热处理四把火，如何控制火候？

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从中国近现代出土的冷兵器来看，最早的热处理工艺可以追溯到公元前六世纪。那时候的人们为了提高钢铁器具的强度，采用了淬火工艺来达到这一要求，这不是段子，有史物可以拿来印证，从目前出土文物中所含的马氏体中就可以得到证实。


但那时的人们可能并不知道他们所采用了什么样的工艺，由于什么样的原理，导致了材料特性的变化，他们或许仅仅知道采用加热或冷却的方式，以及使用不同冷却的介质，能够达到他们所期望的目的。

热处理“四把火”

随着时代的发展和科技的进步，现在人们了解到钢铁有着多种的金相组织，并且可以利用《铁碳平衡相图》或其他相图来指导我们获取想要得到的组织结构，而温度作为相图的纵坐标，自然需要在热处理工艺中优先关注。


热处理的形式虽然很多，但是其主要的过程都是由加热、保温、冷却三个阶段所组成。根据不同的金属材料和不同的目的，加热的温度也会有所不同，但为了获得需要的组织，一般都是加热到相变温度以上，同时因为金属工件表面和内部的温度变化速度存在差异，因此要使显微组织完全转变，需要一定的保温时间，而保温时间的长短与加热方式有很大的关系。

按照冷却速度、材质的不同，其工艺可分为淬火、正火、退火、回火，也就是我们熟知的“四把火”。

温度的重要性

在热处理工艺过程当中，随着金属材料性能的改变，变形也会随之出现，这会影响到工件的尺寸精度和强度，这虽然无法完全避免，却是我们需要在热处理当中尽量减少的影响因素。


除此之外，淬火温度的差异还会导致表面硬度会有显著差别。每种材料的淬火温度都有一定的范围，有的材料的淬火温区非常宽，比如20CrMnTi渗碳后可在820~870°C的温度范围内进行淬火，虽然相差40~50°C所造成的金相组织差异较大，但表面硬度相差无几；而有的材料的淬火温区非常窄，比如Cr12型模具钢，它的淬火温度范围一般在970~990°C，过高的温度会导致奥氏体热稳定化，使得硬度比正常淬火明显下降。再比如高速钢所要求的奥氏体化条件距钢的熔点仅有20～30℃，过高的淬火温度会造成过烧，导致工件报废。



因此，热处理工艺中的温度监测和控制十分重要，如同把握热处理的“火候”。
如何把握“火候”

目前广泛使用的红外测温仪（比如雷泰）、热电偶（拖偶法测温）、炉温跟踪仪黑匣子（比如Datapaq）为把握火候、实现炉温均匀性提供了数据依据。
根据跟踪的温度，加以温度控制系统便可准确掌握热处理工艺的火候。