热处理
热处理
热处理是将金属材料加热到一定的温度,保温一定的时间后,以一定的速率降温到常温或更低,从而达到改善材料组织结构获得性能优异的材料,一般是指对金属材料特别是钢材的处理。常用的分类方法有正火、退火、淬火、回火和表面硬化等几种。
概念.
工业生产中,热处理可以视为一系列的用来改变材料的物理性质,偶尔也用来改变材料的化学性质冶金工程步骤。热处理在冶金学方面有非常普及的应用,但是是陶瓷、玻璃材料的生产过程中也常有热处理程序的出现。热处理用升高或冷却的方式进行,通常涉及极端的温度,以其改变材料的硬度、韧性等一系列性质。
随着热处理技术的进步,热处理的定义可以改写成透过温度的控制与冷却速率的调整,来改变材料的特性。比如说目前的深冷技术(或称深冷处理),便是将钢材在淬火后冷却到零下七八十度到一百多度的热处理技术。
化学热处理.
钢的化学热处理是将工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入其表层,以改变表层化学成分、组织和性能的热处理工艺。根据渗入元素的不同有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硫、渗铬、渗铝及多元共渗等。
高能束表面淬火.
高能束表面淬火是利用激光、电子束、等离子弧、感应涡流或火焰等高功率密度能源快速加热使钢件表层迅速奥氏体化,而心部仍处于临界点一下,随之淬火,使表面硬化,而心部组织并不发生变化。
物理过程.
金属材料在微观结构下有很多细小的晶体称为晶粒。晶粒的大小、组成可谓影响金属机械性质因素之一。热处理提供一种有效的方式来控制金属微观结构下的扩散速率与冷却速率,来达到需要的金属性质。通常热处理要改变的机械性质不外乎五种:1.硬度
2.应力-应变性质
3.韧性
4.延性
5.弹性
热处理有两种重要的机转可以改变合金的性质:1.麻田散铁转变,用来产生形变
2.金属扩散机转,用来改变同质性(使材料呈现单一特征的倾向)
组成的影响.
合金系统的确切组成对于热处理的结果有巨大的影响。若合金中各组成物的比例正确无误,则冷却后该合金将呈现单一且连续的微观结构,此混合物称之为共晶系统。然而,若是合金中组成物溶质的比例异于共晶系统,则两种或两种以上的微观结构将同时形成。溶质的含量以过共析溶液高于共晶混合物,共晶混合物又高于亚共析溶液。
缺陷.
变形与开裂.
零件的变形与开裂都是由淬火时的内应力引起的。