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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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