第2頁,共29頁 艺得到更大发展。一个显着的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉 进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后 又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年 代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、 电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。 金属热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个 过程。这些过程互相衔接,不可间断 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木 炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环 境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒 子进行间接加热 金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳 含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应 在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行 保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保 证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而 异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时 间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间, 使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密 度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的 保温时间往往较长 冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同, 主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的 冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样 的冷却速度进行淬硬。 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热 处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不 同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此 钢铁热处理工艺种类繁多 整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学 性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基 本工艺。 退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间, 然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工第 2 頁，共 29 頁 艺得到更大发展。一个显着的进展是 1901～1925 年，在工业生产中应用转筒炉 进行气体渗碳 ；30 年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后 又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60 年 代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、 电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。 金属热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个 过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木 炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环 境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒 子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳 含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应 在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行 保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保 证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而 异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时 间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间， 使内外温度一致， 使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密 度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的 保温时间往往较长。 冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同， 主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的 冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样 的冷却速度进行淬硬。 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热 处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不 同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此 钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学 性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基 本工艺。 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间， 然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工