机械设计让铁变硬采用什么处理

A. 铁，怎样才能让它更硬

主要是三大类措施：

1. 可以加入碳,工业上就变成了钢， 含碳2.1~4.3%为生铁,特点坚硬,脆,可铸造不可锻造 。含碳0.03~2.1%为钢,特点坚硬,有韧性.可铸造和锻造。

2. 进行适当的压力加工，如锻造、挤压、轧制等。

3. 进行适当的热处理。如淬火
   

淬火在金属材料加工、金属热处理等学术领域和行业内均读音：zhàn。起源于工艺处理的方法，因为淬火就是把加热到一定程度的热工件蘸一下介质，以达到要求，过去工匠们形象的称谓淬火为蘸火，淬火工艺应用很广，读法也随之流传开来。淬火是将材料加热到临界温度Ac3（亚共析）或Ac1（过共析）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，以大幅提强度、硬度。若配合以不同温度的回火，还能大幅提高耐磨性、疲劳强度以及韧性等。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。

B. 怎么让铁器加热变硬

1)工件加热升温的目的
一般金属材料在常温下其内部组织有许多种.例如钢在常温下其内部有珠光体,铁素体,马氏体,上,下贝氏体等组织.随着温度的升高,当达到727℃或超过727℃时,就发生了组织转变.常温的组织开始转变为高温的组织,也就是向奥氏体转变.转变的温度和数量随材料种类不同而不同.如含碳量为0.77%的钢,当温度达到727℃时,就会由珠光体全部转变为奥氏体.而含碳量为0.45%钢则需要加热到850℃时才全部转变为奥氏体.工件加热的目的就是让金属材料由低温组织转变为高温组织.如果材料里加入其它合金元素,其组织转变就会变得更加复杂,所以说确定材料种类对确定热处理工艺非常重要.
2)保温的目的
金属材料随着温度的升高超过临界温度就会发生组织转变.但是转变数量的多少同加热温度,加热速度和工件几何尺寸等因素有关.工件加热到确定温度后,还要使工件表面温度和工件心部温度一样,也就是表面组织转变和心部组织转变一样.因为工件烧透和组织转变都需要一定时间的,所以工件到温度后要进行保温.
3)降温的目的
将高温下获得的内部是奥氏体组织的工件以不同的冷却速度冷却到室温,可以获得不同的金属组织.因为金属材料内部组织不同,它的机械性能是不一样的,所以可以根据不同技术要求而选择不同的冷却速度,获得我们所要求的组织和性能.
1)退火
目的:细化晶粒,降低硬度,提高塑性,消除内应力,改善材料切削加工性能,并为以后淬火作好组织准备.
具体工艺有:完全退火,等温退火,球化退火,去应力退火.
退火工艺操作:为使工件退火后能获得一个平衡的组织,对温度下降速度有严格要求,必须缓慢降温.用45号钢制作的工件进行退火工艺作一介绍:首先选用加热设备,制订退火工艺,把工件装炉升温,适当保温后降温.工件在炉内的降温要求非常慢,随着炉子的温度下降而降温,如将工件降到室温,需要几天或十几天的时间.
2)正火:
目的:细化晶粒,降低硬度,提高塑性,消除内应力,改善切削加工性能,并为最终热处理作好组织准备.
正火工艺操作:亚共析钢加热温度为Ac3以上30~50℃,过共析钢加温度在Accm以上30~50℃.工件经过充分的保温使其获得单一的奥氏体组织后,把工件从高温炉内取出,放在车间静止的空气当中冷却.这种冷却方法叫空冷.以同学们制作的锤子为例.把它放在炉内,将炉温升到850℃进行充分保温后,马上将工件从炉内取出,拿到车间内的空气中冷却,它的冷却速度要比退火的冷却速度快得多,所以获得的组织比较细密,硬度有所提高,切削加工性能也能得到提高.
