热处理是机械零件制造中的关键工序。但很多设计人员在图纸上只写一句“调质处理HRC28-32”，或者“淬火回火”，具体怎么处理、达到什么要求，没有说清楚。到了热处理车间，操作工只能根据自己的理解去做。结果同一个零件，不同批次硬度不一样，变形量不一样，甚至出现开裂。

热处理技术要求不是随便写一句话。它需要明确：做什么处理、达到什么硬度、硬化层多深、允许变形多少、检验方法是什么。

一、常用热处理工艺及适用材料

退火

加热后缓慢冷却，降低硬度、改善切削加工性、消除内应力。适用于高碳钢、合金钢铸锻件、重要焊接件。硬度要求通常没有明确数值，以“能切削加工”为准。

正火

加热后空冷，细化晶粒、提高韧性、作为预备热处理。适用于碳钢、合金钢、铸钢件。硬度范围较宽，如HB160-200。

淬火+回火

淬火后获得马氏体，硬度高但脆性大；回火消除脆性，调整硬度。这是最常用的强化热处理。“调质”就是淬火+高温回火，获得综合力学性能。适用于45、40Cr、42CrMo等中碳钢和中碳合金钢。

表面淬火

只加热零件表面，快速冷却，获得表面硬、心部韧的特性。适用于轴类、齿轮、导轨等耐磨零件。常用材料45、40Cr。技术要求需明确硬化层深度和表面硬度。

渗碳+淬火

在富碳气氛中加热，碳渗入表面，然后淬火。表面硬、心部韧，适用于低碳钢和低碳合金钢，如20Cr、20CrMnTi。渗碳层深度通常0.5-2.0mm，表面硬度HRC58-62。

氮化

在富氮气氛中加热，氮渗入表面形成硬化层。变形极小、硬度极高、耐磨性好。适用于38CrMoAl、渗氮钢。技术要求需明确渗氮层深度和表面硬度。

二、热处理技术要求的规范标注

一张完整的热处理技术要求，应该包含以下内容：

• 热处理工艺名称，如“调质处理”“渗碳淬火”

• 硬度值及范围，如HRC28-32（范围3-5HRC为宜，太窄难达到）

• 硬化层深度（表面淬火、渗碳、氮化需要）

• 允许变形量（重要零件需要）

• 检验方法（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）

• 特殊要求（如“无氧化脱碳”“不允许过烧”）

不同零件的标注示例

传动轴：调质处理HRC28-32；表面淬火硬度HRC52-56，硬化层深1.5-2.5mm。

齿轮：渗碳淬火，渗碳层深0.8-1.2mm，表面硬度HRC58-62，心部硬度HRC30-40。渗碳后缓冷，淬火后低温回火。

弹簧：淬火回火HRC45-50。喷丸处理。不允许有表面缺陷。

模具：淬火回火HRC52-56。真空热处理，无氧化脱碳。棱角倒圆，避免尖角开裂。

三、热处理的技术条件与检验

硬度检验

布氏硬度HB适用于退火、正火、调质零件，测量值稳定，代表体积硬度。洛氏硬度HRC适用于淬火、表面淬火零件，测量快，有压痕。维氏硬度HV适用于渗碳、氮化层，可测薄层、可换算。

图纸上标注硬度时，要写清楚用哪种方法。只写“硬度HRC28-32”没问题；写“硬度HB220-250”也没问题。但不要混用或写“硬度HRB85-95”这种生僻的。

硬化层深度检验

金相法切样后在显微镜下测量，仲裁方法；硬度法从表面向心部打硬度，测到界限硬度处的深度。图纸上应标注界限硬度值，如“渗碳层深0.8-1.2mm，界限硬度HV550”。

变形量控制

热处理会产生变形。图纸上应标注允许的变形量，如“热处理后弯曲变形≤0.1mm”。超差时需要校直，但校直会增加成本和开裂风险。

四、热处理工艺性设计

不是所有零件都能顺利热处理。设计阶段对结构的考虑，直接影响热处理的质量。

避免尖角

尖角处淬火时应力集中，容易开裂。所有棱边倒角或倒圆，C0.5或R0.5以上。

壁厚均匀

壁厚不均匀会导致淬火时冷却速度不一致，变形大、可能开裂。壁厚变化处圆角过渡，必要时开工艺孔。

防止变形

不对称结构容易变形。设计时尽量对称，长轴类零件预留校直余量，薄板类零件压紧淬火。

预留加工余量

热处理会有变形和氧化脱碳。重要配合面热处理后需要再加工。图纸上应标注“热处理后磨削”，留0.2-0.5mm余量。