经球化退火后组织的优点：
⑴由片状变成粒状珠光体，降低硬度，改善切削加工性能。
⑵粒状珠光体加热时奥氏体晶粒不易长大，允许有较宽的淬火温度范围，淬火时变形开裂倾向小，即淬火的工艺性能好。
⑶能获得最佳的淬火组织，即马氏体片细小，残余奥氏体量少，并保留一定量均匀分布的粒状碳化物。
另外具有明显网状碳化物结构的钢材，必须先进行正火消除碳化物网，再进行球化退火。
5 扩散退火
扩散退火也称均匀化退火，主要用于合金钢钢锭或铸件，它们在浇注后凝固过程中总会产生合金元素的枝晶偏析，即化学成分不均匀性。扩散退火是通过高温长时间加热奥氏体化，使分布不均匀的元素通过扩散，以消除或者减弱枝晶偏析。
常用扩散退火温度是1100℃-1200℃，保温时间为10-15小时。钢中合金元素含量越高，所采用的加热温度越高。经高温长时间加热扩散退火后，奥氏体晶粒已经过度长大，如不再进行热加工，必须进行一次完全退火或正火以细化晶粒。
6 低温退火
低温退火是把钢件加热到低于Ac1温度退火，又叫消应力退火，主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件和机加工件中的残余应力，提高稳定性，防止淬火变形开裂。它包括软化退火和再结晶退火。
常用的软化退火温度为650-720℃，保温后出炉空冷。钢锭经软化退火后，消除了内应力，避免钢锭开裂，并降低硬度便于钢锭表面清理。合金结构钢的锻轧钢材，经软化退火后能消除内应力和降低硬度，对于过冷奥氏体稳定性高的合金钢，降低硬度效果更为显著。
再结晶退火是将冷加工硬化的钢材，加热至T再-Ac1之间进行，通常为650-700℃。其目的是通过再结晶使变形晶粒恢复成等轴状晶粒，从而消除加工硬化。
简述热处理工艺中的正火、退火、淬火、回火的定义、目的及应用
1正火是将钢加热到Ac3或Acm以上约30-50℃,或者更高的温度，保温足够时间，然后在静止空气中冷却的热处理工艺，得到的显微组织为珠光体。
正火的目的：
⑴对于大锻件、截面较大的钢材、铸件，用正火来细化晶粒，均匀组织。如消除魏氏组织或带状组织，为下一步淬火处理做好组织准备，它相当于退火的效果。
⑵低碳钢退火后硬度太低，切削加工中易粘刀，光洁度较差。改用正火，可提高硬度，改善切削加工性。
⑶可作为某些中碳钢或中碳低合金钢工件的最终热处理，以代替调质处理，具有一定的综合力学性能。
⑷用于过共析钢，可以消除网状碳化物，便于球化退火
正火的用途：
正火操作方便、成本较低、生产周期短、生产效率高，主要用于改善低碳非合金钢(低碳钢)的切削加工性能，消除中碳非合金钢的热加工缺陷，消除过共析钢的网状碳化物，也可用于某些低温化学热处理件的预处理及某些结构钢的最终热处理。
2将钢加热到临界点Ac1以上或以下的一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态的组织，这种热处理工艺称为退火。
退火的目的是：
⑴消除钢锭的成分偏析，使成分均匀化。
⑵消除铸、锻件存在的魏氏组织或带状组织，细化晶粒和均匀组织。
⑶降低硬度，提高塑性，改善组织，以便于切削加工和冷变形加工。
⑷改善高碳钢中碳化物形态和分布，为淬火做好准备
⑸消除组织遗传，淬火过热组织。
⑹消除零件的加工应力，稳定零件尺寸。
⑺脱除氢气，消除白点。
3 将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上的一定温度，保温一段时间，然后在水或油等冷却介质中快速冷却，这种热处理工艺称为淬火。
淬火的主要目的，是把奥氏体化工件淬成马氏体，以便在适当温度回火，获得所需要的力学性能。
4回火是将淬火后的钢在A1温度下加热，使之转变成稳定的回火组织的工艺过程。此过程不仅保证组织转变，而且要消除内应力，故应有足够的保温时间
回火的目的就是消除应力、稳定组织、调整性能。
介绍几种常见的回火工艺，目的及应用
1 低温回火
在150-250℃之间进行，回火后组织为回火马氏体。其目的是降低淬火内应力，使其具有一定韧性，并保持高的硬度。
