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金屬熱處理的方法有哪些？

2022-10-07
將金屬在固態(tài)范圍內通過一定方式的加熱、保溫和冷卻處理程序，使金屬的性能和顯微組織獲得改善或改變，這種工藝方法稱為熱處理。根據(jù)熱處理的目的不同，有不同的金屬熱處理方法，主要可分為下述幾種：

（1）金屬熱處理退火（代號Th）：在退火熱處理爐內，將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右，其顯微組織將發(fā)生相變或部分相變，例如鋼被加熱到此溫度時，珠光體將轉變?yōu)閵W氏體。然后保溫一段時間，再緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻）至室溫出爐，這整個過程稱為退火處理。退火的目的是清除熱加工時產生的內應力，使金屬的顯微組織均勻化（得到近似平衡的組織），改善機械性能（例如降低硬度，提高塑性、韌性和強度等），改善切削加工性能等等。視退火處理工藝的不同，可分為普通退火、雙重退火、擴散退火、等溫退火、球化退火、再結晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多種退火工藝方式。

（2）金屬熱處理正火（代號Z）：在熱處理爐內，將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上200~600℃左右，使顯微組織全部變成均勻的奧氏體（例如鋼在此溫度時，鐵素體完全轉變?yōu)閵W氏體，或者二次滲碳體完全溶解于奧氏體），保溫一段時間，然后置于空氣中自然冷卻（包括吹風冷卻和堆放自然冷卻，或者單件在無風空氣中自然冷卻等多種方法），這整個過程稱為正火處理。正火是退火的一種特殊形式，由于其冷卻速度比退火快，能得到較細的晶粒和均勻的組織，使金屬的強度和硬度有所提高，具有較好的綜合機械性能。

（3）金屬熱處理淬火（代號C）：在熱處理爐內，將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右，使顯微組織全部轉變成均勻的奧氏體，保溫一段時間，然后快速冷卻（冷卻介質包括水、油、鹽水、堿水等等），獲得馬氏體組織，可顯著提高金屬的強度、硬度和耐磨性等等。淬火時的快速冷卻導致的急劇組織轉變會產生較大的內應力，并使脆性增大，因此必須隨后及時進行回火處理或時效處理，以獲得高強度與高韌性相配合的性能，一般較少僅僅采用淬火處理的工藝。視淬火處理的對象和目的不同，淬火處理可分為普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等溫淬火、分級淬火、光亮淬火、高頻淬火等多種淬火工藝方式。

（4）金屬熱處理表面淬火：這是淬火處理中的一種特殊方式，它是利用例如火焰加熱法、高頻感應加熱法、工頻感應加熱法、電接觸加熱法、電解液加熱法等多種加熱方式，使金屬的表面快速加熱到臨界溫度以上，在熱量還未來得及傳入金屬內部之前就迅速加以冷卻（即淬火處理），這樣可以達到將金屬表面淬硬到一定深度（形成有一定深度的淬硬層），而金屬內部仍保持原組織，滿足外硬內韌的使用需要。表面淬火的加熱速度快、溫度高，金屬內外溫差大，加上冷卻速度快，因此內應力很大，容易產生裂紋，這是必須注意的。

（5）金屬熱處理回火（代號H）：將已淬火的金屬重新加熱到臨界溫度以下的某一溫度（視此溫度的不同而有高溫回火、中溫回火和低溫回火之分），保溫一段時間，然后在空氣中或油中冷卻，這整個過程稱為回火處理?；鼗鹛幚淼哪康氖墙档痛慊鹛幚硪鸬拇嘈院拖齼葢Γ€(wěn)定金屬零件的幾何尺寸和獲得所需要的機械性能。

金屬材料淬火后如果不及時回火，則往往容易造成工件開裂（硬度很高然而脆性很大）和變形較大。但是，如果回火溫度選擇不當，在某些溫度區(qū)域回火時會發(fā)生回火脆性（回火處理后韌性反而下降），這是必須注意的。

在實際應用中，常把淬火+高溫回火統(tǒng)稱為調質處理（代號T）。

金屬熱處理