1、金屬熱處理方法介紹能源動力廠金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻以不同速度冷卻的一種工藝方法。 金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。 為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料

2、，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。二二 金屬熱處理的工藝金屬熱處理的工藝 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程加熱、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步驟之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，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

3、，常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。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，也可用涂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參數之一，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一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得需要的組織以上，以獲得需要的組織。 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。采用高能密度加熱和表面熱處理

4、時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間或保溫時間很短，而化學熱處理的保溫時間往往較長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最慢，一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。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、局部金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學熱處理等熱處理和化學熱處理等。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又

5、可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、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。正火、淬火和回火四種基本工藝。 退火退火將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻(冷卻速度最慢冷卻速度最慢) )，目的是使金目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能能，或者為進一步淬火作組織準備。正火正火將工件

6、加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻在空氣中冷卻，正火的效果同正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。 淬火淬火將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆淬火后鋼件變硬，但同時變脆。為為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710710的某的某一適當溫度進行長時間

7、的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火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系密切，常常配合使用，缺一不可。淬火與回火關系密切，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，稱為調質結合起來的工藝，稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于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時效處理。把壓力加

8、工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。 表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處表面熱處理的主要方法，有激光熱處理、火焰淬火和感應加熱熱處理理的主要方法，有激光熱處理、火焰淬火和感應加熱熱處理，

9、常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。 化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分?；瘜W熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲等。 熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態，以利于進行