金屬熱處理12075

1、金屬熱處理金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定的時間后，又以不同速度冷的一種工藝。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形

2、工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們認識。早在公元前770~前222年，中國人在生產實踐中就已發(fā)現，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就

3、是制造農具的重要工藝。公元前六世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。中國河北省易縣燕下都出土的兩劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經過淬火的。隨著淬火技術的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現淬冷劑對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢（公元前206~公元24）中山

4、靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0.15~0.4%，而表面含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝，但當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。1863年，英國金相學家和地質學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內部會發(fā)生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉變?yōu)橐环N較硬的相。法國人奧斯蒙德確立了鐵的同素異構理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現代熱處理上工藝初步奠定了理論基礎。與此同時，人們

5、還研究了在金屬熱處理過程中對金屬的保護方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。1850~1880年，對于應用各種氣體“（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進行保護加熱增有一系列專利。1880~1890英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。二十世紀以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術的移植應用，使金屬熱處理工藝得到更大的發(fā)展。一個顯著的進展是1901~1925年，在工業(yè)生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳；30年代出現露點電位差計，使爐內氣氛的碳勢達到

6、可控，以后又研究出。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?！八陌鸦稹彪S著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同折熱處理工藝。為了獲最一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。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效而緊密地結合起來進行

7、，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱外理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱外理，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，還可能通入滲劑進行化學熱處理。表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其層力學性能金屬熱處理工藝。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量，使工件表層或局部能短時間或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火

8、焰淬火和感應加熱熱處理，常用熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等?；瘜W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?；瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后面改變了工件表層的化學成分?；瘜W熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質（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，有時還要進行其他熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲碳、滲氮、滲金屬

9、。熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體上說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態(tài)，以利于進行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經熱處理齒輪成倍或幾十倍的提高；另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。緊固件