3)淬火
目的:为了使工件获得马氏体组织,从而使工件的强度,硬度,耐磨性等力学性能提高.
首先根据工件所用具体材料制定出操作工艺,然后根据工件的技术要求选择加热和淬火设备.常用加热设备有:箱式电阻炉,盐浴炉,气体保护炉,高频炉,油炉,真空炉等设备.
淬火工艺方法:整体加热淬火,局部淬火,表面淬火,分级淬火等.以45号钢的锤子为例介绍淬火处理.首先选用合适的加热设备,用4KW箱式电阻炉.加热的目的就是要使工件内部组织获得奥氏体,加热温度为850℃.在此温度下保温20分钟使其转变充分.然后将工件出炉放入水中快速冷却降温,在非常快的冷却速度下奥氏体才能转变为马氏体.冷却时间约为几秒钟.如果冷却速度慢了,工件在冷却过程中就可能发生其它组织转变,而无法获得马氏体这种组织,也就无法使工件达到所要求的力学性能.只有冷却速度大于这种材料的临界冷却速度,才能转变为马氏体,否则就会在冷却过程中发生其它组织转变.而对于合金钢来讲,由于材料里加入了各种不同的合金元素,不但改善了材料的各种力学性能,同时也提高了获得马氏体的能力.所以合金钢在冷却速度较慢的机油中进行冷却,也可以获得马氏体.合金钢采用的冷却速度比碳钢的冷却速度更缓慢,还可以减少材料的内应力.内应力达到一定极限,就会使工件产生变形和开裂,使工件报废.由于淬火是最后一道工序,如出现产品质量问题所造成的损失是很大的.根据材料不同,常用淬火介质有三大类:一种是水,碳钢常用;一种是20号机油,主要用于合金钢;另一种为化学试剂,常用于特殊材料的淬火冷却用.
根据工件不同技术要求还可采用其它操作方法来达到各种力学性能,如钳工用的手锯条.手锯条在使用时经常出现断裂,而且主要发生在锯条的中间部位.按理说,锯条两端有孔的位置受力最大,为什么端部不断裂.这主要是通过不同的热处理方法,使同一工件在不同部位获得不同的内部组织和不同的机械性能所反映的现象.为了保证锯条具有良好的性能,中间部的硬度和强度非常高,但是很脆.工作时锯条变形量超过极限,就会出现断裂.而两头钻孔部位经过回火后,又把高的硬度和强度降低下来,它的韧性和塑性得到提高,所以有一点变形也不会出现断裂.这样在一个工件上可体现不同的力学性能.
4)回火
目的:降低工件淬火后的脆性,消除在快速冷却过程中产生的内应力,使组织趋于稳定,获得要求的机械性能.
具体工艺方法:回火工艺根据回火温度的不同,常见的有3种:
低温回火:加热温度为150~250℃之间,在保证工件高硬度等技术要求前提下,尽量降低材料内部的脆性和内应力.同学制作的锤子在经过淬火后就要进行低温回火处理.采用低温回火的典型工件还有:钻头,锯条,齿轮,锉刀,轴承等.
中温回火:加热温度为300~450℃之间,为使工件获得较好的弹性和一定的韧性和硬度.此工艺常用于热锻模和弹簧工件.如有的弹簧件在受力的情况下发生变形.有时出现断裂或载荷卸去之后,形状没有回到原来的状态.这些现象说明弹簧件的热处理质量没有达到技术要求.
高温回火:加热温度为500~650℃.淬火+高温回火在机械工业中又叫调质热处理.通过调质处理可使钢获得较好的综合的力学性能.主要用于受力复杂工件,如轴类,曲轴,齿轮类等重要的机械零部件.

