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金屬熱處理


       金屬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₪◕↟◕,早是採用木炭和煤作為熱源₪◕↟◕,進而應用液體和氣體燃料│▩↟☁╃。電的應用使加熱易於控制₪◕↟◕,且無環境汙染│▩↟☁╃。利用這些熱源可以直接加熱₪◕↟◕,也可以透過熔融的鹽或金屬₪◕↟◕,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₪◕↟◕,常常發生氧化╃₪◕、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)₪◕↟◕,這對於熱處理後零件的表面性能有不利的影響│▩↟☁╃。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₪◕↟◕,也可用塗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引數之一₪◕↟◕,選擇和控制加熱溫度₪◕↟◕,是保證熱處理質量的主要問題│▩↟☁╃。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₪◕↟◕,使內外溫度一致₪◕↟◕,使顯微組織轉變完全₪◕↟◕,這段時間稱為保溫時間│▩↟☁╃。採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慢₪◕↟◕,正火的冷卻速度較快₪◕↟◕,淬火的冷卻速度快│▩↟☁╃。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│▩↟☁╃。根據加熱介質╃₪◕、加熱溫度和冷卻方法的不同₪◕↟◕,每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝│▩↟☁╃。同一種金屬採用不同的熱處理工藝₪◕↟◕,可獲得不同的組織₪◕↟◕,從而具有不同的效能│▩↟☁╃。鋼鐵是工業上應用廣的金屬₪◕↟◕,而且鋼鐵顯微組織也為複雜₪◕↟◕,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₪◕↟◕,然後以適當的速度冷卻₪◕↟◕,以改變其整體力學效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₪◕↟◕,根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間₪◕↟◕,然後進行緩慢冷卻₪◕↟◕,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態₪◕↟◕,獲得良好的工藝效能和使用效能₪◕↟◕,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後在空氣中冷卻₪◕↟◕,正火的效果同退火相似₪◕↟◕,只是得到的組織細₪◕↟◕,常用於改善材料的切削效能₪◕↟◕,也有時用於對一些要求不高的零件作為熱處理│▩↟☁╃。
       淬火是將工件加熱保溫後₪◕↟◕,在水╃₪◕、油或其它無機鹽╃₪◕、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻│▩↟☁╃。淬火後鋼件變硬₪◕↟◕,但同時變脆│▩↟☁╃。為了降低鋼件的脆性₪◕↟◕,將淬火後的鋼件在高於室溫而低於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係密切₪◕↟◕,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₪◕↟◕,稱為調質│▩↟☁╃。某些合金淬火形成過飽固溶體後₪◕↟◕,將其置於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│▩↟☁╃。

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