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《熱處理原理以及退火正火淬火回火工藝.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、金屬熱處理原理一、熱處理的作用??機(jī)床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工藝改善其性能。拒初步統(tǒng)計(jì)，在機(jī)床制造中，約60%～70%的零件要經(jīng)過熱處理，在汽車、拖拉機(jī)制造中，需要熱處理的零件多達(dá)70%～80%，而工模具及滾動(dòng)軸承，則要100%進(jìn)行熱處理?？傊?，凡重要的零件都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂谩??材料的熱處理通常指的是將材料加熱到相變溫度以上發(fā)生相變，再施以冷卻再發(fā)生相變的工藝過程。通過這個(gè)相變與再相變，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因而性能變化。例如碳素工具鋼T8在市面上購回的
2、經(jīng)球化退火的材料其硬度僅為20HRC，作為工具需經(jīng)淬火并低溫回火使硬度提高到60~63HRC，這是因?yàn)閮?nèi)部組織由淬火之前的粒狀珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊鸺拥蜏鼗鼗鸷蟮幕鼗瘃R氏體。同一種材料熱處理工藝不一樣其性能差別很大。表6-1列出45鋼制直徑為F15mm的均勻園棒材料經(jīng)退火、正火、淬火加低溫回火以及淬火加高溫回火的不同熱處理后的機(jī)械性能，導(dǎo)致性能差別如此大的原因是不同的熱處理后內(nèi)部組織截然不同。同類型熱處理（例如淬火）的加熱溫度與冷卻條件要由材料成分確定。這些表明，熱處理工藝（或制度）選擇要根據(jù)材料的成份，材料內(nèi)部組織的變化依賴于材料熱
3、處理及其它熱加工工藝，材料性能的變化又取決于材料的內(nèi)部組織變化，材料成份－加工工藝－組織結(jié)構(gòu)－材料性能這四者相互依成的關(guān)系貫穿在材料加工的全過程之中。二、熱處理的基本要素??熱處理工藝中有三大基本要素：加熱、保溫、冷卻。這三大基本要素決定了材料熱處理后的組織和性能。加熱是熱處理的第一道工序。不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。加熱分為兩種，一種是在臨界點(diǎn)A1以下的加熱，此時(shí)不發(fā)生組織變化。另一種是在A1以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，這一過程稱為奧氏體化。??保溫的目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時(shí)間
4、和介質(zhì)的選擇與工件的尺寸和材質(zhì)有直接的關(guān)系。一般工件越大，導(dǎo)熱性越差，保溫時(shí)間就越長。??冷卻是熱處理的最終工序，也是熱處理最重要的工序。鋼在不同冷卻速度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織。三、熱處理的基本類型????根據(jù)加熱、冷卻方式的不同及組織、性能變化特點(diǎn)的不同，熱處理可以分為下列幾類：1．普通熱處理包括退火、正火、淬火和回火等。2．表面熱處理包括感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、滲碳、氮化和碳氮共滲等。3．其它熱處理包括可控氣氛熱處理、真空熱處理和形變熱處理等。??按照熱處理在零件生產(chǎn)過程中的位置和作用不同，熱
5、處理工藝還可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是零件加工過程中的一道中間工序（也稱為中間熱處理），其目的是改善鍛、鑄毛坯件組織、消除應(yīng)力，為后續(xù)的機(jī)加工或進(jìn)一步的熱處理作準(zhǔn)備。最終熱處理是零件加工的最終工序，其目的是使經(jīng)過成型工藝達(dá)到要求的形狀和尺寸后的零件的性能達(dá)到所需要的使用性能金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。金屬熱處理是機(jī)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(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組
6、織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)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(xué)性能、物理性能和化學(xué)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(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)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(nèi)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(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。早在公元前770～前
7、222年，中國人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時(shí)也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206～公元24
8、)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。1863年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)
