一、 实习目的
生产实习是我们材料专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识对以后踏出社会参加工作积累了必要的感性知识，为我们在以后的发展奠定了基础。
二、 实习时间
20##年7月3日星期六-20##年7月9日星期五
三、 实习单位 地点
天津市热处理研究所有限公司(天津市北辰科技园区)
四、 实习内容
I、 天津市热处理研究所有限公司基本情况
天津市热处理研究所有限公司(原天津市热处理研究所),拥有一支具有较高理论水平的和丰富经验工艺技术、质量管理、科研开发及专业技能型合理配置的人力资源队伍。本科以上学历、中级以上职称人员占员工总数的60%以上。公司现在已发展成为集科研、生产、检测、培训为一体的民营科技型企业；是中国热处理行业协会副理事长单位；天津市热处理行业协会理事长企业；天津市热处理学会常务副理事长单位。已形成由热处理工艺试验加工中心、热处理检验检测中心、热处理职业培训实训中心、热处理技术工程中心组成的热处理专业化技术服务平台。
天津市热处理研究所有限公司近50年的发展历程，经历了兴衰起伏，改革变迁。积淀下来的先进工艺技术设备、科研开发成果、人力资源队伍乃至行业公共服务机制都为这个历史深厚而又富于朝气的组织赋予了骄人的行业资质。20##年通过国家高新技术企业认定、20##年认定为天津市北辰区企业技术中心；20##年通过了ISO9001:2000质量体系认证。并与20##年7月通过了ISO9001:2008认证审核。近三年取得了两项发明专利及十项实用型专利。20##年5月被认定为中国热处理行业协会质量监测中心和教育培训基地，天津市青年就业见习基地。
II、 生产实习的主要内容
1. 热处理的定义, 工艺分类及其在机械制造业中的地位和作用
2. 退火、正火、淬火的定义、种类及目的、工艺过程、采用的设备、组织和性能
3. 回火的定义及目的，三种不同回火工艺的组织、性能和应用
4. 各种加热设备的结构、名称及用途
5. 钢的化学热处理分类，不同种类的化学热处理的工艺过程及所用的设备及学热处理后成分组织和性能的主变化
6. 钢的感应加热表面淬火的工艺过程，所使用的设备和仪器的使用方法
7. 检测热处理零件质量的常任设备和仪器的使用方法
8. 热处理车间的厂房结构，车间设备的平面布置
III、组织纪律和注意事项
1. 自学遵守厂规及厂里的作息时间，不迟到，不早退，不无故旷工，要在指定的工序实习不准到与实习无关的车间或工序，在实习地段不要打闹，玩耍，在公共场所要自觉遵守公共秩序，维护社会公德。
2. 整个实习期间，对安全问题一定要给予高度重视，要听从实习单位的安排，不懂不要装懂，不该动手的地方千万不要动手。
3. 实习期间，要求同学们都要穿工作服，不能穿凉鞋、拖鞋。女同学不能穿裙子，高跟鞋，男同学不能穿短裤。
IV、 热处理基本知识及生产实际中具体应用情况
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异，但一般都是加热到某特性转变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致， 使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，或者是使前道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性 ；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢 ；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下
a、 整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；
b、 表面热处理：包括表面淬火、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等；
c、 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。 热处理的三阶段：加热、保温、冷却 。
1. 钢在加热时的转变
加热的目的：使钢奥氏体化
（1）. 奥氏体（A）的形成
奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A在铁素体和渗碳体的相界面上形成。有两个有利条件① 此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
（2）. 奥氏体晶粒的长大
奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1～10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。 影响 A晶粒粗大因素：
1) 加热温度越高，保温时间愈长，奥氏体晶粒越粗大。因此，合理选择加热和保温时间。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。（930～950℃以下加热，晶粒长大的倾向小，便于热处理） 。
2) A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。
2. 钢在冷却时的转变
生产中采用的冷却方式有：等温冷却和连续冷却 。
（1）. 过冷奥氏体的等温转变
A在相变点A1以上是稳定相，冷却至A1 以下就成了不稳定相。
1) 共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能
转变曲线的建立：
(a) 高温珠光体型转变： A1～550℃
a) 珠光体（P）A1～650℃ 粗层状 约0.3μm<25HRC
b) 索氏体（S）650～600℃ 细层状 0.1～0.3μm ，25～35HRC
c) 屈氏体（T）600～550℃ 极细层状约0.1 μm，35～40HRC
(b) 中温贝氏体型转变：550℃～Ms
a) 上贝氏体（B上） 550～350 ℃ 羽毛状 40～45HRC脆性大，无使用价值
b) 下贝氏体（B下） 350~Ms黑色针状 45～55HRC韧性好，综合力学性能好
c) 低温马氏体型转变：M s～M f 当A被迅速过冷至M s以下时，则发生马氏体（M）转变，主要形态是板条状和片状。（当 W c＜0.2％时，呈板条状，当 Wc＞1.0％呈针片状，当 Wc ＝0.2％～1.0％时，呈针片状和板条状的混合物）
（1）. 过冷奥氏体的连续冷却转变
1) 共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能
(a) 随炉冷P 170～220HBS（700～650℃）
(b) 空冷S 25～35HRC （650～600℃）
2) 马氏体转变
当冷速 >马氏体临界冷却速度V K 时，奥氏体发生M转变，即碳溶于α—Fe 中的过饱和固溶体，称为 M（马氏体）。
(a) 转变特点： M 转变是在一定温度范围内进行（Ms ～Mf）,M 转变是在一个非扩散型转变(碳、铁原子不能扩散） ,M 转变速度极快 （大于V k ） ,M 转变具有不完全性（少量的残A）,M转变只有α－Fe、γ－Fe的晶格转变 。
(b) M的组织形态 Wc（％） M形态 σb/Mpa σs/MPa δ(%) Ak/J HRC 0.1-0.25 板条状 1020－1530 820－1330 9－17 60－180 30－50 0.77 片状 2350 2040 1 10 66
(c) M的力学性能
a) M的强度与硬度随C的上升M的硬度、强度上升。
b) M的塑性与韧性：低碳板条状M良好；板条状M 具有较高的强度、硬度和较好塑性和韧性相配合的综合力学性能；针片状 M 比板条 M具有更高硬度，但脆性较大，塑、韧性较差。
3. 钢的退火
（1）. 概念：将钢件加热到适当温度 (Ac1以上或以下)，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
（2）. 目的：
1) 降低硬度，提高塑性；
2) 细化晶粒，消除组织缺陷 ；
3) 消除内应力；
4) 为淬火作好组织准备。
（3）. 类型：根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火、均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。
1) 完全退火：
(a) 概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％～0.6％）加热到AC3 +（30～50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
