一、 預備熱處理：去應力退火 (Stress Relief Annealing)

1. 升溫：緩慢升溫至 500℃ - 600℃。
2. 保溫：保溫 2-4 小時。
3. 冷卻：隨爐緩冷至 200℃ 以下出爐。
4. 目的：消除鑄造過程中產生的熱應力，為后續高溫淬火 “保駕護航”。

二、 主熱處理：高溫淬火 (Hardening/Quenching)

1. 升溫階段（防開裂關鍵）：
   • 低溫預熱：先升溫至 350℃ - 400℃，保溫 1-2 小時。
     • 原因：高鉻鑄鐵導熱性差，預熱可以減少熱沖擊，防止開裂。
   • 高溫加熱：繼續升溫至 950℃ - 1050℃（具體溫度視鉻含量而定，鉻含量越高，溫度通常越高）。
2. 保溫階段（均質化）：
   • 時間：通常按 25mm 壁厚 / 1 小時 計算，或通過觀察金相確定。
   • 目的：
     • 使基體組織奧氏體化。
     • 讓部分碳化物溶解到基體中，增加淬透性。
     • 但時間不宜過長，否則晶粒會粗大，導致韌性下降。
3. 冷卻階段（淬火）：
   • 方式：空冷或風冷（強制鼓風）。
     • 注意：高鉻鑄鐵淬透性好，通常不需要水冷，水冷極易導致開裂。
   • 終止溫度：冷卻至 200℃ 以下（手摸不燙手）。

三、 最終熱處理：低溫回火 (Tempering)

1. 升溫：加熱至 200℃ - 250℃。
   • 注意：溫度不能超過 300℃，否則會出現 “回火脆性”，導致硬度急劇下降。
2. 保溫：保溫 2-4 小時。
3. 冷卻：空冷至室溫。
4. 目的：
   • 消除淬火應力（防止使用中開裂）。
   • 析出細小的二次碳化物，進一步提高耐磨性。
   • 穩定尺寸。

四、 典型熱處理工藝曲線示例（以 Cr15Mo3 為例）

1. 鑄造狀態 -> 2. 升溫至 550℃（去應力，可選） -> 3. 升溫至 1000℃（淬火加熱） -> 4. 保溫 2h -> 5. 風冷至室溫 -> 6. 升溫至 220℃（回火） -> 7. 保溫 2h -> 8. 空冷 -> 成品。

五、 熱處理后的理想性能

1. 硬度：HRC 58 - 65。
   • 如果硬度低于 HRC 55，說明淬火溫度不夠或冷卻太慢（出現了珠光體）。
2. 金相組織：
   • 基體：馬氏體 + 殘余奧氏體。
   • 碳化物：斷裂的網狀或孤立狀的 M7C3 型碳化物（這是耐磨的骨架）。
3. 沖擊韌性：雖然高鉻鑄鐵很脆，但熱處理后應保證有一定的沖擊值（ak > 3-4 J/cm²），以抵抗安裝時的敲擊。

六、 常見熱處理缺陷及對策