淬火回火退火正火区别：日本图纸HQ-HT热处理符号解读
设想一个典型场景（虚构）：一张日本的轴类零件图，材质栏写着 S45C，旁边有一行小字 HQ-HT，HRC 50–55。另一张图上只写了"調質"（日语读 choshitsu，对应国内说的"调质"）。无论你是在国内加工这个零件、做来料检验，还是向热处理厂询价，都得先弄清楚这些标记到底要求做什么。
它们都是热处理标注。HQ、HT、HA、HNR 是 JIS（日本工业标准）中分别表示淬火、回火、退火、正火的工艺符号，也就是钢的四种基本热处理。本文先给出符号与术语的速查表，再说明每种处理的作用和使用时机，最后附上与日方、热处理厂沟通用的确认清单和询问邮件范例。
目录
日本图纸上的热处理符号
JIS B 0122（加工方法符号）用字母 H 表示热处理，后面再接表示具体工艺的字母。日本的图纸和工艺卡就用这些符号，多道工序用连字符连接，表示先后顺序，例如"HQ-HT"就是先淬火、再回火。该标准还允许在不会与其他加工符号混淆时省略开头的 H。
下表把符号、日语读音、中文术语和作用放在一起，方便对照。国内图纸一般直接写中文工艺名称（如"淬火+回火"），而不是写这类字母符号。
| 符号 | 日语读音 | 中文术语 | 作用 |
|---|---|---|---|
| HQ | yakiire | 淬火 | 加热到相变点以上，再快速冷却，使钢变硬 |
| HT | yakimodoshi | 回火 | 把淬火后的钢重新加热到相变点以下，牺牲一部分硬度来换取韧性 |
| HA | yakinamashi | 退火 | 加热后在炉内缓慢冷却，使钢变软或消除应力 |
| HNR | yakinarashi | 正火 | 加热到相变点以上后在空气中冷却，使组织细化、均匀 |
| HQ-HT | yakiire yakimodoshi | 淬火+回火 | 最常见的组合：先淬硬，再回火 |
| （只写文字） | choshitsu | 调质（淬火+高温回火） | 淬火后在较高温度回火，兼顾强度与韧性 |
符号后面还可以加第三个字母表示细分工艺。据销售商手册转载的 JIS B 0122 表格，常见的有 HAF（完全退火）、HAS（球化退火）、HAR（去应力退火）、HQI（感应淬火）、HQF（火焰淬火）、HNT（渗氮）、HSZ（冷处理）。表面硬化相关的符号在后文单独说明。
符号旁边还常出现两个日语词：热处理在日语里写作"熱処理"（netsu shori），硬度写作"硬さ"（katasa），后面通常跟着 HRC 50–55 这样的范围。看不懂日本图纸的整体格式时，可参考。
热处理为什么能改变钢的性能
热处理是通过加热、保温和冷却改变金属内部组织和性能，而不改变零件形状的加工方法。它不像切削、冲压那样改变外形，零件看起来几乎没变，所以处理得好不好，只能靠硬度检测和裂纹检查来判断。
钢能通过热处理改变性能，是因为铁的晶体结构会随温度变化。常温下的碳素钢由软的铁素体和珠光体组成，珠光体是铁素体与渗碳体（铁与碳的化合物）交替排列的层状组织。
加热到相变点以上，组织就转变为碳溶于铁中的奥氏体。（相变点在日语里写作"変態点"，hentaiten，国内教材一般称临界点 Ac1、Ac3。）接下来冷却得多快，决定了回到常温后的组织。
缓慢冷却，会回到较软的铁素体加珠光体；快速冷却，碳来不及析出，被"锁"在晶格里，形成硬的马氏体。冷却越快组织越硬、越慢越软，这就是热处理的基本规律。
关于钢在金属、树脂、陶瓷等材料中的位置，可参考，本文只讨论钢。
是否加热到相变点以上，以及冷却的快慢，决定了属于哪一种处理。
