热处理资料

二、 不同结晶物对材料性能的影响

三、元素碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼、氮对材料性能的影响。 四、热处理几种方式，相应热处理工艺及之间的区别。 五、热处理后对工件尺寸、性能的影响。 六、热处理后的检测方法（硬度、性能试验）。 七、材料切削性与材料性能的关系。 八、铸件和锻件的热处理区别。 九、如何看热处理曲线图.

一、 铁碳相图

二、 不同结晶物对材料性能的影响

1、 铁素体：性能特点是强度和硬度低，塑性和韧性好。

2、 渗碳体：强度和硬度高，塑性和韧性低，在钢中不同数量、形态、大小、分布对钢的性

能产生极大的影响。常与铁素体构成机械混合物，随着热处理方法的不同，可呈片状和粒状甚至网状。

热处理的目的之一是改变渗碳体的形状、大小和分布。 3、奥氏体：其强度和硬度比铁素体高，塑性比铁素体好。

4、马氏体：具有高的硬度和强度。马氏体的高硬度取决于马氏体本身含碳量的多少，随着含碳量的增加马氏体的硬度迅速升高。 片状马氏体因其含碳量高，晶格严重畸变，加之其中存在大量的微裂纹，所以塑性和韧性都很差，条状马氏体不存在这些因素，因而具有良好的塑性和韧性。

5、贝氏体：贝氏体介于珠光体和马氏体之间的组织，所以贝氏体的硬度和强度高于珠光体而低于马氏体，塑性和韧性则低于珠光体而高于马氏体。下贝氏体除具有接近于马氏体的硬度外，还有良好的塑性和韧性。

回完火后，马氏体机械性能最好，贝氏体略差，珠光体最差。

6、石墨：石墨若与基体相比，其强度和塑性都要小的多，故分布于金属基体中的石墨，可视为空洞。石墨减小工件的有效承载面积，石墨的尖端容易使铸铁件在承受载荷时产生应力集中，促使铸铁件材料从局部损坏并迅速扩大，形成脆性断裂。因此，铸铁的抗拉强度，塑性和韧性要比碳钢低，一般来说，石墨的数量越少，形状越接近球形，则铸铁的强度和塑性、韧性越高。石墨的大小、数量、形状和分布对钢的性能影响比较大，在球墨铸铁件中石墨的球化率影响铸铁的性能。由于石墨的存在，使得铸铁件具有钢所不具备的许多优良的性能：良好的耐磨性、高的减震性、低的缺口敏感性和优良的切削加工性。还有良好的铸造性能。 7、磷共晶：磷在奥氏体和铁素体中的固溶度很小，且随着铸铁中碳含量的增加和温度的降低而减小。在纯铁中磷的固溶度为1.2%，在3.5%C的铸铁中为0.3%，超过此溶解度便形成化合物Fe3P。实际上铸铁中磷含量达到0.12%时，就会出现Fe3P，它常以共晶的形式分布于铸铁组织的晶界上。由于磷的区域偏析倾向大，在铸铁结晶过程中富集于尚未凝固的液相中。

铸铁中常见的磷共晶形态有F+Fe3P二元磷共晶、F+Fe3P+Fe3C三元磷共晶、磷共晶-碳化物复合物。磷共晶的性质硬而脆，在铸铁组织中少量磷共晶呈孤立、细小、均匀分布时，可以提高铸铁件的耐磨性；反之，如果它呈粗大连续网状分布时，将降低强度，提高铸铁的脆性，并且由于过分硬脆而易于剥落，反而加速磨损以及造成被切削加工的困难。故除耐磨铸铁的磷含量可达0.5~1.0%外，通常高强度铸铁的磷含量都应控制在0.12%以下。 三、元素碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼、氮对材料性能的影响。

（一）对钢的影响

1、碳C：碳是决定钢的工艺参数和钢的机械性能的主要元素。

碳增强强度、硬度和耐磨性，降低塑性和韧性，增加脆断倾向而且偏析较大。含碳更低的钢有利于焊接。对于一些耐磨零件，可以适当提高碳含量。也可以采用低合金钢渗碳。 碳也可以看做是特殊的合金元素。 2 、硅、锰（＜1%）、铬、镍、钼的影响： （1）对马氏体的影响：

