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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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