解析钢构中的热处理

　　钢的热处理是将钢在固态范围内，施以不同的加热、保温和冷却措施，改变其内部组织构造，达到改善钢材性能的一种加工工艺。钢材的普通热处理主要包括：退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

（陕西钢构）

　　应用非常广泛的热处理工艺有退火和正火，其可以消除加工硬化、软化钢材、细化晶粒和改善组织，以提高钢的机械性能，消除残余应力，以防止钢构件的变形和开裂，为进一步的热处理作好准备。对一般低碳钢和低合金钢而言，其操作方法是：在炉中将钢材加热到850℃—900℃，保温一段时间后，若随炉温冷至到500℃以下，再放至空气中冷却的工艺称为完全退火;若保温后炉中取出在空气中冷却的工艺称为正火。正火的冷却速度比退火快，正火后的钢材组织比退火细，强度和硬度有所提高。如果钢材在终止热轧时的温度正好控制在上术范围内，可以得到正火的效果，称为控轧。如果热轧卷板的成卷温度正好在上述范围内，则卷板内部的钢材可以得到退火的效果，钢材会变软。

　　还有一种却应力退火，又称低温退火，主要用来消除铸件、热轧件、锻件、焊接件和冷加工件中残余应力。去应力退火的操作是将钢构件随炉缓慢加热到500℃—600℃，经一段时间后，随炉缓慢冷却到300℃—200℃以下出炉。钢在去应力退火过程中并无组织变化，残余应力是在加热、保温和冷却过程中消除的。

　　淬火工艺是将钢构件加热到900℃以上，保温后快速在水中或油中冷却。在极大的冷却速度下原子来不及扩散，因此含有较多碳原子的面心立方晶格的奥氏体，以无扩散方式转变为碳原子过饱和的a铁固溶体，称为马氏体。由于a铁的含碳量是过饱和状态，从而使体心立方晶格被撑长为歪曲的体心正方晶格。晶格的畸变增加了钢材的强度和硬度，同时使塑性和韧性降低。马氏体是一种不稳定的组织，不宜用于建筑结构。

　　回火工艺是将淬火后的钢材加热到某一温度进行保温，而后在空气中冷却。其目的是消除残余应力，调整强度和硬度，减少脆性，增加塑性和韧性，形成较稳定的组织。将淬火后的钢材加热到500℃—650℃，保温后在空气中冷却，称为高温回火。高温回火后的马氏体转化为铁素体和粒状渗碳体的机械混合物，称为索氏体。索氏体钢具有强度、韧性都较好的综合机械性能。通常称淬火加高温回火的工艺为调质处理。强度较高的钢材，如Q420中的C、D、E级钢和高强度螺栓的钢材都要经过调质处理。

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