(b) 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。
(c) 工艺：完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部看到均匀化的奥氏体，达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至 600℃左右即可出炉空冷。
(d) 适用范围：中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、锻、轧制件等。
2) 球化退火
(a) 概念：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。
(b) 工艺：一般球化退火工艺Ac1+(10～20)℃随炉冷至500～600℃空冷。
(c) 目的：降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。
(d) 适用范围：主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。
3) 均匀化退火（扩散退火）
(a) 工艺：把合金钢铸锭或铸件加热到 Ac3 以上150～100℃，保温10～15h后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。
(b) 目的：消除结晶过程中的枝晶偏析，使成分均匀化。由于加热温度高、时间长，会引起奥氏体晶粒严重粗化，因此一般还需要进行一次完全退火或正火，以细化晶粒、消除过热缺陷。
(c) 适用范围：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。
(d) 注意：高温扩散退火生产周期长，消耗能量大，工件氧化、脱碳严重，成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件，因其偏析程度较轻，可采用完全退火来细化晶粒，消除铸造应力。
4) 去应力退火
(a) 概念：为去除由于塑性变形加工、焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。
(b) 工艺：将工件缓慢加热到 Ac1以下100～200℃（500～600℃）保温一定时间（1～3h）后随炉缓冷至200℃，再出炉冷却。
钢的一般在 500～600℃；铸铁一般在 500～550℃超过550℃容易造成珠光体的石墨化； 焊接件一般为 500～600℃。
(c) 适用范围：消除铸、锻、焊件，冷冲压件以及机加工工件中的残余应力，以稳定钢件的尺寸，减少变形，防止开裂。
4. 钢的正火
（1）. 概念：将钢件加热到Ac3(或Accm)以上30～50℃，保温适当时间后；在静止空气中冷却的热处理工艺称为正火。
（2）. 目的：细化晶粒，均匀组织，调整硬度等。
（3）. 组织：共析钢P、亚共析钢F+P、过共析钢Fe3CⅡ＋P
（4）. 工艺：正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。
（5）. 应用范围：
1) 改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25％的碳素钢和低合金钢，退火后硬度较低，切削加工时易于“粘刀”，通过正火处理，可以减少自由铁素体，获得细片状P，使硬度提高，改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。
2) 消除热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。
3) 消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以消除网状碳化物。
4) 提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的最终热处理。
5. 钢的淬火
（1）. 定义：将钢件加热到 Ac3 或Ac1以上某一温度，保持一定时间。然后以适当速度冷却获得 M或B组织的热处理工艺。
（2）. 目的：显著提高钢的强度和硬度。
（3）. 淬火温度的选择
1) 钢的淬火加热温度由Fe－Fe3C相图来确定，其目的是为了：
