熱處理工藝技術

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。根據加熱介質、加熱温度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為複雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然後以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。

加熱是熱處理的重要步驟之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是採用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。

金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脱碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。

加熱温度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱温度，是保證熱處理質量的主要問題。加熱温度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變温度以上，以獲得需要的組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱温度時，還須在此温度保持一定時間，使內外温度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保温時間。採用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保温時間或保温時間很短，而化學熱處理的保温時間往往較長。

也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

鋼鐵整體熱處理工藝技術大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

1、退火是將工件加熱到適當温度，根據材料和工件尺寸採用不同的保温時間，然後進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

2、正火是將工件加熱到適宜的温度後在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用於改善材料的切削性能，也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。

3、淬火是將工件加熱保温後，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬，但同時變脆。

4、為了降低鋼件的脆性，將淬火後的鋼件在高於室温而低於710℃的某一適當温度進行長時間的保温，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。