硅、锰、铬、镍、钼含量一定时对提高马氏体塑料有特别良好的作用。合金元素基本上不影响马氏体的硬度，对强度的影响也不大，对马氏体的主要作用是明显提高马氏体的塑性。

一些研究证实在碳钢中马氏体中碳的分布是不均匀的，会引起应力的不均匀分布，从而

降低塑性。加入合金元素以后可以使马氏体中碳的分布均匀化，因此塑性大为改善，增加钢的真实断裂强度。但是硅、锰、铬只有在含量不超过一定极限（1~2%）时才增加马氏体塑性，超过这一极限后将降低马氏体的均匀性，使塑性和断裂强度降低。 （2）低温回火（＜300）的影响。

低温回火时，合金元素可能延缓马氏体中碳的析出，同时析出碳化物的数量也减少了，因此回火马氏体的硬度和强度主要取决于含碳量，合金元素的影响较小，合金元素在低温回火时的主要作用是提高塑性。

镍和钼增加时，塑性不断提高，其它元素在增加到一定值以前也提高塑性，但超过此限度后将使塑性下降。

采用复杂合金化比用单一元素合金化能有良好的效果。 （3）高温回火的影响

合金元素对高温回火钢机械性能的影响与低温回火钢不同。合金元素降低高温回火钢的塑性，只有镍的影响很小。合金元素都能提高高温回火钢的硬度和强度，形成碳化物合金元素，尤其当它们生成特殊碳化物时，由于得到高度分散的碳化物质点，并且阻碍碳化物的聚集，因此能有效地提高强度，特别是屈服强度。

镍略减少渗碳体的分散度，其强化作用是由于强化铁素体的缘故。 铬提高强度的原因是既能增加碳化物的分散度，又能强化铁素体。 硅溶于铁素体起强化作用，同时又阻碍碳的扩散，使碳化物不易聚集。

合金结构钢在高温回火时，硬度和强度将比低温回火时降低，但降低的程度比碳钢要少得多，而韧性和塑性得到提高。

不同合金结构钢的塑性，特别是韧性有较大的差异，这是由于合金元素能提高回火稳定性，在得到相同的强度时，允许回火至更高的温度，因此可以比碳钢得到更好的塑性和韧性。

（4）对回火脆性的影响

A：对第一类回火脆性产生的温度有影响。 250~400℃

B：对第二类回火脆性的影响：400~650℃

Mn、Cr、MnCr、CrNi、CrNiMo等钢中磷含量的增加都强烈地增加回火脆性。这是磷和其它合金元素的共同作用，多元合金化的共同作用。

Si、Al、Cu单一的合金元素不会引起回火脆性，但当它们加入到铬钢、铬镍钢及铬锰钢中会加剧回火脆性。

硫对回火脆性无明显影响。

合金钢中微量碳存在是产生回火脆性的必要条件，大于0.003%碳以上才有可能产生回火脆性。

只有碳和磷很纯的钢不显示回火脆性。 3、 硫的影响

硫是有害元素，形成MnS非金属夹杂，削弱了锰的有益作用，改善了切削加工性，产生热脆性。FeS、NiS具有低熔点或能生成低熔点共晶物而且沿晶界连续分布时，引起红脆性，也叫热脆。 4、 磷的影响

提高钢的强度和硬度，降低其塑性和韧性，特别是降低在低温的冲击韧性，提高钢的冷脆临界温度。提高钢的耐蚀性。促进成分偏析，和合金元素起作用，促进回火脆性的产生。 5、 氮的影响

氮化物具有高熔点、高硬度和脆性。也可以生成碳氮化物，在钢中形成稳定的氮化物，几乎不溶于基体，可看成夹杂物，在高合金钢中还会生成三元的复杂氮化物。氮化物若以弥散状态分布时，可以提高钢的强度。氮析出时，可能导致低碳钢变脆。加铝脱氮，把氮固定在氮化铝中，能消除脆性。钢中含氮高时易形成气泡和疏松。

