热处理就是将固态金属或合金采用适当的方法和速度进行加热、保温和冷却,改变其内部组织以获得所需性能的一种工艺方法。
金属的热处理:将钢加热到一定温度,并保持一定时间,然后以一定的冷却速度冷却到室温的过程。它能在不改变工件形状和整体的化学成分的前提下,通过改变工件内部显微组织或表面的化学成分,改变工件的使用性能。
常用金属的热处理工艺方法有以下几种:
1.金属的退火
将金属加热到一定的温度范围,保温一段时间后,然后缓慢而均匀地冷却到室温的过程。
(1)退火的目的:降低硬度,提高塑性,使材料便于切削加工;消除内应力,防止工件变形或开裂;细化晶粒,均匀钢的组织和成分,提高钢的力学性能,为后道工序做好准备。
(2)退火的方法:有完全退火和消除应力退火两种常用方法。
完全退火:又称重结晶退火,是将工件加热到A3以上30~50℃,保温一段时间后,随炉缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的工艺,主要用于中碳钢和铸件、锻件的热处理。
消除应力退火:焊接结构在焊接以后会产生焊接残余应力,容易导致产生延迟裂纹,因此重要的焊接结构焊后应该进行消除应力退火处理。消除应力退火属于低温退火,一般采用600~650℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,亦称焊后热处理。
2.金属的正火
金属的正火是将金属加热到一定温度后,保温一段时间,在空气中冷却的工艺。(www.daowen.com)
正火的目的与退火基本相同,只是正火的冷却速度稍快,其组织更细,力学性能更佳。
3.金属的淬火
将金属(高碳钢和中碳钢等)加热到一定温度后,在此温度下保持一段时间,使金属的组织全部变成奥氏体,然后快速冷却(水冷或油冷),使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织,称为淬火。淬火是为了获得马氏体组织,提高钢的硬度及耐磨性。
4.金属的回火
将经过淬火的钢再加热到某一温度,保温一段时间后,再冷却到室温的工艺称为金属的回火。回火可以使金属在保持一定强度的基础上恢复其韧性,降低工件脆性,减少或消除淬火钢的内应力,给予工件所要求的力学性能,稳定组织,保证工件的精度。
凡是重要的零件都应进行淬火和回火处理,按回火温度分为三种。
低温回火(150~250℃):低温回火后得到回火马氏体组织,硬度稍有降低,韧性有所提高。
中温回火(350~450℃):中温回火后得到回火托氏体组织,提高了钢的弹性极限和屈服强度,同时也有较好的韧性。
高温回火(500~650℃):高温回火后得到回火索氏体组织,可消除内应力,降低钢的强度和硬度,提高钢的塑性和韧性。
金属在淬火后再进行高温回火,这一复合热处理工艺称为调质处理。调质处理能得到韧性和强度最好的配合,获得良好的综合力学性能。
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