20 钢正火工艺优化验证实操记录表（带合格标准 + 模拟数据）
记录编号：YZ-2025-001 验证日期：2025 年 XX 月 XX 日操作人：XXX 复核人：XXX
一、 试样基本信息
组别 试样编号 钢种 规格（mm） 原始缺陷
对照组 YZ-001/002/003 20 钢 φ10×10 晶粒粗大、魏氏组织、带状组织
验证组 1 YZ-004/005/006 20 钢 φ10×10 同上
验证组 2 YZ-007/008/009 20 钢 φ10×10 同上
验证组 3 YZ-10/11/12 20 钢 φ10×10 同上
二、 热处理工艺执行记录
组别 加热温度（℃）
实际偏
差（℃）
保温时
间（h）
实际偏差
（min）
冷却方
式
工艺执行情
况（正常 / 异常）
异常
说明
对照
组
980 +5 2 +8
强风空
冷
正常 -
验证
组 1
910 -3 -5
无风空
冷
正常 -
验证
组 2
扩散退火
1050 + 正火 910
+2/-1 3+ +10/-3
随炉冷
却 + 无风空
冷
正常 -
验证
组 3
第一次正火
910 + 第二次正火
910
0/+2 1+1 0/+5
无风空
冷 + 无风空
冷
正常 -
三、 金相组织检测记录
合格标准备注：铁素体 80%-85%、珠光体 15%-20%、晶粒等级 8-10 级、片层间距≤μm、无缺陷
组别
试样
编号
铁素体
含量（%）
珠光体
含量（%）
晶粒
等级（级）
片层间
距（μm）
缺陷情
况（无 / 有）
缺陷描述
组织判定
（合格 / 不合
格）
对照
组
001 89 11 5 有
晶粒粗大、
魏氏组织、带状
组织
不合格
002 87 13 5 有 同上 不合格
003 88 12 4 有 同上 不合格
验证
组 1
004 83 17 8 无 - 合格
005 84 16 9 无 - 合格
006 82 18 8 无 - 合格
验证
组 2
007 81 19 9 无 - 合格
组别
试样
编号
铁素体
含量（%）
珠光体
含量（%）
晶粒
等级（级）
片层间
距（μm）
缺陷情
况（无 / 有）
缺陷描述
组织判定
（合格 / 不合
格）
008 82 18 9 无 - 合格
009 83 17 8 无 - 合格
验证
组 3
010 82 18 10 无 - 合格
011 81 19 9 无 - 合格
012 83 17 10 无 - 合格
四、 力学性能检测记录
合格标准备注：硬度 180-220HB、抗拉≥400MPa、屈服≥240MPa、冲击功≥40J
组别
试样编
号
布氏硬度
（HB）
抗拉强度
（MPa）
屈服强度
（MPa）
冲击功
（J）
性能判定（合格 /
不合格）
对照
组
001 162 345 198 22 不合格
002 165 350 202 24 不合格
003 160 338 195 21 不合格
验证
组 1
004 192 420 255 43 合格
005 198 430 260 45 合格
006 190 415 250 42 合格
验证
组 2
007 205 440 265 46 合格
008 202 435 262 47 合格
009 200 430 260 45 合格
验证
组 3
010 210 450 270 50 合格
011 208 445 268 49 合格
012 212 455 272 51 合格
五、 验证结果汇总
组别 组织合格率（%） 性能合格率（%） 核心缺陷消除情况
工艺适用性评价（优 / 良 /
差）
对照组 0 0 缺陷无改善 差
验证组
1
100 100 完全消除 良
验证组
2
100 100
完全消除，组织均匀性
最优
优
组别 组织合格率（%） 性能合格率（%） 核心缺陷消除情况
工艺适用性评价（优 / 良 /
差）
验证组
3
100 100 完全消除，晶粒最细小 优
六、 最终结论与建议
最优工艺参数推荐：验证组 2（扩散退火 1050℃×3h 随炉冷却 + 正火 910℃× 无风空冷），兼顾组
织均匀性与性能稳定性；对韧性要求极高的工件，可选用验证组 3 二次正火工艺。
批量生产工艺调整建议：所有 20 钢正火工件执行验证组 2 工艺，严格控制加热温度偏差≤±5℃，保温时
间偏差≤±5min，采用无风空冷，避免强风冷却导致组织异常。
后续质量监控重点：每批次抽检 3 件，检测晶粒等级和硬度，确保工艺参数执行到位，避免缺陷复发。