（二）对球墨铸铁的影响：

铸铁的主要成分为C、Si、Mn、P、S

碳、硅：碳低不利于石墨化；碳高造成石墨漂浮。 硅高获得高塑性和韧性的铁素体球墨铸铁。过高导致铸件脆性增大，加剧石墨漂浮。

锰：锰在球墨铸铁中存在着严重偏析倾向，常富集在共晶团晶界上，严重时还会形成碳化物，使球墨铸铁的塑性和韧性降低。

磷：磷含量过高时形成硬而脆的三元磷共晶，沿晶界析出，使球墨铸铁的塑性和韧性急剧降低。此外，磷还有促进铸件缩孔、缩松的倾向。因此，磷被认为是球墨铸铁中的有害元素。

硫：硫是有害元素，强烈地破坏石墨的球化。

四、 热处理的几种方式，相应热处理工艺及之间区别。

热处理工艺是根据铁碳平衡图制定热处理过程的加热保温冷却参数。热处理工艺很多，根据加热、冷却以及获得的组织和性能的不同，热处理可分为一般热处理（退火、正火、淬火、回火）、表面热处理（表面淬火和化学热处理）、特殊热处理（形变热处理和特殊热处理）；根据热处理在工件加工工艺流程中的位置和作用，可分为预备热处理和最终热处理。

1、 退火：

将钢材或钢件加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接**衡组织的热处理工艺。

退火可分为：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火等。

完全退火：用来改善亚共析成分的碳素钢或合金钢铸、锻、焊、轧制件组织，使晶粒细化或使其软化以提高塑性和切削加工性的最普通的热处理方法。完全退火简称退火。

等温退火：中碳合金钢的大型锻件及冲压件、高速钢和模具钢工件等的完全退火需要很长时间的炉冷才能完成珠光体转变，而采用等温退火则可在比较短的时间内完成。这是因为等温退火选择在过冷奥氏体等温转变曲线“鼻子”稍上温度作为作为等温温度，在这个温度下珠光体转变所需要的时间最短，退火后组织和性能比较均匀一致，所以生产中合金钢的退火几乎完全用等温退火代替完全退火。

球化退火：为了提高钢的切削加工性和塑性加工性，增加淬火后的韧性和防止开裂，常用球化退火工艺把钢的片状珠光体组织变为粒状珠光体。这种工艺主要用于共析和过共析刃具钢、模具钢和轴承钢的锻轧件。随着少无切削加工的发展，如冷挤压、冷镦技术的应用，对一些低、中碳钢也要求具有粒状珠光体，以便硬度降低，塑性提高。

有循环加热球化退火、等温球化退火、普通球化退火。

去应力退火：消除铸钢件、锻轧件和焊接件因温度不均所造成的残余应力，以及机加工零件因受切削力的作用所造成的残余应力的退火工艺。

承受残余应力作用的钢的晶体，通常加热到450以上，其原子因获得足够的能量会发生重新排列，使晶体恢复到无晶格畸变的状态，这个现象叫再结晶。

所以残余应力大约在加热到450时便开始消失。 工艺是——，也称低温退火。 扩散退火：钢锭和铸钢在铸造凝固过程中会产生成分偏析，造成钢锭内化学成分不均匀，为消除偏析，使化学成分均匀和改善树枝晶等铸造组织，要在1000~1300左右的高温下加热

必要时间，缓慢冷却。也叫均匀化退火。

扩散退火的加热温度高，保温时间长，会引起晶粒粗大，所以随后要进行正常的退火和正火。

另外，还有不完全退火和预防白点退火。

2、正火： 将钢加热到临界点以上适当温度，保温一定时间后在空气中冷却，获得珠光体组织的热处理工艺。

正火和退火一样，是为工件的冷热加工服务的热处理方法，如降低硬度，细化组织，改善切削加工性，去除残余应力以及作为其它热处理如淬火前的预备热处理。

正火的目的改善钢材和工件的组织，如消除网状碳化物，细化铸件和锻件组织，为淬火做好组织准备，代替低、中碳钢和低合金钢的完全退火，作为某些碳钢和低合金钢工件的最终热处理，使其具有一定的综合机械性能。

