(完整版)五种先进的热处理技术分析
常用的热处理
常用的热处理方法解读常用的热处理方法有很多种，每种方法都有不同的目的和应用场景。
以下是其中一些常见的热处理方法及其详细解读：1.淬火（Quenching）：将材料加热至一定温度，然后迅速冷却，以增强材料的硬度和韧性。
淬火是将金属材料加热至一定温度，然后迅速冷却，以增强材料的硬度和韧性。
在淬火过程中，金属材料会经历一个相变过程，即从一种晶体结构转变为另一种晶体结构。
这个相变过程会使得金属材料的表面层产生硬化现象，从而增强其硬度和韧性。
淬火的目的主要是为了提高金属材料的硬度和韧性，使其具有更好的耐磨性和抗冲击性能。
同时，淬火还可以改善金属材料的加工性能，使其更容易进行切削和成形加工。
2.回火（Tempering）：将淬火后的材料重新加热至一定温度，然后在空气中冷却，以降低材料的硬度，提高韧性。
回火是将淬火后的金属材料重新加热至一定温度，然后在空气中冷却，以降低材料的硬度，提高韧性。
回火的目的是为了消除淬火过程中产生的内应力，以及降低材料的硬度，使其更适合进行后续的加工和制造。
回火的过程需要注意温度和时间的控制，以确保材料能够充分冷却并达到所需的硬度和韧性。
如果回火温度过高或时间过长，可能会导致材料变软，失去原有的强度和硬度；如果回火温度过低或时间过短，则可能无法消除淬火过程中产生的内应力，影响材料的性能。
3.均质化处理（Homogenization）：将金属材料加热至高温状态并保持一段时间，然后迅速冷却，以消除材料中的过饱和元素或化合物，达到均质化的效果。
均质化处理是将金属材料加热至高温状态并保持一段时间，然后迅速冷却，以消除材料中的过饱和元素或化合物，达到均质化的效果。
均质化处理的目的是为了消除金属材料中的化学成分偏析和组织不均匀现象，以提高材料的性能和稳定性。
均质化处理的过程需要注意温度和时间的控制，以确保材料能够在高温下保持足够的时间，使过饱和元素或化合物充分溶解并扩散到整个材料中。
同时，均质化处理也需要考虑冷却速度的控制，以避免材料出现裂纹或变形等缺陷。
热处理的方式详解
上海大学机自学院
第
18页
TE- P Wenyun Ju
4）根据含碳量不同，M分为板条M和片状M。
●板条M：即低碳M，碳的过饱和度较小，晶格的畸变 不大，故硬度不很高，塑性、韧性较好。 ＊低碳钢是淬不硬的钢，机械设备中需要高硬度、 高耐磨的零件不会选用低碳钢。 ●片状M：即高碳M，碳的过饱和度大，晶格畸变大， 硬度很高；但内应力大，易造成显微裂纹， 低碳板条状马氏体 塑性、韧性极差。 ＊高碳钢极易淬硬，机械设备中需要高硬度、高耐 磨的零件都选用高碳钢。但淬火后脆性大，易开裂，必 须再回火才能投入使用。
等温退火
完全退火
TE- P Wenyun Ju
上海大学机自学院 SHANGHAI UNIVERSITY
第
27页
共析钢转变示意图
上海大学机自学院
第
28页
TE- P Wenyun Ju
2、正火（加热→保温→空气中冷却）
●加热温度 亚共析钢：Ac3 以上 30~50℃ 共析、过共析钢： Accm 以上 30~50℃
Ms 马氏体转变 Mf
时间
上海大学机自学院
第
12页
TE- P Wenyun Ju
转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。 650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。 600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。 层片间距越小（即从P→S →T），材 料的强度、硬度、塑性、韧性越高。 上海大学机自学院
介绍几种热处理方法
介绍几种热处理方法热处理是一种通过改变材料的结构和性能来提高材料性能的方法。
它在许多工业领域都得到广泛应用，如航空航天、汽车制造、机械制造等。
下面将介绍几种常见的热处理方法。
1. 淬火（Quenching）淬火是一种通过急冷的方法来改变材料的结构和性能的热处理方法。
在淬火过程中，将材料加热至适当温度，然后迅速冷却，通常使用水、油或气体等介质进行冷却。
