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金屬熱處理
將固態(tài)金屬放在一定的介質(zhì)中加熱到特定的溫度并保持一段時間后,再以不同的冷卻方式冷卻的工藝。熱處理與其他加工工藝(如鍛壓、鑄造、焊接、切削加工等)不同的是,它只改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)或表面的化學成分,就可獲得所需要的使用性能,而不改變其形狀和大小及整體化學成分。鋼鐵是工業(yè)上應用最廣的金屬,且其組織結(jié)構(gòu)也非常復雜,因而鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。
早在公元前770~前222年,中國人在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)鋼鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響發(fā)生變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前6世紀,鋼鐵兵器逐漸被采用,為了提高其硬度,淬火工藝得到迅速發(fā)展。隨著淬火技術(shù)的發(fā)展,人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。中國出土的西漢中山靖王墓中的寶劍應用了滲碳工藝。1863年,英國金相學家和地質(zhì)學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的不同金相組織,證明鋼在加熱和冷卻時,內(nèi)部會發(fā)生組織改變。法國人F.奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論以及英國人R.奧斯汀制定的鐵碳相圖,為現(xiàn)代熱處理工藝奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀以來,金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應用,使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。
加熱和冷卻是熱處理工藝的兩個重要環(huán)節(jié)。保溫的作用是使得零件內(nèi)外溫度趨于一致,并使晶粒均勻細化。根據(jù)熱源不同,加熱的方法有燃料燃燒加熱法(如燃油加熱、氣體燃料加熱、燃煤加熱等)、電加熱法(如加熱介質(zhì)電阻加熱、電熱元件加熱、工件感應加熱等)、高能量密度能源加熱法(如電子束加熱、激光束加熱、太陽能加熱等)三大類。冷卻方式主要有氣體冷卻、液體冷卻等。
金屬熱處理大體上可分為整體熱處理(鋼鐵整體熱處理包括退火、正火、淬火和回火)和表面熱處理(包括表面淬火和化學熱處理,后者是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)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)。由于同一種金屬經(jīng)過不同的熱處理工藝后,獲得的組織結(jié)構(gòu)不同,其性能也不同,因而必須根據(jù)零件的使用條件、技術(shù)要求、經(jīng)濟合理性等,正確地選擇合適的熱處理工藝。
金屬熱處理
將固態(tài)金屬放在一定的介質(zhì)中加熱到特定的溫度并保持一段時間后,再以不同的冷卻方式冷卻的工藝。熱處理與其他加工工藝(如鍛壓、鑄造、焊接、切削加工等)不同的是,它只改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)或表面的化學成分,就可獲得所需要的使用性能,而不改變其形狀和大小及整體化學成分。鋼鐵是工業(yè)上應用最廣的金屬,且其組織結(jié)構(gòu)也非常復雜,因而鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。
早在公元前770~前222年,中國人在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)鋼鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響發(fā)生變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前6世紀,鋼鐵兵器逐漸被采用,為了提高其硬度,淬火工藝得到迅速發(fā)展。隨著淬火技術(shù)的發(fā)展,人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。中國出土的西漢中山靖王墓中的寶劍應用了滲碳工藝。1863年,英國金相學家和地質(zhì)學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的不同金相組織,證明鋼在加熱和冷卻時,內(nèi)部會發(fā)生組織改變。法國人F.奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論以及英國人R.奧斯汀制定的鐵碳相圖,為現(xiàn)代熱處理工藝奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀以來,金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應用,使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。
加熱和冷卻是熱處理工藝的兩個重要環(huán)節(jié)。保溫的作用是使得零件內(nèi)外溫度趨于一致,并使晶粒均勻細化。根據(jù)熱源不同,加熱的方法有燃料燃燒加熱法(如燃油加熱、氣體燃料加熱、燃煤加熱等)、電加熱法(如加熱介質(zhì)電阻加熱、電熱元件加熱、工件感應加熱等)、高能量密度能源加熱法(如電子束加熱、激光束加熱、太陽能加熱等)三大類。冷卻方式主要有氣體冷卻、液體冷卻等。
金屬熱處理大體上可分為整體熱處理(鋼鐵整體熱處理包括退火、正火、淬火和回火)和表面熱處理(包括表面淬火和化學熱處理,后者是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)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)。由于同一種金屬經(jīng)過不同的熱處理工藝后,獲得的組織結(jié)構(gòu)不同,其性能也不同,因而必須根據(jù)零件的使用條件、技術(shù)要求、經(jīng)濟合理性等,正確地選擇合適的熱處理工藝。