热处理工艺常见工艺参数速查

速查手册热处理工艺常见工艺参数速查退火·正火·淬火·回火·化学热处理年份2026内容导览01热处理总览三要素与工艺分类02四把火参数退火正火淬火回火03化学热处理渗碳渗氮碳氮共渗04速查对比参数总表与选用要点SECTION热处理总览加热、保温、冷却，三要素决定组织与性能01三要素定组织，工艺分类先厘清三要素配合，同一炉钢可走出不同性能曲线。整体热处理四把火退火、正火、淬火、回火——炉内整体加热，改变全截面组织。表面热处理表层强化仅加热表层，热源为火焰、感应或激光。化学热处理渗扩工艺渗入碳、氮等元素，改变表层化学成分。加热温度决定奥氏体化程度，保温时间影响组织均匀性，冷却速度决定最终相变产物——珠光体、贝氏体或马氏体。铁碳相图是参数设定的基准吃透「临界点加裕量」，胜过背下所有温度表临界温度点：工艺取值的坐标原点Ac1为共析转变线，Ac3为亚共析钢奥氏体化终了线，Accm

为过共析钢渗碳体溶解线退火、正火、淬火的加热温度都表述为相对量——「Ac3以上30～50℃」或「Ac1以上若干度」4040钢实例含碳量0.4%Ac3约840℃，完全退火取

860℃（线上二十余度）取值逻辑：临界点+裕量，而非死记温度数值SECTION四把火参数退火慢冷、正火空冷、淬火急冷、回火回温02完全退火：随炉缓冷释放应力适用对象亚共析钢亚共析钢，消除魏氏组织与带状组织。参核心参数加热温度Ac3以上30～50℃冷却方式随炉缓冷至约

500℃

出炉空冷，或直接冷至室温典型实例40钢退火温度约

860℃，保温约1小时后断电随炉缓冷随炉缓冷利用炉膛余热限制散热，让奥氏体在高温区充分分解为接近平衡态的组织。球化与去应力退火各有边界目的不同，温度差近一倍球化退火约750℃·去应力退火500～600℃退火不是一种工艺，是一组按目的分岔的路径。球化退火针对过共析钢，加热至

Ac1以上20～30℃（约750℃）保温后随炉缓冷至

500℃

再空冷改组织去应力退火又称低温退火，温度取

500～600℃，低于Ac1、不发生相变保温后随炉缓冷至

200～300℃

再空冷松应力一个改组织，一个松应力球化退火把片状碳化物变成球状珠光体，降低高碳工具钢、轴承钢硬度，为淬火做准备去应力退火专门消除铸件、焊接件、冷加工件的残余应力，防止变形开裂正火空冷，周期短成本更低加热温度冷却Ac3或Accm以上30～50℃与退火相同冷速更快→珠光体片层更细密、组织更均匀强度略高于退火选用经验选材低碳钢→优先正火中碳钢→正火退火皆可高碳钢过硬→先正火细化晶粒、消除网状渗碳体，再退火降硬度按碳量分级选用原则经济性正火周期短、成本低于退火满足性能时优先选用不必一上来就随炉缓冷淬火：加热取临界点上，冷却看介质淬火目标：获得马氏体，参数分两块抓——加热温度与冷却介质。冷却介质·按冷却能力排序介质特点风险/适用水最猛，300～200℃

区间过强易开裂、留软点盐水冷速更强、表面光洁无软点变形开裂风险更高油温和，工业最常用适合合金钢或小尺寸碳钢件温度定上限，介质定风险。加热温度亚共析钢Ac3以上30～50℃过共析钢Ac1以上30～50℃保留少量未溶碳化物提高耐磨性典型值·GCr15轴承钢840℃最佳淬火温度油淬后硬度63～65HRC超过860℃

