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金屬材料用到哪些化學熱處理

發布時間:2022-08-25 05:24:38

1. 什麼是熱處理常用的熱處理方法有哪些

熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻,通過改變材料表面或內部的金相組織結構,來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。下面介紹幾種常用的熱處理工藝方法。
常用的熱處理方法如下:
1.正火:將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻,得到珠光體類組織的熱處理工藝。
2.退火annealing:將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度,保溫一段時間後,隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。
3.固溶熱處理:將合金加熱至高溫單相區恆溫保持,使過剩相充分溶解到固溶體中,然後快速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。
4.時效:合金經固溶熱處理或冷塑性形變後,在室溫放置或稍高於室溫保持時,其性能隨時間而變化的現象。
5.固溶處理:使合金中各種相充分溶解,強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能,消除應力與軟化,以便繼續加工成型。
6.時效處理:在強化相析出的溫度加熱並保溫,使強化相沉澱析出,得以硬化,提高強度。
7.淬火:將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻,使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。50CrVA彈簧鋼880℃淬油金相組織
8.回火:將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間,隨後用符合要求的方法冷卻,以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。
9.鋼的碳氮共滲:碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化,目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度,耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主,其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
10、離子滲氮在低於一個大氣壓的滲氮氣氛中,利用工件(陰極)和陽極之間的產生的輝光放電進行滲氮的工藝稱為離子滲氮。其特點是:滲氮速度快;組織易控制,氮層脆性小;變形小;易保護,節約能源;污染少。
11.調質處理:一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件,特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織,它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關,一般在HB200—350之間。
12.釺焊:用釺料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。隨著現代科學技術的發展、熱處理技術也不斷地發展的越來越先進,給工業企業也帶來了更大的便利,而傳統的熱加工工藝總是需要投入很多的資源和原材才能加工出優質的金屬工件,而且在過程中也會產生大量的浪費現象,原材料利用不充分等等,而如今的離子滲氮爐在進行離子滲氮熱處理加工工藝過程中卻更能節約能源、排放污染物和氣體更少、而且也提高了工作效率。是熱處理歷史中又一重要的發明。

2. 金屬材料的熱處理包括那些方法個有什麼特點

鋼的熱處理方法及應用
1.退火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)後,一般隨爐溫緩慢冷卻。目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做准備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。應用要點:1.適用於合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料;2.一般在毛坯狀態進行退火 。
2.正火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度,保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做准備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最後熱處理。對於一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作為最後熱處理工序。
3.淬火
操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。應用要點:1.一般用於含碳量大於百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和沖擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。
4.回火
操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫後,於空氣或油、熱水、水中冷卻。目的:1.降低或消除淬火後的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3.穩定工件尺寸。應用要點:1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。
5.調質
操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學性能。應用要點:1.適用於淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。
6.時效
操作方法:將鋼件加熱到80~200度,保溫5~20小時或更長時間,然後隨爐取出在空氣中冷卻。目的:1. 穩定鋼件淬火後的組織,減小存放或使用期間的變形;2.減輕淬火以及磨削加工後的內應力,穩定形狀和尺寸。應用要點:1. 適用於經淬火後的各鋼種;2.常用於要求形狀不再發生變化的緊密工件,如緊密絲杠、測量工具、床身機箱等。
7.冷處理
操作方法:將淬火後的鋼件,在低溫介質(如乾冰、液氮)中冷卻到-60~-80度或更低,溫度均勻一致後取出均溫到室溫。目的:1.使淬火鋼件內的殘余奧氏體全部或大部轉換為馬氏體,從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限;2.穩定鋼的組織,以穩定鋼件的形狀和尺寸。應用要點:1.鋼件淬火後應立即進行冷處理,然後再經低溫回火,以消除低溫冷卻時的內應力;2.冷處理主要適用於合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。
8.火焰加熱表面淬火
操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。應用要點:1.多用於中碳鋼製件,一般淬透層深度為2~6mm;2.適用於單件或小批量生產的大型工件和需要局部淬火的工件。
9.感應加熱表面淬火
操作方法:將鋼件放入感應器中,使鋼件表層產生感應電流,在極短的時間內加熱到淬火溫度,然後噴水冷卻。目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部保持韌性狀態。應用要點:1.多用於中碳鋼和中堂合金結構鋼製件;2.由於肌膚效應,高頻感應淬火淬透層一般為1~2mm,中頻淬火一般為3~5mm,高頻淬火一般大於10mm.
10.滲碳
操作方法:將鋼件放入滲碳介質中,加熱至900~950度並保溫,使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍然保持韌性狀態。應用要點:1.用於含碳量為0.15%~0.25%的低碳鋼和低合金鋼製件,一般滲碳層深度為0.5~2.5mm;2.滲碳後必須進行淬火,使表面得到馬氏體,才能實現滲碳的目的。
11.氮化
操作方法:利用在5..~600度時氨氣分解出來的活性氮原子,使鋼件表面被氮飽和,形成氮化層。目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點:多用於含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結構鋼,以及碳鋼和鑄鐵,一般氮化層深度為0.025~0.8mm.
12.氮碳共滲
操作方法:向鋼件表面同時滲碳和滲氮。目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點:1.多用於低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼製件,一般氮化層深0.02~3mm;2.氮化後還要淬火和低溫回火。

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