温度太高或保温时间过长，晶粒将重新粗化，必须注意。

正火的冷却方式，可以在静止的空气中冷却，也可以吹风冷却，或雾冷。 3、 淬火和回火

淬火：将钢加热到一定温度，保持一定时间，以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。

回火：把经过淬火的钢加热到Ac1以下适当的温度保持一定时间，然后以符合要求的方法冷却，使工件的强度和韧性达到恰当配合的热处理工艺。

淬火目的：使零件具有高硬度和高耐磨性，提高零件的综合机械性能，为得到一些特殊的性能。

回火的目的：

铸钢件正火后消除内应力。

去除淬火后引起的内应力及脆性，为了使零件在高硬度情况下，在工作时不致断裂可进行低温回火处理。

为了改善冲击性能和提高疲劳弹性极限可进行中温回火处理。 经渗碳后的零件，为去除其表面应力使其不易在使用过程中剥落，可进行低温回火处理。 为稳定钢的组织性能和尺寸精度，在淬火回火后或机加工后、矫直以后进行时效处理。 1、回火种类和主要用途：按回火温度范围不同，可将回火处理分为低温、中温、高温回火。

低温回火：温度低于250，主要用于各种刃具、量具、滚动轴承、冷变形模具、渗碳件和高频感应淬火件等。

中温回火：温度300-500，主要用于各种弹簧、某些模具以及要求具有高强度的轴、轴套和刀杆等。

高温回火：温度500-AcI，主要用于汽车、拖拉机、机床上的各种重要构件。还常作为氮化、高频淬火等表面强化件以及某些精密零件如丝杆、量具、模具的预备热处理。

回火是最后工序，回火进行得好坏，将直接影响到工件的质量和使用寿命，故必须按照工件要求正确选择回火温度和时间。

生产中常根据工件的硬度要求选择回火温度，然后按具体情况选择回火时间。这是因为硬度检查简单易行，而且在一定范围内硬度与强度又有一定的对于关系。

钢的淬火后硬度越高，按同一回火工艺回火后的硬度也越高，所以回火温度应根据实际淬火硬度加以修正。此外，选择回火温度应尽力避开出现回火脆性的温度区，所以低温回火温度不应超过250°，当需要在450—650回火脆性区回火时，应在回火后进行快冷。 4、 时效：

采用冷处理来稳定工件尺寸，效果虽然好，但需要专门设备，成本也较高。而时效处理也是稳定工件尺寸的一种热处理工艺。这种工艺实际就是低温去应力退火。处理时将工件加热到100~150°做长时间保温，保温时间一般为5~20小时。

时效处理常在油槽中进行，这样，一方面可使工件加热均匀，另一方面又能避免工件氧化。时效和冷处理是从不同角度来提高工件尺寸稳定性。时效的主要目的是消除工件的残余应力，而冷处理的主要目的是减小工件的残余奥氏体量。一般情况下时效处理已能收到明显效果。当对工件尺寸稳定性要求很高时，则必须采用冷处理。 五、 热处理后对工件尺寸、性能的影响： 1、 淬火变形的原因：

