金属材料的热处理

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1、金属材料的热处理退火：将工件缓慢加热至所需要的温度，并在该温度下保温一段时间，然后缓慢冷却到一定温度出炉，再在空气中冷却。其目的是：●减低硬度，改善切削加工性能。●改善机械性能。●增加塑性或恢复经冷加工硬化后的塑性。●细化晶粒，使组织均匀。●为淬火做准备。●消除内应力。正火：将工件加热至相温度（如钢为Ac3或Acm以上30～50°温一段时间后，再在空气中冷却。其目的是：●消除内应力。●细化晶粒，均匀组织。●改善不合理组织。●获得一定的机械性能，改善切削加工性能。淬火：将工件加热至一定温度，然后急剧冷却，阻止奥氏体向珠光体转变，使其转变为具有高硬度的马氏体组织。其目的是：●增加工

2、件的硬度和耐磨性。●为获得一定机械性能先进行淬火再进行回火，以控制回火。●温度的高低来达到所需的机械性能（弹性模量、强度、韧性）。●为改变金属某些物理及化学性质。钢的淬透性：工件在淬火时，由表及里的淬硬层（指淬成1/2马氏体部位的深度）。淬硬性（可慢性）：是指钢淬火后能否硬化的性质。等温淬火：将工件自加热炉中取出后，淬入一定温度的盐浴中，并使其等温转变为所需要的组织。火焰表面淬火：是将工件的表面，用强烈的火焰迅速加热到临界温度以上（Ac3以上20～100°C），并立即冷却，使其表面具有高的硬度，而心部具有足够的强度与韧性。其特点是：●设备简单，易推广。●可在工件任何部位淬硬，而

3、不影响其它部分。●淬火后工件变形小。表面清洁无氧化、脱碳现象。●不易准确控制表层加热温度。电解液中加热表面淬火：工件浸入电解液中作为负极，通电后在工件表面产生大量氢气泡并形成气膜，将工件与电解液隔开，由于气体是不良导体，气膜成为电阻体，当有很大的电流通过时，产生大量的热，使工件浸入电解液中的部分迅速被加热，随即予以快速冷却，使工件表面淬硬。其特点是：●生产率高，易自动化。●成本低，质量优。●需一套功率较大的高压直流电发生装置。而且工件加热不均匀。高（中）频感应加热表面淬火：利用高频电磁感应的“集肤现象”使工件表面迅速冷却，并使其表面淬硬。其特点是：●硬度比一般淬火高2～3（HR

4、C）。●变形小，工件不脱碳，不起氧化皮。●可局部淬火，淬透层深度易控制。●需一套高（中）频设备，但能好较大。回火：将工件加热到相变温度以下的某一温度，保温一段时间后，自然冷却，其目的是：●消除淬火时的内应力。●获得需要的金相组织和提高韧性，达到所需要的机械性能。调质：将钢淬火后进行高温（500～600°C）回火，其目的是：●细化晶粒。●获得均匀的有一定弥散度和具有优良综合机械性能的回火索氏体。时效：是回火的一种特殊形式，目的是消除机械零件、半成品或毛坯的内应力。它分为：●自燃时效：不需任何加热，紧靠长时间保存。●人工时效：将工件加热到较低的温度，较长时间保温，再缓慢冷却到室温。

5、冷处理：将淬火后工件过冷至0°C以下，使残余奥氏体转变马氏体。其目的是：●提高淬火钢的硬度。●稳定工件的尺寸，防止在使用过程中变形。●提高钢的铁磁性。化学处理：将钢加热到高温（奥氏体），使另一种元素渗入其表面，改变表面的化学成分，再通过相应的热处理，达到所需的表面化学性质、物理性质、机械性能等要求。化学处理包括渗碳处理、氮化处理、碳氮共渗、渗元素（渗铝、渗铬、渗硼、渗硅、渗硫）处理等。渗碳处理：固体渗碳：利用固体渗碳剂-木炭并加入促进剂：碳酸钡、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠等在加热状况下使碳渗入金属表层。其特点是：●操作容易，渗碳剂易购。●设备简单，适用范围大。●质量不易控制，劳动强

6、度大，时间长。液体渗碳：利用液体熔盐-碳化硅、氰化盐等对钢进行渗碳。其特点是：●时间段短。●神探后可直接淬火，工件表面不氧化或脱碳。●能保证神探质量，变形量小。●不适宜大量生产。气体渗碳：利用气体化学剂（甲烷、乙烷等）或液体化学剂（苯、煤油、，酒精等）雾化后通入气体渗碳炉中，对工件进行渗碳。其特点是：●操作方便，时间短。●可控制渗碳层的浓度，可直接淬火。●炉中气氛需严格控制，设备复杂。氮化处理：利用氨在一定温度（500～600°C）下所分解的氮原子向金属内部扩散，从而改变金属表面的机械性能和物理化学性质。其目的是提高工件的耐磨性、疲劳强度及抗腐蚀性。软氮化：软氮化又称”活性氮化

7、”,分气体软氮化和液体软氮化。气体软氮化多采用含碳、氮的有机化合物，如尿素、甲酰胺等，在加热时分解为软氮化气体，使活性氮、碳原子渗入工件表面。液体氮化实际上是采用无毒的氰化盐，在低温时的氰化（碳氮共渗）处理。其目的为：●提高工件表面硬度和耐磨性。●提高工件抗疲劳强度和减低缺口敏感性。●有一定的耐腐蚀性。离子氮化：在真空容器中，工件为阴极，离子氮化炉壁为阳极，在高压直流电场作用下，当炉内通入氨气或分解氨气时，即可被电离，氮的正离子快速冲向工件（阴极），轰击需氮化的工件表面，放出大量热能，伴有辉