马氏体粗大四大淬火方式，按件形取舍冷却策略随件形走，变形开裂可防可控。结论冷却方式随形状与淬透性选择，变形开裂可控。冷却曲线定方式单液一冷到底操作简单易机械化适合碳钢或合金钢件适合形状简单淬透性好双液先快后慢先水淬通过C曲线鼻部再油淬慢冷通过Ms点减少变形开裂适合截面复杂工件分级均温再冷Ms点附近停留2～5分钟内外温度均匀后空冷显著降低淬火应力盐浴或碱浴均温等温取贝氏体稍高于Ms点长时间保温获下贝氏体组织兼顾强度与韧性主要用于中碳以上钢种回火分三档，禁区必须绕开回火是淬火的必要配套，按温度分三档，各档对应不同硬度与用途。250～350℃是不可逆回火脆性区，严禁在此区间回火，韧性损失无法挽救。低温回火150～250℃高硬度·高耐磨保留高硬度

58～64HRC

与高耐磨性适用工具钢、渗碳件、轴承钢GCr15推荐

170～180℃

回火中温回火350～500℃弹性·屈服强度提升弹性与屈服强度硬度

35～50HRC弹簧钢的典型区间高温回火500～650℃调质处理即调质处理，获回火索氏体与综合力学性能最优状态硬度

25～35HRC（HB200～330）用于连杆、齿轮、轴类SECTION化学热处理渗碳渗氮碳氮共渗，表面强化各有边界03渗碳：低碳钢表层加碳再淬火先渗碳、后淬火，表层硬、心部韧先渗碳、后淬火，表层硬、心部韧三项核心参数工艺温度850～950℃，气体渗碳最常见区间渗层深度0.4～2.0mm，随渗碳时间变化表面硬度淬火后

HRC58～65适用材料与机理机理低碳钢本身淬不硬，先渗碳提高表层含碳量，再淬火得到“外硬内韧”状态典型钢种20Cr、20CrMnTi典型应用传动汽车齿轮与轴类领域工程机械、航空航天、新能源领域的传动零部件技术沿革发展气体渗碳自1901～1925年发展突破1930年代实现可控气氛碳势控制渗氮：低温高硬，变形极小低温低变形工艺温度仅

500～600℃，远低于渗碳，工件变形极小低变形高硬度浅层深表面硬度可达

HV300～HV1200，高于渗碳层渗层深度0.1～0.6mm，较浅高硬度适用对象典型工件机床主轴、精密模具、汽车零部件、工程机械高精度件核心优势表面硬度、耐磨性、疲劳强度高，心部保持韧性技术沿革离子渗氮于

1960年代成熟，拓展适用范围碳氮共渗：两元素同渗取中间值中温取耐磨，低温取变形，温度定边界。中温取耐磨，低温取变形，温度定边界。机碳氮共渗机理双原子同时渗入碳、氮两原子分档按温度分两档：中温、低温中温碳氮共渗温度840～880℃，渗层0.5～1.5mm，硬度HRC55～65兼具渗碳的耐磨性与渗氮的小变形优点低温碳氮共渗（液体软氮化）盐浴520～570℃，须低于工件回火温度5～10℃时间依件而定：高速钢刀具15～30分钟、小型工件1～2小时、大型工件3～5小时形成以氮为主的化合物层，抗咬合突出，用于气门杆部、模具与刀具SECTION速查对比一张表速查，按钢种与工况选工艺04一张表速查十二种工艺参数工艺温度范围冷却方式典型效果完全退火Ac3+30~50℃随炉缓冷降硬度、细化晶粒、去内应力球化退火Ac1+20~30℃缓冷至500℃再空冷碳化物球化、改善切削性去应力退火500~600℃缓冷至200~300℃再空冷消除残余应力正火Ac3+30~50℃出炉空冷细化晶粒淬火Ac3/Ac1+30~50℃水/油/盐水/分级/等温高硬度高耐磨低温回火150~250℃小件空冷58~64HRC中温回火350~500℃空冷或炉冷35~50HRC，用于弹簧高温回火500~650℃空冷或炉冷HB200~330渗碳850~950℃淬火+低温回火层深0.4~2mm渗氮500~600℃缓冷层深0.1~0.6mm中温碳氮共渗840~880℃共渗后淬火HRC55~65低温碳氮共渗520~570℃空冷抗咬合，适合刀具模具温度、冷却、效果三列对齐，速查即取按钢种与工况定工艺，参数再校炉况三步校正，速查落地三步校正，速查落地3步按含碳量选路线低碳钢表面强化走渗碳或碳氮共渗；中碳钢淬火前先判正火或退火；高碳工具钢先球化退火再淬火按形状尺寸定