(a) 淬火后得到全部细小的M；
(b) 淬火后希望硬度高。
2) 不同种类碳钢选择温度
(a) 亚共析钢Ac3 +(30～50)℃,可获得细小的均匀的M，如温度过高则有晶粒粗化现象，淬火后获得粗大的M，使钢的脆性增大；如温度过低则淬火后M+F，有铁素体出现，淬火硬度不足。
(b) 共析钢与过共析钢Ac1 +(30～50)℃，由于有高硬度的渗碳体和M存在，能保证得到高的硬度和耐磨性。如果加热温度超过Accm 将会使碳化物全部溶入A中，使A中的含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，降低钢的硬度和耐磨性；淬火温度过高，奥氏体晶粒粗化、含碳量又高，淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体，使钢的脆性增大。
3) 合金钢
(a) 对含有阻碍奥氏体晶粒长大的强碳化物形成元素（如Ti、Nb等），淬火温度可以高一些，以加速其碳化物的溶解，获得较好的淬火效果 。
(b) 对含有促进奥氏体晶粒长大的元素（如Mn等），淬火加热温度应低一些，以防止晶粒粗大。
理想冷却速度： 650℃以上应当慢冷，以尽量降低淬火热应力。650～400℃之间应当快速冷却，以通过过冷奥氏体最不稳定的区域，避免发生珠光体或贝氏体转变。 400以下至Ms点附近应当缓以尽量减小马氏体转变时产生的组织应力。具有这种冷却特性的冷却介质可以保证在获得M组织条件下减少淬火应力、避免工件产生变形或开裂。
（4）. 淬火介质
淬火介质：钢从奥氏体状态冷至 Ms点以下所用的冷却介质。常用的有三种：
水：650～400℃范围内冷却速度较小，不超过200℃/s ，但在需要慢冷的马氏体转变温度区，其冷却速度又太大，在340℃最大冷却速度高达775℃/s ，很容易引起工件变形和开裂。此外，水温对水的冷却特性影响很大，水温升高，高温区的冷却速度显著下降，而低温区的冷却速度仍然很高。因此淬火时水温不应超过 30℃，加强水循环和工件的搅动可以加速工件在高温区的冷却速度。 水虽不是理想淬火介质，但却适用于尺寸不大、形状简单的碳钢工件淬火。
油：在650～550℃内冷却较慢，不适用于碳钢，300～200℃范围内冷很慢，有利于淬火工件的组织应力，减少工件变形和开裂倾向。与水相反，提高油温可以降低粘度，增加流动性，故可以提高高温区的冷却能力。但是油温过高易着火，一般应控制在60～80℃。适用于对过冷奥氏体比较稳定的合金钢。
水与油作为淬火介质各有优缺点，但均不是属于理想的冷却介质。水的冷却能力很大，但冷却特性不好；油冷却特性较好，但其冷却能力又低。由于水是价廉、容易获得、性能稳定的淬火介质，因此目前世界各国都在发展有机水溶液作为淬火介质。美国应用浓度为 15％聚乙烯醇、0.4％抗粘附剂、0.1％防泡剂的淬火介质，以及国内使用比较广泛的新型淬火介质有过饱和硝盐水溶液等。它们的共同特点是冷却能力介于水、油之间，接近于理想淬火介质。主要用于贝氏体等温淬火，马氏体分级淬火，常用于处理形状复杂、尺寸较小和变形要求严格的工件。
（5）. 淬火方法（常用的淬火方法：单介质淬火、双 介质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火）
1) 单介质淬火
优点：操作简单、易实现机械化、应用广泛。
缺点：水中淬火变形与开裂倾向大；油中淬火冷却速度小，淬透直径小，大件无法淬透。
2) 双介质淬火
优点：减少热应力与相变应力，从而减少变形、防止开裂。
缺点：工艺不易掌握，要求操作熟练。
适用于中等形状复杂的高碳钢和尺寸较大的合金钢工件。
3) 局部淬火
为了避免工件其它部分产生变形或开裂，即可用局部淬火 。
4) 马氏体分级淬火
优点：使过冷奥氏体在缓冷条件下转变成马氏体，从而减少变形。
缺点：只适用于尺寸较小的零件，否则淬火介质冷却能力不足，温度也难于控制。
5) 马氏体等温度淬火优点：下贝氏体的硬度略低于马氏体，但综合力学性能较好，应用广泛。
6) 钢的淬透性与淬硬性
*淬透性：决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性，即应该是全淬成马氏体的深度。
(a) 影响淬透性因素
a) 钢的化学成分。除Co以外的合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体稳定性，降低马氏体临界冷却速度，从而提高钢的淬透性。