C. 怎样使铁变硬

用强火加热使铁变红，然后用冷水使铁骤然冷却，反复几次就可以了，和锻造铁差不多。

D. 使钢铁变得更加坚硬要经过什么方法去处理

※均质退火处理 简称均质化处理（Homogenization），系利用在高温进行长时间加热，使内部的化学成分充分扩散，因此又称为『扩散退火』。加热温度会因钢材种类有所差异，大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均质化处理，高碳钢在1100℃至1200℃之间，而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至1200℃间进行此项热处理。 ※完全退火处理 完全退火处理系将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围，在该温度保持足够时间，使成为沃斯田体单相组织（亚共析钢）或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后，在进行炉冷使钢材软化，以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。 ※球化退火处理 球化退火主要的目的，是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成为球状，使改善钢材之切削性能及加工塑性，特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。常见的球化退火处理包括：（1）在钢材A1温度的上方、下方反复加热、冷却数次，使A1变态所析出的雪明碳铁，继续附着成长在上述球化的碳化物上；（2）加热至钢材A3或Acm温度上方，始碳化物完全固溶于沃斯田体后急冷，再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化，尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂，亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。 ※软化退火处理 软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内（A1温度下方），维持一段时间之后空冷，其主要目的在于使以加工硬化的工件再度软化、回复原先之韧性，以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反复实施，故又称之为制程退火。大部分金属在冷加工后，材料强度、硬度会随着加工量渐增而变大，也因此导致材料延性降低、材质变脆，若需要再进一步加工时，须先经软化退火热处理才能继续加工。 ※弛力退火处理 弛力退火热处理主要的目的，在于清除因锻造、铸造、机械加工或焊接所产生的残留应力，这种残存应力常导致工件强度降低、经久变形，并对材料韧性、延展性有不良影响，因此弛力退火热处理对于尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件事非常重要的。弛力退火的热处理程序系将工件加热到A1点以下的适当温度，保持一段时间（不需像软化退火热处理那么久）后，徐缓冷却至室温。特别需要注意的是，加热时的速度要缓慢，尤其是大型对象或形状复杂的工件更要特别注意，否则弛力退火的成效会大打折扣。 ※正常化处理 正常化热处理有两个重要的功用，一是使工件结晶粒微细化而改善材料机械性质；另一个目的是调节轧延或铸造组织中碳化物的大小或分布状态，以利后续热处理时碳化物容易固溶于材质，以便提升材料切削性，并使材质均匀化。正常化热处理的热处理程序，系将工件加热至A3（亚共析钢）或Acm（过共析钢）点温度以上30℃至60℃的高温（此即为正常化温度）保持一段时间，材质成为均匀沃斯田体后，静置于空气中使之冷却。正常化时间的估算，可以每25mm厚度持温30分钟来估算需持温时间。正常化热处理又可分为二段正常化、恒温正常化及二次正常化等多种改良式正常化热处理。 ※淬火处理 淬火处理的主要目的是将钢材急速冷却以便获得硬度极大的麻田散体组织。钢的淬火处理有三个要件，缺一不可，分别是：（1）在沃斯田体区域内加热一段时间（即沃斯田体化）；（2）冷却时要能避开Ar’（波来体）变态；及（3）使钢材产生麻田散体或变韧体而硬化。 淬火处理可分为两个程序来实施，一是加热；一是冷却。通常加热温度又称为淬火温度或沃斯田体化温度，依热处理钢材的不同而有所差异。亚共析钢的淬火温度在Ac3温度以上30℃至60℃范围内，共析钢及过共析钢的淬火温度则是加热至Ac1温度以上30℃至60℃温度范围内。冷却时要分两个阶段来冷却，钢从加热炉取出的钢件，一直冷却到Ar’’变态前的临界区域，要尽量迅速冷却；在Ar’’以下的温度区域则需采缓慢冷却的方式，否则易造成钢材的淬裂或淬火变形，此温度区域又称为危险区域。 ※回火处理 一般回火处理常继在淬火处理之后实施，以便消除淬火处理之不良影响而保留并发挥淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的组织变态或析出更加安定（使形成回火麻田散体），减少残留应力并改善相关机械性质（提升材料延展性）。回火温度不同，会产生不同的机械强度与延展性组合，一般回火温度大多在600℃以下，因为更高的回火温度，任何钢材都会呈现急速软化的趋势，此时碳化物逐渐凝聚而球化、肥粒体会再结晶而成长为连续基地，是软化的主要原因。 ※回火脆性 回火处理要避开几个会产生回火脆性的温度范围，这些脆化温度范围视钢材种类而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又称低温回火脆性或A脆性），大多数的碳钢及低合金钢，都在此温度范围内发生脆化现象；（2）400℃至550℃脆化，通常构造用合金钢在此温度范围内会产生脆化现象；（3）475℃脆化（特别指Cr含量超过13%的肥粒体系不锈钢）；（4）500℃至570℃脆化，针对工具钢或高速钢在此温度范围加热，会析出分布均匀的碳化物，产生二次硬化效果，但也易导致脆性。 ※麻淬火处理 麻淬火处理的主要目的，在降低淬火时工件内外温度的巨大差异，并使于较低温度时工件内外一起产生麻田散体变态，可避免淬火破裂，并使淬火变形量降至最低而无损任何淬火硬度。其主要操作程序系将钢材淬入至温度在Ms点微上之热浴中，短暂持温使工件内外温度相同后，再提出空冷，使工件形成麻田散体变态的热处理方法。 ※麻回火处理 麻回火处理是将钢材淬入Ms与Mf温度范围之间的热浴，经过长时间持温后，使过冷合金沃斯田体一部分变态成麻田散体，一部分变态成下变韧体。此种热处理后，可不必再行回火处理，且可降低一般淬火回火之急剧程度；其最终组织为回火麻田散体及变韧体之混合，因此拥有高硬度和高韧性的组合。主要的缺点是需要保持恒温的时间甚久，在工业应用上较不经济。 ※沃斯回火处理 沃斯回火处理是一种较为特殊的热处理方法，主要程序是将钢材淬入温度介于S曲线鼻部与Ar’’（Ms点）温度之间的热浴，直到过冷沃斯田体完全变态成变韧体才取出空冷的一种热处理方法，亦称为变韧淬火，它不需要再行回火处理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韧性兼具的材质，一般而言，变态温度愈高，强硬度愈低，但可增进低温韧性；变态温度愈接近Ms温度，所得之强度、硬度皆大增，且伸长率及断面收缩率亦大增，颇适合小型工件之大量生产。

