金屬熱處理的概念、分類和作用

2023-06-02
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，以不同速度冷卻的一種工藝方法。金屬熱處理的目的是通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，來控制其性能，如強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等。

金屬熱處理的工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)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。加熱溫度和保溫時(shí)間取決于被處理的金屬材料和熱處理的目的，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得需要的組織。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，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。

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(xué)熱處理等。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。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，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。退火、正火、淬火、回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(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。
表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)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(nèi)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(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法，有激光熱處理、火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。
局部熱處理是對工件局部加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其局部力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。局部熱處理的目的是提高工件局部的強(qiáng)度、硬度、耐磨性或改善其應(yīng)力狀態(tài)。局部熱處理的方法有火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、激光加熱等。
化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)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(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)（氣體、液體、固體）中加熱，保溫較長時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲硼和滲鉻等。
綜上所述，金屬熱處理是一種重要的金屬加工工藝，它可以根據(jù)不同的目的和要求，選擇不同的方法和參數(shù)，使金屬材料獲得所需的組織和性能，以滿足各種工程和生活的需要。

金屬熱處理