常见热处理工艺分类及适用场景

文章出处：公司动态责任编辑：东莞市昶明金属科技有限公司发表时间：2025-10-25

常见热处理工艺主要按 “作用范围” 分为整体热处理和表面热处理两大类，核心是通过不同工艺调整材料性能，匹配零件的使用需求。以下是具体分类及适用场景的详细说明：

一、整体热处理：改变材料整体组织与性能

整体热处理作用于零件整个横截面，适用于需整体调整硬度、韧性、内应力的场景，常见工艺包括 4 种：

具体工艺	核心目的	适用场景案例
退火	1. 降低材料硬度，便于切削加工2. 消除铸造 / 锻造后的内应力3. 均匀组织，改善后续热处理效果	- 铸件、锻件生产后的 “预处理”，避免后续加工开裂- 高硬度钢材（如高碳钢）加工前的软化处理- 焊接件消除焊接应力
正火	1. 细化晶粒，提升材料综合力学性能（强度 + 韧性）2. 消除组织缺陷，统一材质性能	- 低碳钢（如 Q235）零件的 “最终热处理”（如普通结构件、支架）- 中碳钢（如 45 钢）淬火前的预处理，为后续淬火做组织准备- 批量零件的低成本性能优化
淬火 + 回火	1. 淬火：获得高硬度、高强度（但脆性大）2. 回火：降低脆性，实现 “硬度 + 韧性” 平衡	- 需高硬度耐磨的零件：刀具（如高速钢铣刀）、轴承、模具- 需强韧平衡的关键零件：轴类（如电机轴）、齿轮、连杆- 注意：淬火后必须回火，单独淬火的零件易断裂
固溶处理 + 时效	1. 固溶：溶解合金元素，获得均匀组织2. 时效：析出强化相，提升硬度和强度	- 铝合金、钛合金等非铁金属零件（如航空零件、铝合金门窗框架）- 要求轻量化且高强度的结构件（如无人机机身、汽车轮毂）

二、表面热处理：仅优化零件表面性能
表面热处理仅改变零件表层（通常 0.1~5mm）的组织，保留心部原有性能（如韧性），适用于 “表面需耐磨 / 耐蚀，心部需抗冲击” 的场景，常见工艺包括 2 类：

具体工艺	核心目的	适用场景案例
表面淬火	1. 零件表层形成淬火组织（高硬度）2. 心部保持原始韧性组织	- 承受冲击且表面耐磨的零件：曲轴（表面耐磨，心部抗冲击）、齿轮齿面、凸轮轴- 轴类零件的工作面强化（如机床主轴的配合面）
化学热处理	1. 将元素（碳、氮、硼等）渗入零件表层2. 提升表层硬度、耐磨性或耐腐蚀性	- 渗碳：表面高硬度耐磨（低碳钢适用），如齿轮、轴承、活塞销- 渗氮：低温处理（变形小），耐蚀 + 耐磨，如精密机床主轴、阀门、液压件- 渗硼：极端耐磨（表面硬度极高），如模具型腔、农机犁铧、矿山机械零件

三、工艺选型核心原则

按材料选：低碳钢（＜0.25% C）优先选 “正火” 或 “渗碳 + 淬火”，无法直接整体淬火；中高碳钢优先选 “淬火 + 回火”。

按功能选：“整体受力 + 抗冲击” 选整体热处理（如退火、正火）；“表面耐磨 + 心部抗冲击” 选表面热处理（如表面淬火、渗碳）。

按精度选：精密零件（如机床主轴）优先选 “渗氮”（低温变形小），避免选 “淬火”（冷却快易变形）。

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