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常见的金属热处理方法有哪些?

时间:2013-03-19 15:52来源:未知 作者:admin 点击:
将金属在固态范围内通过一定方式的加热、保温和冷却处理程序,使金属的性能和显微组织获得改善或改变,这种工艺方法称为热处理。根据热处理的目的不同,有不同的热处理方法,主要可分为下述几种:
(1)退火(代号Th):在退火热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,其显微组织将发生相变或部分相变,例如钢被加热到此温度时,珠光体将转变为奥氏体。然后保温一段时间,再缓慢冷却(一般为随炉冷却)至室温出炉,这整个过程称为退火处理。退火的目的是清除热加工时产生的内应力,使金属的显微组织均匀化(得到近似平衡的组织),改善机械性能(例如降低硬度,提高塑性、韧性和强度等),改善切削加工性能等等。视退火处理工艺的不同,可分为普通退火、双重退火、扩散退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多种退火工艺方式。
(2)正火(代号Z):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上200~600℃左右,使显微组织全部变成均匀的奥氏体(例如钢在此温度时,铁素体完全转变为奥氏体,或者二次渗碳体完全溶解于奥氏体),保温一段时间,然后置于空气中自然冷却(包括吹风冷却和堆放自然冷却,或者单件在无风空气中自然冷却等多种方法),这整个过程称为正火处理。正火是退火的一种特殊形式,由于其冷却速度比退火快,能得到较细的晶粒和均匀的组织,使金属的强度和硬度有所提高,具有较好的综合机械性能。
(3)淬火(代号C):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,使显微组织全部转变成均匀的奥氏体,保温一段时间,然后快速冷却(冷却介质包括水、油、盐水、碱水等等),获得马氏体组织,可显着提高金属的强度、硬度和耐磨性等等。淬火时的快速冷却导致的急剧组织转变会产生较大的内应力,并使脆性增大,因此必须随后及时进行回火处理或时效处理,以获得高强度与高韧性相配合的性能,一般较少仅仅采用淬火处理的工艺。视淬火处理的对象和目的不同,淬火处理可分为普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等温淬火、分级淬火、光亮淬火、高频淬火等多种淬火工艺方式。
(4)表面淬火:这是淬火处理中的一种特殊方式,它是利用例如火焰加热法、高频感应加热法、工频感应加热法、电接触加热法、电解液加热法等多种加热方式,使金属的表面快速加热到临界温度以上,在热量还未来得及传入金属内部之前就迅速加以冷却(即淬火处理),这样可以达到将金属表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬层),而金属内部仍保持原组织,满足外硬内韧的使用需要。表面淬火的加热速度快、温度高,金属内外温差大,加上冷却速度快,因此内应力很大,容易产生裂纹,这是必须注意的。
(5)回火(代号H):将已淬火的金属重新加热到临界温度以下的某一温度(视此温度的不同而有高温回火、中温回火和低温回火之分),保温一段时间,然后在空气中或油中冷却,这整个过程称为回火处理。回火处理的目的是降低淬火处理引起的脆性和消除内应力,稳定金属零件的几何尺寸和获得所需要的机械性能。