注：相变点随钢的含碳量和合金成分而变。S45C 的相变点约为 780℃（这里指亚共析钢的 Ac3）。
按图1的两条轴线——"是否超过相变点"和"怎么冷却"——来定位这四种处理，就不容易混淆。需要注意的是，退火和正火的区别主要就在冷却方式上。
淬火、回火、退火、正火对比
图2把四种处理并排对比。表中温度是以 S45C 这类机械结构用中碳钢为前提的参考值，S45C 常被列为 AISI 1045、EN C45 的对应钢号；在国内与它近似对应的是 GB/T 699 的 45 钢。实际条件由热处理厂根据钢种、尺寸和要求的硬度确定。
可分为两组：淬火和回火负责"变硬"，退火和正火负责"调整"。
注：温度为东部金属热处理工业协会、基恩士（Keyence）及各热处理厂技术资料中的一般参考值。符号依据 JIS B 0122。
"硬化组"和"调整组"
四种处理可以按两对来记。淬火和回火是配合使用，赋予零件所需的硬度和强度。只淬火的钢又硬又脆，所以几乎总是要接着回火。
退火和正火则用来修正锻造、焊接后不均匀的组织和残余应力，为下一道工序做准备。它们的主要作用通常不是决定最终硬度，而是在生产途中让材料处于便于加工的状态。下面逐一说明。
淬火（yakiire，HQ）：快速冷却使钢变硬
淬火是把钢加热到相变点以上，形成奥氏体，再用水或油快速冷却。JIS G 0201 把它定义为使钢材以比静止空气更快的速度冷却的操作，目的是让钢变硬、变强。
快速冷却时，溶在奥氏体中的碳来不及析出，被锁在晶格中，转变为硬的马氏体。齿轮、轴、刀具、模具等需要耐磨或承受大载荷的零件，大多经过这种处理。
加热得到奥氏体，快冷得到马氏体，回火后变为韧性较好的组织。
注：缓慢冷却时不会形成马氏体，而是回到铁素体＋珠光体（退火、正火）。
淬火温度：略高于相变点
淬火加热温度并不是越高越好。据东部金属热处理工业协会的解说，S45C 的理想淬火温度是比相变点（约 780℃）高 30–50℃，即 820–870℃。零件较大或淬火介质冷却能力较弱时，取偏高的温度更容易淬硬。
反过来，温度过高会使晶粒粗化，得到粗大的马氏体，更容易产生淬火裂纹。同一资料把 S45C 从 950℃淬火列为不适当的条件。
淬火介质、尺寸效应和淬透性
冷却速度由淬火介质决定，该资料给出的冷却能力顺序为水、盐浴、油依次降低。但冷得越快，表面与心部的温差越大，变形和开裂的风险也越高。要根据钢种和形状，在硬度与抗开裂之间选择合适的介质，这正是热处理厂的功力所在。
另一个重要概念是尺寸效应（JIS 称"质量效应"）。JIS G 0201 将其定义为：随质量或截面尺寸不同，淬硬深度变化的程度。简单说就是零件越粗，心部冷得越慢，越不容易淬透。
淬透性（钢转变为马氏体的难易程度）高的钢可以弥补这一点。像 S45C 这样的碳素钢在某个尺寸下淬不透心部，而加了铬、钼的合金钢 SCM435 就更容易淬透。SCM435 在国内近似对应 35CrMo（GB/T 3077），美国钢号对照表中多列为 AISI 4135 或 4137。这也是日本图纸对大直径高强度零件常指定合金钢的原因之一。
淬火裂纹与变形
淬火时钢的体积会变化，零件内部留下较大的应力。若形状上有突然的台阶、尖角，或壁厚差很大，应力就会集中在这些位置，增加淬火裂纹和翘曲的风险。
因此，要淬火的零件在设计阶段就应考虑倒圆角、减小壁厚差。淬火后如果放置不管，内应力还可能让裂纹扩展、变形加重，所以基本原则是淬火后尽快回火。
回火（yakimodoshi，HT）：淬火之后赋予韧性
回火是把淬火后的钢重新加热到相变点以下，保温后再冷却。JIS G 0201 的定义是：一般在淬火硬化之后，在特定温度均热一次以上，再以适当速度冷却的热处理。
