，共析鋼為S，過共析鋼為S+二次滲碳體，且為不連續。

正火主要用于鋼鐵工件。一般鋼鐵正火與退火相似，但冷卻速度稍大，組織較細。有些臨界冷卻速度（見淬火）很小的鋼，在空氣中冷卻就可以使奧氏體轉變為馬氏體，這種處理不屬于正火性質，而稱為空冷淬火。與此相反，一些用臨界冷卻速度較大的鋼制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到馬氏體，淬火的效果接近正火。鋼正火后的硬度比退火高。正火時不必像退火那樣使工件隨爐冷卻，占用爐子時間短，生產效率高，所以在生產中一般盡可能用正火代替退火。對于含碳量低于0.25%的低碳鋼，正火后達到的硬度適中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火為切削加工作準備。對含碳量為0.25～0.5%的中碳鋼，正火后也可以滿足切削加工的要求。對于用這類鋼制作的輕載荷零件，正火還可以作為最終熱處理。高碳工具鋼和軸承鋼正火是為了消除組織中的網狀碳化物，為球化退火作組織準備。

普通結構零件的最終熱處理 ，由于正火后工件比退火狀態具有更好的綜合力學性能，對于一些受力不大、性能要求不高的普通結構零件可將正火作為最終熱處理，以減少工序、節約能源、提高生產效率。此外，對某些大型的或形狀較復雜的零件，當淬火有開裂的危險時，正火往往可以代替淬火、回火處理，作為最終熱處理。

正火的目的

（1）去除材料的內應力

（2）增加材料的硬度

這樣是為了接下來的加工做準備。和退火差不多的作用，只是為了提高效率，降低成本。

鋼的熱處理種類分為整體熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火，正火、淬火和回火；表面熱處理可分為表面淬火與化學熱處理兩類。

正火是將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態的組織。

正火與退火工藝相比，其主要區別是正火的冷卻速度稍快，所以正火熱處理的生產周期短。故退火與正火同樣能達到零件性能要求時，盡可能選用正火。大部分中、低碳鋼的坯料一般都采用正火熱處理。一般合金鋼坯料常采用退火，若用正火，由于冷卻速度較快，使其正火后硬度較高，不利于切削加工。