低温回火一般用来处理要求高硬度、高耐磨性工件，如模具、刀具、滚动轴承和渗碳件等。低碳合金钢淬火后，经低温回火具有高的综合力学性能。
2 中温回火
在350-500℃之间进行，回火后组织为回火屈氏体。中温回火后具有高的弹性极限，并具有足够的韧性，中温回火主要用来处理各种弹簧，也可用于处理要求高强度的工件，如刀杆、轴套等。
3 高温回火
在500-650℃之间进行，回火后组织为回火索氏体。习惯上把这种淬火加高温回火的双重处理称为调质处理。调质处理后钢件具有高的范性和韧性，强度也较高，即具有高的综合力学性能。调质处理广泛用于要求高强度并受冲击或交变负荷的重要工件，如连杆、轴等。
合金元素对铁碳相图的影响
1 扩大γ相区的元素：就是指在铁与合金元素组成的二元相图中，是A3点温度降低，A4点温度升高，并在相当宽的温度范围内与γ-Fe可以无限固溶或有相当大的溶解度。
⑴开启γ相区元素：在这类元素与铁组成的二元相图中，γ相区存在的温度范围变宽，相应的α和δ相区缩小，并在一定范围内铁与该元素可以无限固溶。Mn、Co、Ni和Fe组成的二元相图属于此类。
  ⑵扩大γ相区的元素：与⑴相似，但是不能无限固溶。C、N、Cu等元素属于这类。
  2 缩小γ相区的元素:就是指这类元素在二元相图中，可以使A3温度升高，A4点温度降低；合金元素在γ-Fe中的溶解度较小。
  ⑴封闭γ相区的元素：这类元素使A3升高，A4降低，γ相区被α相区所封闭，在相图上形成γ圈。V、Cr、Ti、W、Mo、Al、Si、P、Sn、Sb、As等属于这类元素，其中V和Cr与α-Fe在一定温度范围可无限互溶，其余元素与α-Fe都是有限互溶。
  ⑵缩小γ相区的元素：这类元素与封闭γ相区的元素相似，但由于在一定浓度范围出现了金属化合物，破坏了γ圈，使γ相可以在相当大的浓度范围内与化合物共存。B、Zr、Nb、Ta、S、Ce等属于这类元素。
综述合金元素（包括碳）在各种钢的作用（结合钢种详细说明要具体到某一型号的钢）
一 结构钢：
1 调质钢  30CrMo C（0.26-0.34） Mn Cr Mo
合金元素的作用：
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，与碳配合可以增大钢的加工硬化率，提高钢的耐磨性。
铬：增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。铬还可以提高钢的回火稳定性、抗氧化和抗气体腐蚀能力。
2 渗碳钢  18Cr2Ni4WA  C（0.13-0.19）W  Cr Si Mn  Ni
合金元素在渗碳钢中的作用
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，与碳配合可以增大钢的加工硬化率，提高钢的耐磨性。
铬：增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。铬还可以提高钢的回火稳定性、抗氧化和抗气体腐蚀能力。
钨：细化奥氏体晶粒
镍：提高钢的淬透性
为获得良好的渗碳性能  凡是形成碳化物的元素，当它们溶于奥氏体时，都可以增加钢表面对碳的吸收能力；于此同时，它们都减慢碳在奥氏体中的扩散。非碳化合物形成元素则减小钢件表面碳的吸收速度，如硅、镍、铜等，同时加速碳在奥氏体中的扩散。因而加入这类元素，往往可以使渗碳层的含碳量分布变平缓，并使表面层含碳量适当减少。
3 弹簧钢 60Si2CrVA  C（0.56-0.64） Si  Mn  Cr  V
弹簧钢中合金元素的作用如下：
⑴碳：主要用来满足钢材的强度。
⑵铬、锰：主要是增大钢的淬透性，以保证大截面弹簧强度的要求。
⑶硅：主要用来提高钢的弹性极限和屈服强度。
⑷钒：用来细化奥氏体晶粒，提高钢的耐磨性，以增大钢的强度和韧性。
二、轴承钢 GCr15  C（0.95-1.05） Mn  Si  Cr
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