淬火态的马氏体很硬，但脆，且带有内应力。回火就是把硬度降到所需水平，换取韧性：回火温度越高，硬度和抗拉强度越低，伸长率和断面收缩率越大。
想保留硬度用低温，重视韧性用高温，中间有一段应避开的温度区间。
注：温度为基恩士、东部金属热处理工业协会和 Kotobank（回火脆性词条）的参考值。合适的温度因钢种而异。
低温回火：用于要保持硬度的零件
低温回火在 150–200℃ 左右进行，几乎不降低硬度，但能缓解淬火带来的脆性和开裂敏感性。它用于硬度第一的零件，如刀具、工具和耐磨件。例如碳素工具钢（JIS 的 SK 材，国内近似对应 GB/T 1298 的 T7–T12 系列）通常在 150–200℃ 回火。
冲压模具行业常用的冷作模具钢 SKD11（常与 AISI D2 对照，国内近似对应 Cr12Mo1V1，俗称 Cr12MoV 的一类），重视耐磨性时在 150–200℃ 回火，重视韧性时在 500–550℃ 回火。同一个钢种，会根据用途选择完全不同的回火温度。
SKD11 这类高合金工具钢，淬火后一定会残留一部分残余奥氏体（没有完全转变成马氏体的组织）。它会随时间引起尺寸变化，所以热处理厂会在低温回火前加一道冷却到 0℃ 以下的冷处理，或者把高温回火重复两次以上来使其稳定。
高温回火与调质
机械结构用钢通常在 500–650℃ 的高温下回火。淬火后再高温回火的这种组合就是调质（日语 choshitsu），国内的叫法与之相同。JIS G 0201 的英文名为 thermal refining，定义为淬火后在约 400℃ 以上回火。
调质钢的硬度比淬火态低，但强度与韧性配合很好，抗冲击和抗交变载荷的能力强。在 550℃ 左右回火得到的组织称为索氏体，被视为机械结构用钢调质后的标准组织。轴、齿轮、螺栓等高强度零件大多用调质材料。
需要避开的温度区间
回火温度与硬度并不是简单的单调关系。碳素钢在 300℃ 左右回火时，会出现低温回火脆性，抗冲击能力反而下降，所以低温回火与高温回火之间的温度一般会被避开。
在 450–550℃ 附近还有高温回火脆性，原因被认为是杂质元素在晶界偏聚。已知添加钼可以缓解，这也是选用含钼合金钢的理由之一。
退火（yakinamashi，HA）：软化以便加工
退火是把钢加热、保温后，通常在炉内缓慢冷却。它与淬火相反，主要目的是让钢变软、便于加工，或消除内部应力。图纸上用符号 HA 表示。
退火有几种类型，各有不同目的，加热温度也从相变点以上到以下都有。只写"退火"，热处理厂并不清楚你要什么，所以实务中要写明是哪一种退火。
三者都叫退火，但加热温度和目的差别很大。
完全退火
完全退火是加热到比相变点高 30–50℃，形成奥氏体后缓慢冷却。冷却速度的参考做法是：碳素钢随炉冷却，合金钢以每小时 20℃ 以下的速度缓冷，降到 500℃ 以下后可以空冷。
得到的是铁素体和珠光体均匀分布的软组织。它常用于把锻造后又硬又不均匀的坯料恢复到易切削的状态。
球化退火
球化退火是在相变点附近的温度长时间保温，使钢中的碳化物聚集成圆球状颗粒。碳化物若仍呈层状或网状，刀具磨损快，冷锻或弯曲时也容易开裂。
碳化物球化后，同一种钢加工性大幅改善，后续淬火的结果也更稳定。这种处理在高碳工具钢和轴承钢上尤其常见。
去应力退火
去应力退火是加热到相变点以下再缓慢冷却，以减小残余应力。它的特点是不大改变组织，就能消除焊接、粗加工和冷加工产生的应力。
带着残余应力进行精加工，切削后零件会翘曲，使用过程中尺寸也会变化。焊接结构件和精度要求高的零件，在精加工前加一道去应力退火，可以避免尺寸走样。
