第1頁,共29頁 金属热处理 heat treatmen 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度 中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理 般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或 改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内 在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材 料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最 广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是 金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理 改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人 们所认识。早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的 性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的 重要工艺。 公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到 迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马 氏体存在,说明是经过淬火的 随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲 元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这 说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能 力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为 0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。但当时作 为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢 1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金 相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急 冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国 人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同 时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过 程中金属的氧化和脱碳等 1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保 护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的 专利。 十世纪以来,金属物理的发展和其它新技术的移植应用,使金属热处理工第 1 頁，共 29 頁 金属热处理 heat treatment 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度 中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一 般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或 改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内 在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材 料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最 广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是 金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理 改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人 们所认识。早在公元前 770～前 222 年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的 性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的 重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到 迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马 氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲 元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制 3000 把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这 说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能 力。中国出土的西汉(公元前 206～公元 24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为 0.15～0.4%，而表面含碳量却达 0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作 为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863 年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金 相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急 冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国 人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同 时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过 程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880 年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保 护加热曾有一系列专利。1889～1890 年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的 专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工