E. 有什么方法让铁变硬

你说的是
不易碎，还是不宜变形？
如果你想让它不易碎，那么把它烧红后浸水。
如果你想让他不宜变形，那么加一些碳在它里面。

F. 怎么样才能让铁变的更硬

生活中用的铁都是铁和碳的合金，铁的硬度是由碳的含量所决定的，碳的含量在2%~4.3所在的铁是生铁，生铁虽然很硬，但没有韧性，像石头一样，容易破碎！想要又硬又有韧性，那就要把铁变成钢，钢的含量在0.03%~2%之间。可增加或减少碳的含量来控制铁的硬度，如果含碳量太低， 可把铁浸在可溶性碳的化合物溶液中，增加含碳量，如果含碳量太高，可反复煅打，降低碳的含量！

G. 怎样淬火让铁变硬

先加温，然后骤然降温。即可完成淬火。温度越高，硬度越高，且变硬部分的深度越深。降温越快，硬度越高。但是温度太度，降温太快，会导致裂纹。也会使材料变脆。所以如何使材料达到理想的硬度并保持足够的弹性的韧性，这就考铁匠师傅的手艺了。

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。

通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

(7)机械设计让铁变硬采用什么处理扩展阅读：

工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。

退火、正火、淬火 、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计测定其HRC值。淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测定HRA值，而厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒，可改用表面洛氏硬度计测定其HRC值。

在焊接中碳钢和某些合金钢时，热影响区中可能发生淬火现象而变硬，易形成冷裂纹，这是在焊接过程中要设法防止的。

由于淬火后金属硬而脆，产生的表面残余应力会造成冷裂纹，回火可作为在不影响硬度的基础上，消除冷裂纹的手段之一。

H. 铁制造好了是不是要经过热处理,才能变得更硬

你说的铁实际是指钢。钢制零件热处理后是否变硬，主要取决于材质，有的热处理后会变硬，有的则没变化。
因此，制造好的钢制件，有的需要热处理，有的则不需要。

I. 机械制造基础中，什么是钢的热处理常用的普通热处理方法有哪些

在机械制造基础中，常对金属材料进行热处理，这是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。其中把铸件露置于室外，长时间经受日晒夜冷的时效应处理也是“热处理”的一种特殊形式。
工厂中，常用采用的热处理方法有：
正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3(状态曲线)或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2． 退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3． 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
4． 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
5． 调质处理（quenching and tempering）：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。
加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。