正火（yakinarashi，HNR）：细化晶粒、恢复标准状态
正火是把钢加热到相变点以上形成奥氏体，然后在空气中冷却。JIS G 0201 同样把它定义为奥氏体化后空冷的热处理，图纸上写作 HNR。
经过高温锻造或轧制的钢，晶粒粗大，各处组织不一。正火把它整理成细小均匀的组织，使钢回到"标准状态"。一家热处理厂给出的例子是加热到 900–930℃ 后空冷。
两者的差别主要在冷却方式，冷却方式不同，最终硬度和用途也不同。
注：正火后的硬度随含碳量而变。
如何在退火和正火之间选择
正火是空冷，比炉冷的完全退火冷得更快，得到的组织更细。因此，正火后的硬度比完全退火更高，强度与切削性的平衡也较好。
实务中，以易切削为第一要求时，一般选退火。想把组织调细以稳定后续淬火，或者零件不需要淬火但要有一定强度时，就用正火。由于不必在炉内冷却，正火还能缩短处理时间、减少占用炉子的时间。
作为淬火前处理的正火
锻件的组织粗大就直接淬火，硬度容易不均，淬火裂纹和变形的风险也会增加。因此常见的流程是：锻后先正火使组织均匀，再机械加工，然后淬火、回火。
正火也可以作为最终热处理，但更多时候它的定位是为下一道工序顺利进行所做的准备。
热处理在加工流程中的位置
同一个零件往往不止经过一种热处理。例如锻造的轴或齿轮，毛坯阶段先正火或退火，粗加工后淬火、回火，最后磨削精加工。各种处理在不同阶段各司其职，如图7所示。
调整材料状态的热处理和赋予性能的热处理，所处的阶段不同。
注：焊接结构件和精密零件，在精加工前也可能加入去应力退火。工序顺序因零件和企业而异。
淬火会使零件产生轻微变形，同时变硬后更难切削。因此基本做法是：对尺寸精度要求高的表面，在淬火前留出精加工余量，热处理后再磨削到尺寸。哪些尺寸在热处理前加工、哪些留到之后，需要生产技术与设计人员协商确定。
图纸上如何标注热处理
日本图纸或工艺卡上，热处理多用符号标注，即本文开头表中的 JIS B 0122 符号。除符号外，多数图纸还会写出热处理后要求的硬度范围，如 HRC 50–55。原因很简单：来料检验时判定合格与否的，是最终硬度，而不是用了什么方法。
国内图纸的习惯略有不同，常写成"调质 28–32HRC"或"淬火＋回火 HRC50–55"这样的技术要求。拿到日本图纸时，把符号换成中文工艺名称、硬度范围原样保留，通常就够用了。
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表面硬化要单独标注
本文这四种处理都是加热整个零件的整体热处理。如果只需要表面硬、心部保持韧性，比如齿轮的齿面或轴的滑动部位，图纸上就会改写表面硬化处理：感应淬火、火焰淬火、渗碳或渗氮。JIS B 0122 为它们另设了符号，如感应淬火 HQI、渗氮 HNT。
表面硬化有时与电镀、涂装一起归入表面处理。先判断是整体都要硬，还是只需表面硬，才能让成本和性能都不浪费。
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钢号对应：JIS 与国内常用牌号（近似）
日本图纸上的钢号，在国内采购时常需要换成对应牌号。下表列出本文用到的钢号，只是近似对应，不能当成"完全相同"。化学成分、热处理后的性能要求和检验规定都可能有差别，替换前必须与日方或设计方书面确认。
| JIS 钢号 | 国内近似对应（GB） | 常见的美国对照 | 备注 |
|---|---|---|---|
| S45C | 45 钢（GB/T 699） | AISI 1045；EN C45 | 中碳钢，最常见的调质材料 |
