温故而知新-----金属热处理知识

albert.tang · 发表于 2016-10-25 20:45:30

本帖最后由 albert.tang 于 2016-10-25 20:51 编辑

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

1 整体热处理

是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善低碳材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火：是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。

回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。

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“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

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2 表面热处理

只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

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3 化学热处理

通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

4 结束语

热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。它可以控制工件的很多性能，如耐磨、耐腐蚀、磁性等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

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小河HH · 发表于 2016-10-25 20:54:05

热处理知识很重要，谢谢楼主，收下了。

未来第一站 · 发表于 2016-10-25 20:57:45

这分的太粗了，
尽然调质都没细化出来。

albert.tang · 发表于 2016-10-25 21:01:34

未来第一站发表于 2016-10-25 20:57 - @9 N! B0 n' h- x
这分的太粗了， % b' W2 n! a" \1 z4 z9 x* B' K$ h! Q
尽然调质都没细化出来。

放到四把火的组合里了，“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。。。。”

蓝衣服稻草人 · 发表于 2016-10-25 23:07:19

正火的组织更细，我一直都分不清正火和退火，受教了。

面壁深功 · 发表于 2016-10-26 07:03:59

比较容易混错的是正火、退火与回火

sunza501 · 发表于 2016-10-26 08:15:03

好像做非标设备都不怎么涉及材料的热处理，都是选常用的几种材料(也没几种)。。看了会忘，哎。。。

jssz19732326 · 发表于 2016-10-26 08:38:16

正火和退火一直搞不懂最终效果有什么区别

albert.tang · 发表于 2016-10-26 09:23:06

sunza501 发表于 2016-10-26 08:15 ; e& [/ z- m0 ^6 @6 g3 s6 O
好像做非标设备都不怎么涉及材料的热处理，都是选常用的几种材料(也没几种)。。看了会忘，哎。。。

不涉及机加工零件吗？很多零件机加后都要热处理的。

我走更远 · 发表于 2016-10-26 10:18:42

搞机械设计的，对材料要有一定的认识，而且对热处理也要有基本的知识，一些重要零件是一定要经过热处理的；热处理能大大提升材料的综合性能，远在春秋战国时代我国的武器已经有热处理的方法了。

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