常用的热处理方法

肥仔超

常用的热处理方法
一、退火
将钢件加热到临界温度以上（不同钢号它的临界温度也不同，一般是710-750℃，个别合金钢到800或900℃），在此温度停留一段时间，然后缓慢冷却的过程叫做退火
退火的目的是：
1、降低硬度，便于切削加工；
2、细化晶粒，均匀组织，以改善钢件毛坯的机械性能，或者为下一步淬火做好准备；
3、消除内应力
二、正火
将钢件加热到临界温度以上，在此温度停留一段时间，然后放在空气中冷却的过程称为正火。
正火的冷却速度比退火快，加热和保温时间与退火一样。
正火的目的是使低碳和中碳钢件及渗碳机件的组织细化，增加强度与韧性，减少内应力，改善切削性能。
正火实质上是退火的一种特殊形式具有与退火相似的目的所不同的是冷却速度比退火快，可以缩短生产周期，比较经济。
三、淬火
将钢件加热到临界点以上，保温一段时间，然后在水、盐水或油中（个别材料在空气中）急速冷却的过程叫做淬火。
淬火的目的是提高钢件的硬度和强度。对于工具刚来说，淬火的主要目的是提高它的硬度，以保证刀具的切削性能和冲模工具及量具的耐磨性。对于中碳钢制造的机件来说，淬火是为以后的回火做好结构和性能上的准备，因为高强度和高韧性并不能在淬火后同时得到，而是在回火处理后才得到的。
有很多零件如齿轮、曲轴等，他们在工作时一方面要受磨，另一方面又要受到冲击作用，因此要求零件表面有很高的硬度，而中心有较好的韧性。这时可以利用表面淬火的方法来达到上述要求。
表面淬火是应用将工件的表面迅速加热到淬火温度（这时金属内部的温度仍比较低），随后立即用水喷到工件表面上，进行急速冷却。这样就能获得表面硬、中心韧的要求。
表面加热时，可用氧炔焰、高频电流或中频电流加热。
四、回火
将淬硬的钢件加热到临界点以下的温度，保温一段时间，然后在空气中或油中冷却下来的过程叫做回火。
回火的目的是消除淬火后的脆性和内应力，调整组织，提高钢件的塑性和冲击韧性。对于工具来说，是为了尽可能减少脆性保留硬度。对于零件来说是为了提高韧性，但不可避免的会使硬度降低。
五、调质
淬火后高温回火，叫做调质。
调质的目的是使钢件获得很高的韧性和足够的强度，使其具有良好的综合机械性能。很多重要零件如主轴、丝杠、齿轮等都是经过调质处理的。
调质一般是在零件机械加工后进行的，也可把锻坯或经过粗加工的光坯调质后再进行机械加工。
六、时效
为了消除毛坯在制造时产生的内应力，以防止或减少由于内应力引起变形所采用的处理方法叫做时效处理。
时效处理有自然时效和人工时效两种。
自然时效是将要加工的机件，先在须加工的表面上进行粗加工，然后在露天中停放一个时期；或将工件（如丝杠）吊挂数天，使其内应力逐渐削弱。
自然时效效果好但周期长效率低。
人工时效是将机件在低温回火后，精加工之前，加热到100-160℃，保持10-40个小时，然后慢慢冷却。
人工时效效率高，但要花一定费用。
七、化学处理
化学处理是通过改变钢件表层的化学成分，从而改变表层组织和性能的热处理方法，
它和一般的热处理方法不同。
1、钢的渗碳
钢件表面把碳原子渗入的过程叫做渗碳。渗碳用于低碳钢和低合金钢（0.1-0.25％Ｃ），含碳量高于0.3％的钢很少用。
钢件经过渗碳并淬火后具有高的表面硬度（HRC=60-65）和耐磨性，而中心仍保持高的韧性。一些受冲击的耐磨零件，如轴、齿轮、凸轮、活塞销等零件大都进行渗碳。
2、钢的渗氮
钢件表面渗入氮原子的过程叫做渗氮。渗氮多用于含铝、铬、钼等元素的中碳合金钢。
钢件经过渗氮后，能提高表层的硬度、耐磨性、耐蚀性或疲劳强度。重要的螺栓、螺帽、销钉等零件常用这种方法。
3、钢的氰化
钢件表面同时渗入碳和氮原子的过程叫做氰化。氰化不但适用于中碳钢、低碳钢或合金钢零件。还可用于高速钢刀具。
经过氰化的钢件表面硬度和耐磨性都可提高。
八、发黑处理
将金属零件放在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化，使金属表面生成一层带有磁性的四氧化三铁薄膜的过程叫做发黑处理。
发黑处理属于氧化处理方法的一种，它的主要目的是使金属表面防锈，增加金属表面美观和光泽，消除淬火过程中的应力作用。
发黑处理主要应用于碳素钢和低碳合金工具钢。由于材料和其他因素的影响，发黑层的薄膜颜色有蓝黑色、黑色、红棕色、棕褐色等不同，其组织较致密，厚度为0.6-0.8微米左

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