不同组织转变引起工件尺寸变化。

不同热处理工艺引起工件尺寸变化。正火和退火钢的长度不发生变化。淬火时淬火效果转变为全部马氏体还是马氏体和珠光体混合组织，尺寸的变化是不一样的。

回火时，由于回火马氏体转变，碳化物析出，残余奥氏体分布，碳化物聚集长大引起尺寸变化，使工件的尺寸有变化。

热应力和组织应力的影响。热应力使平面凸起，棱角变圆，组织应力使平面凹陷，棱角变尖。

2、 热处理淬火介质（冷却速度）的影响

淬火介质的影响:通过影响残余奥氏体的量使零件尺寸发生变化。 通过热应力影响使零件变形。

零件在水淬时的尺寸变化最大，油冷次之，空冷及分级淬火最小。 不同介质，Ms不同，热应力和组织应力不同，变形不同。 3、 淬火温度：

提高淬火温度，零件尺寸和形状变化均增大。

提高碳含量和低合金钢的淬火温度，零件的热应力增大，同时钢的淬透性增大，使组织应力增大，两种因素哪一种起主导作用由具体情况来确定。

高碳中合金钢和高合金钢，随着淬火温度的提高，Ms点明显下降，使残余奥氏体显著增加，从而减小体积效应和变形，有时甚至会发生体积收缩。

过高的淬火温度容易引起翘曲，对于变形要求严格的零件，在保证性能指标的前提下，以采用较低的温度为宜。 4、 典型零件

轴类零件：试样的长度与直径之比值越大，受热应力或组织应力作用后的缩短或伸

长的变化率亦越大。

轴上键槽的变形与零件尺寸、材料及热处理工艺特别是冷却速度关系密切。试验证明水冷的键槽趋向于缩小，油及硝盐冷却的键槽趋向于胀大，这表明在淬火过程中热应力作用超过组织应力。在轴表面形成切向压应力时，键槽收缩。反之，热应力作用小于组织应力，形成切向拉应力，键槽胀大。

套类零件：热应力应使套外径增加，外径减小属于特殊情况。当内径较小时，除了壁厚造成的温差外，内径比表面冷却的慢，也造成内外温差，温差存在对于变形产生复杂的影响。

45#套筒淬火：内、外和高度均增大。内径增大最多，外径、高度次之，不同淬火温度变形的基本规律不变。降低淬火温度可以减少变形量，但效果不显著。

板条状件：形状不对称的工件在淬火冷却过程中，各个部分的冷却速度是不均匀的，一般规律是棱角和薄边部分冷却较快，窄沟槽部分冷却较慢，外表面比内表面冷却快，外表面有凸起的部分比平面部分冷却快。由于各部分冷却不均匀，引起工件的翘曲变形，其最后结果视具体条件的不同而各异。

六、 热处理后的检测方法（硬度、性能试验）

硬度的测定方法有压入法、锉刀法和无损检测三种方法 压入法包括：布式、洛氏、维式硬度检测，锤击式硬度 无损检测方法包括肖式、里式

1、 布式硬度法：用于检验退火、正火、调质处理零件及铸件、锻件和型材的硬度。 选用载荷将钢球压入被检工件表面，保持规定的时间后，卸去载荷，然后测量压痕直径。 载荷和压痕之间遵循一定的规律，F/D2为常数。 适用范围：HBW650以下 注意事项：

被测件或试样表面要求平整光洁。试样厚度至少应为压痕深度的10倍。 被测件应放置正确，使所加载荷的作用力垂直其表面。

压痕中心跟试样边缘的距离应不小于压痕直径的2.5倍，相邻两压痕的中心距离不得小于压痕直径的4倍；

用读数显微镜从相互垂直的两个方向进行，取其算术平均值作为最终测量结果。 布式硬度测定后的压痕直径必须在0.25D~0.6D范围内方为有效。 布式硬度的表示方法：HB…D/F/S

2、洛氏硬度：最常用的测量方法，能直接读出读数，常用有HRA HRB HRC

HRA金刚石压头，总载荷60公斤，范围：HRA60—85，用于硬质合金、碳化物、表面淬火钢、硬化薄钢板。

HRB1/16钢球，总载荷100公斤，范围：10—100，用于铜合金、退火钢、铝合金、可锻铸铁。

HRC金刚石压头，总载荷150公斤，范围：20—67，用于淬火钢等。

3、表面洛氏：用于极薄工件、金属镀层以及化学热处理后的表面硬度。其测定原理和洛氏硬度相同。

N标尺为120°金刚石圆锥压头，分别为HR15N、HR30N、HR45N。T标尺为钢球,分别为HR15T、 HR30T、 HR45T。 表示方法HR FN(T)XX

洛氏硬度测定时注意事项：

试件表面应平整光洁，无氧化皮、油污、裂纹、凹坑及明显加工痕迹。 支撑试件的工作台应保证在加载时力的作用线垂直试件表面。 试件厚度应不小于压入深度的10倍。

压痕距试件边缘的距离HRA 、HRC应不小于2.5，HRB应不小于4，相邻压痕的中心距离应不小于压痕直径的4倍。

保持压头干净、光滑、无油污、无杂物。

4、维式硬度：用于测定小件和薄件的硬度及零件的表面硬度，如脱碳层、氧化层、渗碳层。

用一个顶角为136°的正四棱锥金刚石压头在选定的载荷作用下压入被侧工件表面，按规定保持时间后，卸除载荷，在试件表面上压出一个四方锥形的压痕，测量压痕两对角线的长度。

