机械制造基础论文 热处理工艺.doc

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1、《机械制造基础》课程论文论文名称热处理工艺学生姓名学号系、年级专业授课教师职称2010年12刀6日热处理工艺【摘要】金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业屮应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金

2、属热处理的主要内容。【关键词】热处理退火正火淬火冋火温度【前言】在从石器吋代进展到铜器时代和铁器时代的过程屮，热处理的作用逐渐为人们所认识。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有吋只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。一般通过陶瓷换热器来实现。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热吋，工件暴露在空气屮，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），

3、这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛小、熔融盐小和真空屮加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的1=1的不同而异，但一-般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的吋间，因此为金属工件表面达到要求的加热温度吋，还须在此温度保持一定吋间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温吋间。采用高能密度加热和表面热处理吋，加热速度极快，一般就没有保温吋间，而化学热处理的保温吋间往

4、往较长。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。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。整体热处理是对工件整体加热，然后

5、以适半的速度冷却，获得需要的金相组织，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，H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、油或英它无机盐、有机水溶液等淬冷介质屮快速冷却。淬火后钢件变硬，

6、但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温血低于650°C的某一适当温度进行长吋间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理小的“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。“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，称为调制。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卅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吋效处理。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

7、得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空屮进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件氧化，不脱碳，保持处理后工件表而光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。表而热处理是只加热工件表层，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，即在单位而积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短吋或瞬时达到高温。表而热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙烘或氧内烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金

8、属热处理工艺。化学热处理与表而热处理不