这种急冷的过程能够使材料产生高硬度和高强度，同时也会增加脆性。
淬火常用于钢材的处理，可以使钢材具有良好的耐磨性和强度。
2. 回火（Tempering）回火是一种通过加热和冷却的交替处理来改变材料性能的热处理方法。
在回火过程中，首先将材料加热至适当温度，然后保持一段时间，最后进行冷却。
回火能够减轻淬火过程中产生的内应力，提高材料的韧性和塑性。
回火常用于淬火处理后的材料，以提高其强度和韧性的平衡性。
3. 然后是退火（Annealing）退火是一种通过加热和缓慢冷却的方法来改变材料的结构和性能的热处理方法。
退火的目的是消除材料内部的应力和缺陷，提高其塑性和韧性。
在退火过程中，将材料加热至适当温度，然后缓慢冷却至室温。
退火常用于冷加工后的材料，以恢复其原始性能并提高可加工性。
4. 淬火回火（Quenching and tempering）淬火回火是一种将淬火和回火两种热处理方法结合起来进行的处理方式。
首先将材料加热至适当温度进行淬火，然后再进行回火处理。
淬火回火能够使材料同时具有高强度和良好的韧性，适用于一些对材料强度和韧性要求较高的场合，如汽车发动机的曲轴。
5. 氮化处理（Nitriding）氮化处理是一种通过在材料表面引入氮元素来改善材料性能的热处理方法。
在氮化处理过程中，将材料加热至适当温度，与氨气等氮源反应，使氮元素渗透到材料表面形成氮化层。
氮化层能够提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，适用于一些要求表面硬度和耐磨性的零件制造。
热处理是一种重要的材料改性方法，通过改变材料的结构和性能，可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐磨性等性能，从而满足不同工业领域的需求。
热处理的种类
热处理的种类热处理是金属材料加工中常用的一种工艺方法，通过对金属材料进行加热和冷却，改变其组织结构和性能。
热处理过程中，温度、时间和冷却速率是关键因素，不同的热处理方法可以使金属材料获得不同的组织和性能。
下面将介绍几种常见的热处理方法。
1. 退火退火是最常用的热处理方法之一，通过加热金属到适当温度后，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。
退火可以消除金属材料的内部应力，提高延展性和韧性，改善加工性能。
退火的应用范围广泛，适用于各种金属材料。
2. 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却至室温的热处理方法。
淬火可以使金属材料获得高硬度和高强度，但也会产生较高的脆性。
淬火适用于需要高硬度和高强度的金属制品，如刀具、弹簧等。
3. 回火回火是在淬火后，将金属材料重新加热到适当温度，保温一段时间后冷却至室温的热处理方法。
回火可以减轻淬火引起的脆性，提高金属材料的韧性和塑性。
回火一般用于淬火后的金属制品，以提高其综合性能。
4. 热处理强化热处理强化是通过对金属材料进行多次热处理，使其组织结构更加致密，从而提高强度和硬度。
热处理强化一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将金属材料加热到固溶温度，保温一段时间后迅速冷却，使固溶体中的溶质均匀分布。
时效处理是将固溶体再次加热到较低温度，保温一段时间后冷却，使金属材料获得细小、均匀的析出物，进一步提高强度和硬度。
5. 氮化处理氮化处理是将金属材料暴露在含氮气体的高温环境中，使金属表面形成氮化物层的热处理方法。
氮化处理可以提高金属材料的表面硬度和耐磨性，同时改善其耐腐蚀性能。
氮化处理广泛应用于切削工具、轴承等金属制品。
热处理是一种重要的金属加工工艺，可以改变金属材料的组织结构和性能，提高其机械性能和耐用性。
不同的热处理方法适用于不同的金属材料和要求，通过合理选择和控制热处理参数，可以使金属制品获得理想的性能。
热处理方法特点和应用
三、应用:是使经过冷加工,如冷冲、冷拔、冷轧等发生加工硬化的钢材,降低硬度,提高塑性,以利加工继续进行,因此,再结晶退火是冷压力加工后钢的中间退火.