显微硬度：用于合金中不同相，表面冷作硬化，化学热处理渗层，镀层及金属箔等。 5、锉刀硬度：锉刀硬度法是利用锉刀的齿挫划被检工件表面，根据挫痕大小和深浅判断被检工件表面的硬度。

使用锉刀检验被测件的硬度，需要有丰富经验和熟练操作技能的检验工来操作，操作时用力均匀、平缓，凭手感来掌握姿势。

优点操作简单，工具简陋，不需要设备。

缺点不太准确，因人而异，只能确定硬度范围，不能准确得出硬度值。 成品零件检验硬度时注意事项：

磨加工成品零件必须经退磁处理，如果退磁不彻底，吸附的细微铁屑将影响硬度测量的正确性。

测定硬度时，如果条件不允许，可选用负荷较小的试验方法，以免使零件损伤。 检验方式一般应与热处理后检验方式相同。

6、肖式硬度：探头以一定的高度作用于被测物体上，然后弹起一定的高度，以下落和弹起的高度比表示HS=k h/h0

7、里式硬度：探头以一定的冲击力作用于被测物体上，距试样1mm处，回跳速度与冲击速度之比表示。HL=k v/v0

8、锤击硬度：无法用布式或洛氏硬度计测量的大型工件，可用锤击式布式硬度计。 钢球在一定力的作用下，同时作用于被测物体和标准试件上，已知两个压痕之间的关系，和标准试块的硬度值，求出被测物体的硬度值。已列入表中可查。

应用受到限制，和标准硬度块接近的误差较小，两压痕差得越大误差越大。而且载荷不象硬度计那样每次是固定的，检测人员之间也存在误差。不能做精确测量。 性能试验

在金属材料检验中，机械性能试验具有重要意义。试验不但为制造过程使用的材料提供质量保证，而且为设计计算、选材和工艺评定等提供客观依据。

试验的方法有金属拉伸试验、冲击试验、硬度试验等常用的试验方法。此外还有压缩试验，扭转试验，疲劳试验等。这些试验都有现行国家、行业试验方法标准。

拉伸试验是机械性能试验中最基本的试验方法，是将材料作为标准试样和比例试样，施以轴向静拉力将试样拉伸。一般拉至断裂，测定抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率等力学特性。

2个强度指标：抗拉强度是材料断裂前的最大应力。材料抵抗断裂的能力。 屈服强度塑性变形前的最大应力，材料抵抗塑性变形的能力。是材料失效的一个指标。

2个塑性指标：延伸率和断面收缩率。体现材料塑性变形的一种能力。

冲击试验：冲击试验是一种动态力学试验，一般认为试验材料是韧性的，所以又叫冲击韧性试验。根据试样的形状和断裂的方法，冲击试验可分为拉伸冲击、弯曲冲击和扭转冲击等。按冲击试验的次数可分为一次冲击试验和多次冲击试验。按冲击形态可分为摆锤冲击和落锤冲击等。试样可分为有缺口的和无缺口的两种。我们使用的是工程上广泛采用的一次摆锤弯曲冲击试验。

势能转化为动能，一部分被试块吸收，势能的减少就是冲击消耗能。

冲击试验过程是把一定形状、尺寸和中间带有一定几何形状和深度的缺口试样，两端不加紧而正对缺口处，用具有规定动能和速度的摆锤将其击断。

影响冲击试验结果的因素：试验温度、摆锤的速度和试样的尺寸缺口形状。 七、 材料的切削性与材料性能的关系 在机械制造工业中，切削加工占有最重要的地位，因此要求钢材应具有良好的被切削加工性。被切削加工性常常是合金结构钢选用的重要依据。被切削加工性一般是指允许的切削速度、切削力和表面光洁度。被切削加工性好的钢材应该是足够软的而且同时又是足够脆的，保证切削易于脱落，这样切削过程中所产生的热量可以被铁屑带走，从而提高切削稳定性和增加切削速度。切削速度的提高和切削韧性的降低，除了可以获得高的生产率外，还能保证获得高的表面光洁度。不过被切削加工性是一个比较复杂的概念，同一种材料的被切削加工性还与加工方法有关，在粗加工或精加工时可能不同。

