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金屬熱處理工藝的幾個基本概念

發(fā)布者：源晟鍵時間：10/7/2019 5:47:40 PM

金屬熱處理工藝的幾個基本概念-佛山市源晟鍵焊管機械模具有限公司分享

熱處理工藝一般包括加熱

、保溫

、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程

。這些過程互相銜接

，不可間斷

。加熱是熱處理的重要工序之一。
金屬熱處理的加熱方法很多

，最早是采用木炭和煤作為熱源

，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制

，且無環(huán)境污染

。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬

，以至浮動粒子進行間接加熱

。

金屬加熱時，工件暴露在空氣中

，常常發(fā)生氧化

、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響

。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中

、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱

。

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一

，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題

。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異

，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織

。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間

，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間

，使內(nèi)外溫度一致

，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時

，加熱速度極快

，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長

。

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟

，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度

。一般退火的冷卻速度最慢

，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快

。但還因鋼種不同而有不同的要求

，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理

、表面熱處理和化學熱處理三大類

。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同

，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝

。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織

，從而具有不同的性能

。鋼鐵是工業(yè)上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜

，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多

。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s

，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝

。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火

、淬火和回火四種基本工藝

。

退火是將工件加熱到適當溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間

，然后進行緩慢冷卻

，目的是使金屬內(nèi)部組織達到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能

，或者為進一步淬火作組織準備

。

正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似

，只是得到的組織更細

，常用于改善低碳材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理

。

淬火是將工件加熱保溫后

，在水、油或其它無機鹽

、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻

。淬火后鋼件變硬，但同時變脆

。為了降低鋼件的脆性

，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻

，這種工藝稱為回火

。退火、正火

、淬火

、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切

，常常配合使用

，缺一不可。

“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同

，又演變出不同的熱處理工藝

。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝

，稱為調(diào)質(zhì)

。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間

，以提高合金的硬度

、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理

。

把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行

，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理

；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理

，它不僅能使工件不氧化，不脫碳

，保持處理后工件表面光潔

，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理

。

表面熱處理是只加熱工件表層

，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝

。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度

，即在單位面積的工件上給予較大的熱能

，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理

，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰

、感應電流、激光和電子束等

。

化學熱處理是通過改變工件表層化學成分

、組織和性能的金屬熱處理工藝?div id="d48novz" class="flower left">

；瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分

。化學熱處理是將工件放在含碳

、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體

、液體、固體)中加熱

，保溫較長時間

，從而使工件表層滲入碳、氮

、硼和鉻等元素

。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火

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；瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲氮

、滲金屬

。

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