35CrMo（中国牌号，一种应用非常广泛的中碳合金结构钢）的热处理工艺核心是调质处理，以获得高强度与良好韧性的最佳结合。其硬度值完全取决于热处理状态。

以下是35CrMo结构钢完整的热处理工艺及对应硬度的详细说明。

一、 热处理工艺详解

1. 最终热处理：调质处理（淬火 + 高温回火）

这是赋予35CrMo最终使用性能的最重要工序。

• 淬火：

• 目的： 获得高强度的马氏体组织。

• 温度： 840°C - 860°C（常用850°C）。必须精确控温，防止晶粒粗大。

• 冷却介质： 油冷。这是最安全、最常用的选择。对于形状简单的大件，可考虑“水-油双液淬火”，但需严格控制以防开裂。

• 淬火后硬度： 52 - 58 HRC（马氏体组织，脆性大，不能直接使用）。

• 高温回火：

• 目的： 消除应力，获得强韧性兼备的回火索氏体组织。

• 温度选择： 根据最终所需的硬度/强度确定（见下表）。

• 关键要求： 回火后必须快速冷却（水冷或油冷），以避免产生“第二类回火脆性”。

2. 预备热处理（锻/轧后或机加工前）

• 正火：

• 目的： 细化晶粒，均匀组织，改善切削加工性。

• 工艺： 加热至 850°C - 880°C，保温后空冷。

• 硬度： 约 250 - 320 HB。

• 退火：

• 目的： 进一步降低硬度，便于复杂零件切削。

• 工艺： 加热至 820°C - 850°C，保温后炉冷。

• 硬度： ≤ 241 HB。

3. 表面强化处理（可选）

• 感应淬火/火焰淬火：

• 在调质的基础上，对需要耐磨的表面（如轴颈、齿轮齿面）进行快速加热并淬火。

• 表面硬度： 52 - 58 HRC。

• 心部硬度： 保持调质后的硬度（如28-32 HRC），保持强韧性。

二、 硬度与性能对应关系（调质态）

调质后的硬度是衡量其强度级别的最直观指标。硬度由回火温度决定。

注意： 具体硬度值会因工件尺寸、淬火冷却强度等因素在一定范围内波动。

三、 标准热处理工艺路线示例

以制造一个中型传动轴（要求硬度30-35 HRC）为例：

1. 下料锻造 → 正火（860°C空冷） → 粗加工 → 调质处理：

• 淬火： 850°C加热，保温后油冷。

• 高温回火： 560°C 回火，保温后水冷。

• 结果： 获得硬度约 32 HRC，组织为回火索氏体。

2. 精加工 → 对轴颈进行感应淬火 → 180°C低温回火 → 成品。

四、 关键控制要点

1. 防止脱碳： 淬火加热必须在保护气氛或真空炉中进行，或采用可靠的防氧化措施，否则表面硬度会严重不足。

2. 预热： 对于复杂件或大截面工件，应在 500-600°C 预热，以减少热应力。

3. 回火脆性： 这是35CrMo等含Cr、Mo钢的关键特性。在 450°C - 550°C 温度区间回火或高温回火后慢冷，都会导致冲击韧性大幅下降。因此必须避免在此区间回火，且高温回火后必须快冷。

4. 及时回火： 淬火后工件内应力极大，必须在4-6小时内进行回火，以防开裂。

总结

• 预备态（正火/退火）硬度： 220-320 HB，便于加工。

• 使用态（调质后）硬度： 可在22-42 HRC范围内广泛调整，通过改变回火温度来匹配不同的强度与韧性要求。

• 最经典、最常用的调质硬度范围是 30-38 HRC，此时材料的综合力学性能最优。

在实际生产中，最终的热处理工艺参数（尤其是回火温度）需根据零件的具体性能要求、截面尺寸进行微调，并通过工艺试验最终确定。