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熱處理的作用是改善材料的力學性能，消除殘余應力，提高金屬的可加工性。根據(jù)熱處理目的的不同，熱處理過程可分為制備熱處理和最終熱處理兩大類。
預備熱處理
準備熱處理的目的是提高可加工性，消除內應力，為最終熱處理準備金相組織。熱處理工藝包括退火、正火、時效、淬火和回火。
（1）退火和正火
退火和正火用于熱加工毛坯。為了降低含碳量大于0.5%的碳鋼和合金鋼的硬度，通常采用退火處理；對于碳含量小于0.5%的碳鋼和合金鋼，為了避免在低硬度切削時粘刀，采用正火處理。退火正火可以細化晶粒，組織均勻，可用于后續(xù)熱處理。退火和正火通常安排在毛坯制造之后和粗加工之前。
（2）時效處理
時效處理主要用于消除毛坯制造和加工過程中的內應力。為避免運輸工作量過大，對于精度一般的零件，可在精加工前安排一次時效處理。但是，對精度要求高的零件應進行兩次或多次處理。簡單零件一般不進行老化處理。
除鑄件外，對于一些剛度較差的精密零件，為了消除加工過程中產生的內應力，穩(wěn)定零件的加工精度，在粗加工和半精加工之間經常安排多次時效處理。矯直后，部分軸類零件應進行時效處理。
（3）調質
調質是指淬火后的高溫回火處理。為減少表面淬火和滲氮處理過程中的變形而制備的均勻、細化的索氏體組織。因此，淬火和回火也可以作為準備熱處理。由于調質后的零件綜合力學性能較好，一些硬度和耐磨性較低的零件也可作為最終熱處理工藝。
最終熱處理
最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等機械性能。
（1）淬火
淬火包括表面淬火和整體淬火。其中，表面淬火因變形少、氧化少、脫碳少而得到廣泛應用。此外，表面淬火還具有外部強度高、耐磨性好、內部韌性好、抗沖擊性強等優(yōu)點。為了提高表面淬火零件的機械性能，通常采用淬火回火或正火等熱處理方法。一般工藝路線為：下料-鍛造-正火（退火）、粗加工-淬火-回火-半精整-表面淬火-精整。
（2）滲碳淬火
滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼。首先，零件表層的碳含量增加。淬火后表層硬度高，而芯部仍保持一定強度和高韌塑性。滲碳分為整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時，非滲碳部位應采取防滲措施（鍍銅或防滲材料）。由于滲碳淬火變形大，滲碳深度一般在0.5～2mm之間，滲碳工藝一般安排在半精加工和精加工之間。
其工藝路線一般為：下料-鍛造-正火-粗、半精-滲碳-淬火-精整。
當局部滲碳件的非滲碳部分采用增加余量后切除多余滲碳層的工藝方案時，應在滲碳后淬火前安排好切割超滲碳層的工藝。
（3）滲氮處理
滲氮是將氮原子滲透到金屬表面以獲得一層含氮化合物的過程。滲氮層能提高零件的硬度、耐磨性、疲勞強度和耐腐蝕性。由于滲氮溫度低、變形小、滲氮層薄（一般不大于0.6～0.7mm），滲氮工藝應盡量往后排。為了減少滲氮過程中的變形，切削后一般需要高溫回火消除應力。
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