• 鋼的表面淬火
有些零件在工件時(shí)在受扭轉(zhuǎn)和彎曲等交變負(fù)荷、沖擊負(fù)荷的作用下，它的表面層承受著比心部更高的應(yīng)力。在受摩擦的場(chǎng)合，表面層還不斷地被磨損，因此對(duì)一些零件表面層提出高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性和高疲勞極限等要求，只有表面強(qiáng)化才能滿足上述要求。由于表面淬火具有變形小、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。
根據(jù)供熱方式不同，表面淬火主要有感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火等。
• 感應(yīng)加熱表面淬火
感應(yīng)加熱就是利用電磁感應(yīng)在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流而將工件進(jìn)行加熱。感應(yīng)加熱表面淬火與普通淬火比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.熱源在工件表層，加熱速度快，熱效率高
2.工件因不是整體加熱，變形小
3.工件加熱時(shí)間短，表面氧化脫碳量少
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度以及耐磨性等均有很大提高。有利于發(fā)揮材料地潛力，節(jié)約材料消耗，提高零件使用壽命
5.設(shè)備緊湊，使用方便，勞動(dòng)條件好
6.便于機(jī)械化和自動(dòng)化
7.不僅用在表面淬火還可用在穿透加熱與化學(xué)熱處理等。
• 感應(yīng)加熱的基本原理
將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器中通過交變電流時(shí)，在感應(yīng)器周圍產(chǎn)生與電流頻率相同的交變磁場(chǎng)，在工件中相應(yīng)地產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在工件表面形成感應(yīng)電流，即渦流。這種渦流在工件的電阻的作用下，電能轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度達(dá)到淬火加熱溫度，可實(shí)現(xiàn)表面淬火。
• 感應(yīng)表面淬火后的性能
1.表面硬度：經(jīng)高、中頻感應(yīng)加熱表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 個(gè)單位（HRC）。
2.耐磨性：高頻淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。這主要是由于淬硬層馬氏體晶粒細(xì)小，碳化物彌散度高，以及硬度比較高，表面的高的壓應(yīng)力等綜合的結(jié)果。
3.疲勞強(qiáng)度：高、中頻表面淬火使疲勞強(qiáng)度大為提高，缺口敏感性下降。對(duì)同樣材料的工件，硬化層深度在一定范圍內(nèi)，隨硬化層深度增加而疲勞強(qiáng)度增加，但硬化層深度過深時(shí)表層是壓應(yīng)力，因而硬化層深度增打疲勞強(qiáng)度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化層深δ＝（10～20）％D。較為合適，其中D。為工件的有效直徑。
◆ 退火工藝
退火是將金屬和合金加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火后組織亞共析鋼是鐵素體加片狀珠光體；共析鋼或過共析鋼則是粒狀珠光體。總之退火組織是接近平衡狀態(tài)的組織。
• 退火的目的
①降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。
②細(xì)化晶粒，消除因鑄、鍛、焊引起的組織缺陷，均勻鋼的組織和成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鹘M織準(zhǔn)備。
③消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。
• 退火工藝的種類
①均勻化退火（擴(kuò)散退火)
均勻化退火是為了減少金屬鑄錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分的偏析和組織的不均勻性，將其加熱到高溫，長(zhǎng)時(shí)間保持，然后進(jìn)行緩慢冷卻，以化學(xué)成分和組織均勻化為目的的退火工藝。
均勻化退火的加熱溫度一般為Ac3+（150～200℃），即1050～1150℃，保溫時(shí)間一般為10～15h，以保證擴(kuò)散充分進(jìn)行，大道消除或減少成分或組織不均勻的目的。由于擴(kuò)散退火的加熱溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，晶粒粗大，為此，擴(kuò)散退火后再進(jìn)行完全退火或正火，使組織重新細(xì)化。
②完全退火
完全退火又稱為重結(jié)晶退火，是將鐵碳合金完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的退火工藝。
完全退火主要用于亞共析鋼，一般是中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件、鑄件及熱軋型材，有時(shí)也用于它們的焊接構(gòu)件。完全退火不適用于過共析鋼，因?yàn)檫^共析鋼完全退火需加熱到Acm以上，在緩慢冷卻時(shí)，滲碳體會(huì)沿奧氏體晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，導(dǎo)致材料脆性增大，給最終熱處理留下隱患。
完全退火的加熱溫度碳鋼一般為Ac3+（30～50℃）；合金鋼為Ac3+（500～70℃）；保溫時(shí)間則要依據(jù)鋼材的種類、工件的尺寸、裝爐量、所選用的設(shè)備型號(hào)等多種因素確定。為了保證過冷奧氏體完全進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變，完全退火的冷卻必須是緩慢的，隨爐冷卻到500℃左右出爐空冷。
③不完全退火
不完全退火是將鐵碳合金加熱到Ac1～Ac3之間溫度，達(dá)到不完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻的退火工藝。
不完全退火主要適用于中、高碳鋼和低合金鋼鍛軋件等，其目的是細(xì)化組織和降低硬度，加熱溫度為Ac1+(40～60)℃，保溫后緩慢冷卻。
④等溫退火
等溫退火是將鋼件或毛坯件加熱到高于Ac3（或Ac1）溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快地冷卻到珠光體溫度區(qū)間地某一溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。
等溫退火工藝應(yīng)用于中碳合金鋼和低合金鋼，其目的是細(xì)化組織和降低硬度。亞共析鋼加熱溫度為Ac3+(30～50)℃，過共析鋼加熱溫度為Ac3+(20～40)℃，保持一定時(shí)間，隨爐冷至稍低于Ar3溫度進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，然后出爐空冷。等溫退火組織與硬度比完全退火更為均勻。