b) 奥氏体化条件。提高奥氏体的温度，延长保温时间，使奥氏体晶粒粗大，成分均匀，残余渗碳体和碳化物的溶解彻底，使过冷奥氏体起稳定，使 C曲线越向右移，马氏体临界冷却速度就越小，则钢的淬透性越好。
(b) 淬透性表示方法。常用临界直径大小来定理的比较不同钢种的淬透性大小。临界直径是指钢材在某种介质中淬冷后，心部得到全部马氏体（或 50％马氏体）组织的最大直径。用Dc表示。在同一冷却介质中，钢的临界直径越大，其淬透性越好；但同一钢种在冷却能力大的介质中，比冷却能力小的介质中所得的临界直径要大些。
牌号 临界直径 /mm
淬水 淬油
45 13～16.5 5～9.5
20Cr 12～19 6～12
(c) 淬透性的实用意义：
a) 淬 透——性能均匀一致；
b) 未淬透——韧性降低。
*钢的淬硬性：钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
值得注意的：钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念。淬透性好的钢其淬硬性不一定高，而淬火后硬度低的钢也可能是具有高的淬透性。
7)钢的淬火缺陷及其防止措施
(a) 淬火工件的过热和过烧
过热：工件在淬火加热时，由于温度过高或时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷。
由于过热不仅在淬火后得到粗大马氏体组织，而且易于引起淬火裂纹，因此，淬火过热的工件强度和韧性降低，易于产生脆性断裂。轻微的过热可用延长回火时间补救。严重的过热则需进行一次细化晶粒退火，然后再重新淬火。
过烧：淬火加热温度太高，使奥氏体晶界局部熔化或者发生氧化的现象。
过烧是严重的加热缺陷，工件一旦过烧无法补救，只能报废。过烧的原因主要是设备失灵或操作不当造成的。高速钢淬火温度高容易过烧，火焰炉加热局部温度过高也容易造成过烧。
(b) 淬火加热时的氧化和脱碳
淬火加热时，钢件与周围加热介质相互作用往往会产生氧化和脱碳等缺陷。氧化使工件尺寸减小，表面光洁度降低，并严重影响淬火冷却速度，进而使淬火工件出现软点或硬度不足等新的缺陷。工件表面脱碳会降低淬火后钢的表面硬度、耐磨性，并显著降低其疲劳强度。因此，淬火加热时，在获得均匀化奥氏体时，必须注意防止氧化和脱碳现象。 在空气介质炉中加热时，防止氧化和脱碳最简单的方法是在炉子升温加热时向炉内加入无水分的木炭，以改变炉内气氛，减少氧化和脱碳。此外，采用盐炉加热、用铸铁屑覆盖工件表面，或是在工件表面热涂硼酸等方法都可有效地防止或减少工件的氧化和脱碳。
(c) 淬火时形成的内应力
有两种情况：①工作在加热或冷却时，引起的热应力。
②由于热处理过程中各部位冷速的差异引起的相变应力。
当两力相复合超过钢的屈服强度时，工件就变形；当复合力超过钢的抗拉强度时，工件就开裂。
解决办法：①工件在加热炉中安放时，要尽量保证受热均匀，防止加热时变形；
②对形状复杂或导热性差的高合金钢，应缓慢加热或多次预热，以减少加热中产生的热应力；
③选择合适的淬火冷却介质和淬火方法，以减少冷却中热应力和相变应力。
但淬火不是最终热处理，为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回火。钢淬火后再经回火，是为了使工件获得良好的使用性能，以充发挥材料的潜力。所以淬火和回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。
6. 钢的回火
（1）. 定义：钢件淬火后，再加热到A1以下某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
（2）. 目的：
1) 稳定组织，消除淬火应力；
2) 调整硬度、强度、塑性、韧性；
（3）. 淬火钢在回火时组织的转变
1) 马氏体的分解（＞ 100℃）
2) 残余奥氏体的转变（200～300℃）
3) 碳化物的转变（250～450℃）
4) 渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶（＞ 450℃）
（4）. 钢在回火时性能变化
1) 回火方法：
(a) 低温回火（150～250℃），组织是回火马氏体，和淬火马氏体相比，回火马氏体既保持了钢的高硬度、高强度和良好耐磨性，又适当提高了韧性。硬度为58～64HRC，主要用于高碳钢，合金工具钢制造的刃具、量具、模具及滚动轴承，渗碳、碳氮共渗和表面淬火件等。