| SCM435 | 35CrMo（GB/T 3077） | AISI 4135 或 4137 | 铬钼合金钢，美国对照因资料而异 |
| SCM440 | 42CrMo（GB/T 3077） | AISI 4140 | 强度比 SCM435 更高，用于重载轴类、螺栓 |
| SK 材（碳素工具钢） | T7–T12 系列（GB/T 1298） | — | 具体 SK 等级要逐一对应 |
| SKD11 | Cr12Mo1V1（GB/T 1299），常被俗称 Cr12MoV | AISI D2 | Cr12MoV 的成分与 SKD11 略有差别，不能随意互换 |
与日方供应商、热处理厂确认的事项
热处理常常外协给专业的热处理厂。无论是你向热处理厂下单，还是接收日方供应商发来的零件，事先把下面这些点谈清楚，可以避免验收时的争议。如果属于汽车行业等对特殊过程管理严格的客户，部分客户还会要求热处理厂通过 CQI-9 等热处理体系评估，需要提前问清。
- 钢种。明确的 JIS 钢号（如 S45C、SCM435）。如果打算改用国内对应牌号（如 45 钢）或 AISI 1045，必须取得书面认可，因为热处理效果取决于实际化学成分。
- 处理类型。是 HQ-HT、HNR 还是 HA；退火要写明哪一种（完全退火、球化退火还是去应力退火）。如果图纸只写"调质"，要问清目标硬度或回火温度范围。
- 硬度范围。硬度标尺和范围，如 HRC 50–55。
- 硬度测量位置。由于尺寸效应，粗、细截面的硬度不同。要明确规定哪个位置必须达到多少 HRC。
- 对变形或裂纹敏感的部位。孔、尖角、薄壁等需要热处理厂特别注意的地方。
- 精加工余量。热处理后哪些面要磨削，留多少余量。
- 记录。除材料的材质证明书（质保书，mill sheet）之外，随货是否需要硬度检测记录或热处理证明。
下面是一封可以改写使用的询问邮件范例（零件、钢号和数值均为虚构）：
主题：关于图号 XXX-1234（轴，S45C）的热处理确认
我们正在审阅图号 XXX-1234 上的热处理要求"HQ-HT，HRC 50–55"，想请您确认以下几点：
- 硬度的测量位置（部位和测点数量）是什么？大直径部位也适用这个范围吗？
- 热处理后哪些表面要磨削？需要留多少精加工余量？
- 有没有对变形或开裂特别需要注意的部位？
- 如果满足硬度要求，能否用国内的 45 钢（或 AISI 1045）代替 S45C？
- 每批发货需要附带哪些检验记录？
感谢您的协助。
本文的局限
- 文中温度均为一般参考值，主要针对 S45C 这类中碳钢。合适的条件取决于钢种、截面尺寸、炉型和淬火介质，由热处理厂确定。
- 本文不是作业指导书。热处理涉及高温、淬火油和炉内气氛，应遵守热处理厂自己的作业规程和安全规定。
- S45C/45 钢、SCM435/35CrMo、SKD11/Cr12Mo1V1 等对应关系只是常见的近似对应，并非相同的规格。能否替换须与客户或设计方确认。
- 符号的用法因企业而异。有些图纸用企业内部的简称或文字代替 JIS 符号，不清楚时要看图纸注记或直接询问。
- 表面硬化、不锈钢、工具钢和有色金属各有自己的条件，本文只做简单提及。
小结
- 日本图纸上，HQ＝淬火，HT＝回火，HA＝退火，HNR＝正火（JIS B 0122），HQ-HT 表示淬火后回火。
- 热处理通过加热温度和冷却速度的组合，改变钢的组织和性能。
- 淬火是从相变点以上快速冷却使钢变硬，回火再调整硬度、赋予韧性。
- 回火分低温 150–200℃ 和高温 500–650℃（调质），300℃ 左右要避开。
- 退火在炉内缓冷，使钢变软、消除应力；正火空冷，使组织细化，常作为淬火前的准备。