铬：目的是增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。
硅：目的是溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。而且，由于硅能显著提高低温回火时马氏体的抗回火稳定性，从而使钢保持高强度、高硬度，但硅多时钢的脱碳敏感性增大。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，但锰多时产生淬火裂纹的倾向和残余奥氏体量将增大。
稀土元素可以改善钢中夹杂物的分布，改善钢的范性和韧性。
三、工具钢
1 低速刃具及量具用钢 9SiCr  C（0.85-0.95） Si  Mn  Cr
合金元素的作用：
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，提高钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。
铬：增大钢的淬透性，增大钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒，。
硅：增大钢的抗回火软化能力，减少淬火变形。
2 高速钢  W18Cr4V  C（0.7-0.8）W  Mo  Cr  V  Si  Mn  Al
合金元素的作用：
高碳：可保证形成足够的合金碳化物量和马氏体中有足够的含碳量，使钢具有高的耐磨性和高的硬度。同时，由于合金碳化物数量多，在淬火加热时溶入奥氏体中碳化物的数量相应增多，使淬火后马氏体中的合金度提高，从而增大二次硬化效果，有利于红硬性的提高。
钨和钼：主要目的是造成二次硬化，以保证高的红硬性。
钒：提高钢的耐磨性，还能明显提高钢的抗氧化能力和抗回火能力。
铝：显著提高钢的硬度和红硬性，降低刀具的磨损。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，提高钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。
铬：增大钢的淬透性，增大钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。
硅：溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。硅还能显著提高低温回火马氏体时的抗回火稳定性，使钢保持高硬度和高强度。
四、耐蚀钢 1Cr13 C（≦0.08） Si  Mn  Cr  Ni
合金元素的作用：
铬:  铬是决定不锈钢耐蚀性能的主要元素。钢中若含有足够的铬，钢在氧化性介质中就可形成以Cr2O3为基体的稳定的表面防护膜；同时铬能有效地提高固溶体（铁素体、马氏体或奥氏体）的电极电位，从而使钢不受腐蚀。
碳：一方面它是稳定奥氏体的元素，并且作用很大；另一方面，由于碳和各的亲和力很强，它与铬可形成一系列的复杂碳化物。因此，钢中含碳量越高，其抗腐蚀性就越低。
镍： 镍与各互相配合可以显著提高钢的耐蚀性。
锰： 可以部分的代替镍，是形成奥氏体的合金元素。
硅：溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。硅还能显著提高低温回火马氏体时的抗回火稳定性，使钢保持高硬度和高强度。
五、耐热钢
1 铁素体珠光体耐热型钢 12Cr1MoV
合金元素在这类钢中的作用是：
硅和铬可以提高钢在580-650℃的抗氧化和抗气体腐蚀能力。
铬、钼、钨等中强碳化物形成元素能形成合金渗碳体或特殊碳化物，强碳化物形成元素如钒、钛则形成VC、TiC等碳化物，由其造成的沉淀强化使钢保持较高的蠕变强度。
铬和钼等元素可以溶入固溶体起到固溶强化作用，同时它们还降低碳在固溶体中的扩散速度；当它们进入碳化物中可以增加碳化物中原子的结合力。
2 奥氏体耐热钢  Cr15Ni26MoTi2AlVB