钢的被切削加工性与机械性能、组织和化学成分有关。

机械性能方面，硬度及强度过高，将过量的磨损刀具，降低切削速度，并多耗费动力，即被加工性能不好。但硬度太低，塑性和韧性太高时，切削不易断开，工件和刀具接触处局部变形大，形成所谓“粘刀子”现象，这样容易磨损刀具，工件表面光洁度较差，被加工性也不好。一般硬度在hb200左右时，被切削加工性能良好。但硬度相同时，由于成分和组织不同，被切削加工性能也会有较大的差异。

钢的组织明显低影响被切削加工性。低碳钢，采用高温正火得到粗大的晶粒和魏氏组织，可以改善被切削加工性，此时冲击韧性减低，有利于断屑。中碳钢具有粗大的珠光体和铁素体的混合组织时，被切削加工性较好。而粒状珠光体和铁素体混合组织，韧性较高，不易加工，表面光洁度不好。严重的带状组织，使被切削加工性变劣，会产生“粘刀子”现象，因此在原始组织中不希望有带状组织。对于高碳钢则退火获得粒状珠光体对于切削加工有利，此时可以得到较低的硬度。在高碳钢中碳化物应当均匀分布，碳化物的局部聚集将增加刀具的磨损。

不同元素的影响不相同，含碳量过高过低对被切削加工性能都不利。使正常钢中某些成分变化或附加其它元素，有意识地得到高的被切削加工性能，这样的钢被称为易切削钢。 八、 铸件和锻件的热处理区别 大的锻件生产工艺复杂，生产工艺流程包括冶炼---铸锭---锻造---锻后热处理---粗加工---最后热处理---半精加工---精加工

重要的大截面零件，特别是一些关键性零件，性能要求高，都采用锻件生产。大锻件锻造终了时往往得到粗大而不均匀的再结晶晶粒，这是因为一方面由于锻造时各部分变形不均匀，另一方面需要多次加热锻造。要保证大锻件具有良好的机械性能，获得细小而均匀的晶粒是重要条件，所以大锻件热处理必须注意晶粒的细化和均匀化问题。

热处理：大锻件的截面大，加热和冷却时的内外温差大，热应力和组织应力大，有可能使锻件原有的微裂纹扩大，甚至造成开裂。所以应根据具体情况，正确控制加热和冷却速度，减少残余应力，防止淬裂。由于截面大，排氢困难，要防止白点的产生。

大锻件回火后快冷会产生很大的残余应力，因此大锻件只能采取缓慢的回火冷却速度以减少残余应力。对于大锻件用钢，用加入钼的办法减少回火脆性，但由于热处理时在回火脆性区域停留时间比较长，这种措施的效果是有限的。

锻后热处理的主要目的是防止白点的产生，其次是提高化学成分的均匀性，细化与调整锻件在锻造过程中所形成的粗大与不均匀组织，消除锻造应力、降低硬度，为切削加工和最好热处理做组织准备。对于不进行最后热处理的锻件还要保证技术条件所要求的机械性能。

大锻件的晶粒粗大而且很不均匀，而原始奥氏体晶粒越粗，重结晶后的晶粒也相应的粗大，这将影响最终热处理后钢的组织和性能。调整和细化晶粒的有效措施是多次正火。第一次温度要高些，打破关系，晶粒均匀，第二次温度低些，选用不致引起晶粒显著长大的温度。

铸件：钢锭和铸钢件在铸造凝固过程中会产生成分偏析，造成钢锭内化学元素分布不均匀。为消除偏析，使化学成分均匀和改善树枝晶等铸造组织，要进行扩散退火。因扩散退火加热温度高，会引起晶粒粗大，所以随后要进行正常的退火和正火。