(b) 中温回火（350～500℃），组织为回火屈氏体，对于一般碳钢和低合金钢，中温回火相当于回火的第三阶段，此时碳化物开始聚集，基体开始回复，淬火应力基本消除。硬度为 35～50HRC，具有高的弹性极限，有良好的塑性和韧性，主用于弹性件及模具处理。
(c) 高温回火（500～650℃），组织为回火索氏体，硬度为220～330HBS。淬火和随后的高温回火称为调质处理，经调质处理后，钢具有优良的综合机械性能。因此，高温回火主要适用于中碳结构钢或低合金结构钢，用来制作汽车、拖拉机、机床等承受较大载荷的结构零件，如曲轴、连杆、螺栓、机床主轴及齿轮等重要的机器零件。钢经正火后和调质后的硬度很相近，但重要的结构件一般都要进行调质而不采用正火。在抗拉强度大致相同情况下，经调质后的屈服点、塑性和韧性指标均显著超过正火，尤其塑性和韧性更为突出。
2) 回火时间：一般为1～3h 。
3) 回火冷却：一般空冷。一些重要的机器和工模具，为了防止重新产生内应力和变形、开裂，通常都采用缓慢的冷却方式。对于有高温回火脆性的钢件，回火后应进行油冷或水冷，以抑制回火脆性。
（5）. 回火脆性
第一类回火脆性：300℃左右，无法消除，低温回火脆性。产生这类回火脆性的原因，一般认为在此回火温度范围内碳化物以断续的薄片沿马氏体片或马氏体条的界面析出，这样硬而脆的薄片与马氏体间结合较弱，降低了马氏体晶界处强度，因而使冲击韧性降低。
第二类回火脆性：400～500℃，，高温回火脆性。产生这类原因是由于经高温回火后缓冷通过脆化温度区所产生的脆性。办法：快冷；提高钢的纯洁度，减少有害元素的含量等。
7. 钢的氮化及碳氮共渗
（1）. 钢的氮化（气体氮化）
氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。 它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。 氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。 氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。 由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。 钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多。
（2）. 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体氮碳共渗（即气体软氮化）应用较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
*调质处理quenching and tempering：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于 各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
V、 设备的结构、名称及用途
1. 盐浴炉（只做介绍，实习中不涉及此设备）
用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。根 据炉子的工作温度，通常选用氯化钠、氯化钾、氯化钡、氰化钠、氰化钾、硝酸钠、硝酸钾等盐类作为加热介质。盐浴炉的加热速度快，温度均匀。工件始终处于盐液内加热，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。盐浴炉可用于碳钢、合金钢、工具钢、模具钢和铝合金等的淬火、退火、回火、氰化、时效等热处理加热，也可用于钢材精密锻造时少氧化加热。盐浴炉加热介质的蒸汽对人体有害使用时必须通风盐浴炉分内热式和外热式两大类。内热式盐浴炉又分为电极盐浴炉和电热元件盐浴炉两种。
鉴于安全等原因，在实习单位中并未使用盐浴炉。
2. 电阻炉
利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在热处理行业中用于金属正火、回火、退火、淬火等各种热处理工艺且装炉量大。工作温度在 650℃以下的为低温炉；650～1000℃为中温炉;1000℃以上为高温炉。在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。在低温炉内则以对流传热方式加热，电热元件装在风道内，通过风机强迫炉内气体循环流动，以加强对流传热。电阻炉有室式、井式、台车式、推杆式、步进式、马弗式和隧道式等类型。可控气氛炉、真空炉、流动粒子炉等也都是电阻炉。