- 量产前，与日方确认钢种、处理类型、硬度范围、测量位置和重点部位。
FAQ
日本图纸上的 HQ-HT 是什么意思？
HQ-HT 表示先淬火、再回火。HQ 是 JIS B 0122 中淬火（yakiire）的符号，HT 是回火（yakimodoshi）的符号。旁边通常会写出要求的硬度范围，如 HRC 50–55。
图纸上只写"調質"（choshitsu）是什么处理？
就是国内说的调质，即淬火后再较高温度回火，机械结构用钢一般是 500–650℃。JIS G 0201 的英文名是 thermal refining，英文规格书里对应的说法是 quenched and tempered（Q&T）。只写"调质"时，最好向日方问清目标硬度或回火温度范围。
退火和正火有什么区别？
主要区别在冷却方式。退火在炉内缓慢冷却，得到最软、最易切削的状态；正火在空气中冷却，组织比完全退火更细，硬度和强度也更高。
为什么淬火后必须尽快回火？
淬火态的马氏体很硬但脆，内应力很大，放置时间长了可能开裂或变形。回火能把硬度降到所需水平并增加韧性，所以应在淬火后尽快进行。
S45C 就是 45 钢吗？
两者是近似对应的中碳钢，S45C 也常与 AISI 1045、EN C45 对照，但各国标准并不完全相同。想用国内 45 钢替换 S45C，需要取得书面认可，并确认图纸规定的硬度要求仍然能满足且会被检验。
参考资料
- 淬火、回火、正火、退火、调质（thermal refining）、质量效应、淬透性的定义：JIS G 0201:2000 钢铁术语（热处理）（日文）
- 热处理工艺符号：JIS B 0122:1978 加工方法符号（日文）；符号表转载于由良产商《热处理的种类与符号》（日文，PDF）
- S45C 的淬火温度、淬火介质、回火温度和调质组织：东部金属热处理工业协会《机械结构用钢的淬火与回火》（日文）
- 回火温度区间和退火类型：基恩士《淬火、回火、退火、正火》（日文）
- 完全退火与正火：MonotaRO《完全退火与正火的作用》（日文）
- 工具钢回火、残余奥氏体和冷处理：MonotaRO《淬火与回火引起的金相组织变化》（日文）
- 马氏体等热处理组织：Proterial 特殊钢《关于热处理组织》（日文）
- 调质、正火、退火的处理条件：Nagato《调质、正火、退火》（日文）
- 淬火后立即回火的原因和回火温度区间：《钢的热处理 回火1 基础事项》（日文）
- 回火脆性的温度区间：Kotobank《回火脆性》（日文）
- S45C 的国外对应钢号（AISI 1045、EN C45）：Rapid Protos《S45C carbon steel》（英文）
- 国内牌号对应参考（需以现行版本核对）：GB/T 699、GB/T 3077、GB/T 1298、GB/T 1299
日文原文本指南改编自 MONOSCOPE 面向日本读者撰写的文章：焼入れ・焼戻し・焼なまし・焼ならしの違い｜鋼の熱処理の基本と使い分け
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关于编辑
MONOSCOPE 编辑FOUNDER & EDITOR曾在工厂设备制造商和工程公司工作约十年，负责设备的方案、设计与试运行，之后转向网络营销。现为 B2B 制造企业的网络顾问，帮助企业讲清自己的产品与技术。持有日本国家资格“能源管理士”和“第三种电气主任技术者”。
自 2017 年起运营技术博客（500 余篇文章），日文 YouTube 频道约有 2 万订阅。每篇指南都从日本生产现场的视角撰写，并对照所引用的标准进行核实。
