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金屬熱處理將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度,，并在此溫度中保持一定時(shí)間后,，又以不同速度冷卻的一種工藝。 . g) O! c& d8 u5 V# H% [1 k
金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一,，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分,，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分,，賦予或改善工件的使用性能,。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而 一般不是肉眼所能看到的,。
. w$ U$ q/ o8 d8 | 為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能,、步進(jìn)電機(jī)物理性能和化學(xué)性能,，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的,。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料,，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制,，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外,，鋁,、銅、鎂,、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué),、物理和化學(xué)性能,，以獲得不同的使用性能,。
( @9 A. K2 Q2 d2 d% @ 在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中,，熱處理的作用逐漸為 們所認(rèn)識(shí)。早在公元前770～前222年,，中 人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn),，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而 變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝,。 1 i$ r. _. b$ J
公元前六世紀(jì),，鋼鐵兵器逐漸被采用,，為了提高鋼的硬度,，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展,。中國(guó)河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟,，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的,。 # [3 Y2 n1 k- y" m- O
隨著淬火技術(shù)的發(fā)展,，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響,。三國(guó)蜀人蒲步進(jìn)電機(jī)元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的,。這說明中國(guó)在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了,，同時(shí)也注意了油和尿的冷卻能力。中國(guó)出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%,，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上,，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密,，不肯外傳,，因而發(fā)展很慢。
; c) ]3 ?) B! m; C 1863年,，英國(guó)金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織,，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變,，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相,。法國(guó)人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國(guó)人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖,，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ),。與此同時(shí)，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法,，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等,。
9 ~7 i6 O5 v7 M- | 1850～1880年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(諸如氫氣,、煤氣,、一氧化碳等)進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利。1889～1890年英國(guó)人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利,。
0 q& w) K; [4 Y! m* n 二十世紀(jì)以來,，金屬物理的發(fā)展和直流電機(jī)其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展,。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年,，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳 ；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控,，以后又研究出用二氧化碳紅外儀,、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法,；60年代,，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，發(fā)展了離子滲氮,、滲碳工藝 ,；激光,、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法,。
" S+ ?, ~: _3 C6 r5 M+ [2 Q9 ^金屬熱處理的工藝 6 J4 `; F- A% ~0 B! |) l+ z
熱處理工藝一般包括加熱,、保溫、冷卻三個(gè)過程,，有時(shí)只升降平臺(tái)有加熱和冷卻兩個(gè)過程,。這些過程互相銜接，不可間斷,。
( u( Y h' X; K% t6 q: @& C 加熱是熱處理的重要工序之一,。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源,，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料,。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)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(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱,。
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$ d& H9 m( R: b, `3 s8 a 金屬加熱時(shí),，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化,、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),，同步電機(jī)這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中,、熔融鹽中和真空中加熱,，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。
; p, \" Q0 R7 F" j 加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝數(shù)之一,，選擇和控制加熱溫度 ,，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,，但一般 減速機(jī)都是加熱到相變溫度以上,，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間,，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí),，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致,， 使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快,，一般就沒有保溫時(shí)間,，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較 。 |
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發(fā)表于 2010-3-2 15:43:16
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