3. 井式气体渗碳炉
井式炉是周期式作业炉，适用于杆类，长轴类零件气体渗碳的热处理。井式炉的结构是：炉身是圆筒形的深井，工件由专用吊车垂直装入炉内加热。所使用的燃料通常为煤气和燃油。以电为热源时渗碳炉由炉壳、炉衬、炉盖升降机构、炉用密封风机、马弗罐、加热元件及电控系统等组成 。炉壳由钢板及型钢焊接而成。炉衬是由0.6g/cm3高强度超轻质节能耐火砖、硅酸铝纤维、硅藻 土保温砖及石棉板砌筑而成的节能型复合结构。炉盖升降机构由电机、齿轮泵等部件组成，当开启炉盖 时，只需按下控制箱上的按钮，炉盖即以30—70毫米／秒的速度上升。为安全起见，在升降轴上装设有 两个行程开关，当炉盖上升时，下部行程开关自动切断渗碳炉控制柜主回路电源，使加热元件断电停止 工作，上部行程开关则限制升降轴升起的高度，以防升降抽升起过高而脱出。
炉用密封风机装在炉盖上，供搅拌马弗罐内的气氛并使之成分均匀，同时使炉温趋于均匀。在炉盖 上还装有三根工艺管通向炉膛马弗罐内:一根套管顶端安装三头不锈钢滴注器，由三头滴注器向炉内滴注甲醉，煤油或其它有机液体，各种液体均可调节，该套管上的氨气孔可用来向炉内输送氨气作碳、氮共渗之用(不渗氮时可将此管口封闭)；一根套管为取样管，该套管上部的一管接头可与“U”型玻璃管压力计连接，用来监视炉马弗罐的作用是维护炉压，保证渗碳或碳、氮共渗的正常进行，它由耐热钢制成 (铸件)。加热元件由电热合金丝绕成螺旋状，安装在炉衬内壁上，并通过引出捧引出炉外，渗碳炉温度 由插入炉膛的热电偶，通过补偿导线将信号传送给自动控温柜，控温柜自动控制、调节并记录炉内的加 热温度。渗碳炉配有冷却桶(选配)，用来存放处理后的零件，桶盖上设有砂封槽。
4. 感应淬火设备
在此次实习中主要见到的感应淬火设备包括高频淬火设备、中频淬火设备、低频淬火设备。感应淬火是指利用电流使工件表面局部进行加热、冷却，获得表面硬化层的热处理方法。高频范围是100KHz~1000KHz,中频范围0.5～10KHz。另外有超音频设备，范围10KHz~100KHz。这种方法只是对工件一定深度的表面强化，而心部基本上保持处理前的组织和性能，因而可获得高强度，高耐磨性和高韧性的综合。又因是局部加热，所以能显著减少淬火变形，降减能耗。正是因为感应淬火拥有上述这些特点，因而在机械加工行业中广泛被采用。
5. 总结
本次实习的时间虽然短暂，但是却在这短暂的时间里是我们学到了很多。掌握了热处理的基本工序，还了解了很多设备装置，车间的工作环境。如：各种钢种正火、回火、淬火、退火温度，以及保温时间和书本上的差别，因为实际操作要考虑到现场的工作环境，加热的设备、所需性能要求这些条件的影响，来适当的改变和调节温度来适应。
各种零件在进行热处理之前所做的准备工作，根据零件的尺寸、大小、形状，以及该零件所进行热处理所用的设备特征来决定用那种方法来放置零件。对于渗碳，首先知道该零件渗碳的工艺参数、渗碳操作过程及作用。动圈式仪表的调节方法，各区温度、保温时间的控制，渗碳后淬火方式的选用。盐浴设备装料少，主要对一些尺寸较小，形状较小，表面要求较高的工模具及其精密零件。校直也是一个重要环节，因为淬火后钢件容易变形。高频最主要是提高钢件的表面硬度，快速升温，然后冷却，是钢件得到较高的表面硬度。
“纸上得来终觉浅，绝知此事需躬行”，通过这次到工厂参观实习让我了解了很多。有许多东西看似已经懂了，但真正到了实际却又是另一种情况。有时自己认为自己已掌握的东西可能仅是一些肤浅的表面或总体的一个方面，甚至有时是错误的认识，而如果没有实地考察实践，我们是无法发现这些问题的。这次实习给我们每个人一个很好的机会学习那些书本上不能学到的知识，通过我们自己的参观，还查找各种图书资料以及到网上搜寻相关资料，使我们的知识得以巩固和完善，不仅增长了我们的见识，而且对生产操作有了一定的直观认识，通过几天的实习，加强了我们对专业基础的理解，使我们了解工程技术人员在热处理车间的作用及技术职责范围、从事热处理专业技术人员应掌握的知识范围以及在热处理在国民经济的重要地位和作用。所以，我们还需要更加的努力学习，端正学习的态度，充分利用自己业知识，明确学习方向，牢固的树立专业思想。