例如冷冲薄板制造汔车车体的主要工艺过程:热轧→正火→冷轧→中间退火(650-750℃)→冲成汽车车体.中间退火即为消除加工硬化
二、特点:止法优点是操作简单,缺点是易使工件产生较大内应力,发生变形,甚至开裂
三、应用:适用于形状简单的工件,对于碳钢工件,直径大于5mm的在水中冷却,直径小于5mm的可以在油中冷却,合金钢工件大都在油中冷却
双液淬火
一、操作:将加热后的工件先放在水中淬火冷却至接近Ms点(300-200℃)时,从水中取出立即转到油中(或甚至放在空气中)冷却
2.细化晶粒,调整组织(限于有相变的退火),改善力学性能,为下一步工序作准备
3.消除铸、锻、焊、轧、冷加工等所产生的内应力
四、碳钢退火后的硬度
含碳量%
硬度(HB)
≤0.25
≤150
0.25-0.65
150-220
0.65-0.85
220-229
0.7-1.3
187-217
完全退火
一、操作:将工件加热到Acs以上30-50℃的温度,并在此温度保温后,缓冷下来
二、应用:广泛地应用于各种较为重要的结构零件,特别是在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴等.不但可作为这些重要零件的最终热处理,而且还常可以为某些精密零件如丝杆等的预选热处理,以减小最终热处理中的变形,并为获得较好的最终性能提供组织基础.
调质
见高温回火
高温时效
常见热处理工艺介绍
常见热处理工艺介绍热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构，从而改善其力学性能和耐热性能的工艺过程。
在工业领域中，热处理被广泛应用于金属和合金材料的处理和加工中。
下面将介绍一些常见的热处理工艺。
1. 固溶处理（Solution treatment）：固溶处理是一种通过加热材料至溶解温度，然后迅速冷却来改变材料组织结构的处理方式。
这种处理方法主要用于合金材料中的固溶体溶解，以调整材料的硬度和强度。
固溶处理还可以消除材料中的固溶体相，提高材料的可锻性和韧性。
2. 淬火（Quenching）：淬火是通过将材料迅速冷却至室温，使其由高温下的亚稳定相转变为亚稳定、高硬度的相的过程。
淬火可以提高材料的硬度和强度，但同时也会使材料变脆。
通常，淬火是在固溶处理或退火之后进行的，以进一步改善材料的性能。
3. 退火（Annealing）：退火是通过加热和缓慢冷却来减轻材料的应力和改善其组织结构的过程。
退火可以提高材料的韧性、可塑性和可加工性，减少材料的硬度和强度。
退火通常分为正常退火、球化退火和全退火等不同类型，根据具体材料的要求和工艺需要进行选择。
4. 回火（Tempering）：回火是一种将经过淬火处理的材料加热至较低温度并保持一段时间后，再进行冷却的过程。
回火可以通过调整材料的温度和时间，改变材料的硬度和强度，同时保持一定的韧性。
回火可以提高材料的抗冲击性和耐磨性，减少材料的脆性。
5. 冷加工（Cold working）：冷加工是一种将材料在室温下进行塑性加工的方法。
通过冷加工，材料的硬度和强度可以得到显著提高，但韧性和可塑性则会相应降低。
冷加工一般包括冷轧、冷拔、冷拉和冷锻等工艺，常用于生产线上对金属材料进行形状或尺寸调整。
除了以上介绍的几种常见的热处理工艺外，还有许多其他的热处理工艺，如沉淀硬化、热处理组织改性、表面渗碳处理等。
这些热处理方法根据不同的材料要求和应用领域，选择合适的处理工艺可以使材料达到最优的力学性能和耐热性能。
金属材料热处理工艺与技术分析
金属材料热处理工艺与技术分析一、引言热处理是指通过加热、保温和冷却等加工过程，改变金属材料表面或内部结构的一种工艺。
在金属材料加工中，热处理是非常重要的一环，可以改变金属材料的力学性能、化学性能和物理性能，提高金属材料的使用性能，也是金属材料加工过程中的一个重要工艺环节。
本文将对金属材料热处理工艺与技术进行分析。
二、热处理的分类根据热处理的温度和冷却速度，热处理可以分为多种类型，常见的热处理包括退火、正火、淬火、回火等。
1. 退火退火是一种热处理工艺，用来改变金属材料的内部结构以及性能。
通过将金属材料加热到一定温度，然后再加以保温一段时间，最后慢慢地冷却下来，使得金属材料内部的组织发生改变，从而改变材料的机械性能。
退火相对来说，金属材料的硬度较低，韧性较高。
2. 正火3. 淬火淬火是指将金属材料加热到临界温度后，迅速冷却至室温。
淬火可以使金属材料组织变为马氏体结构，从而提高金属材料的硬度和强度。
4. 回火回火是指将经过淬火或正火之后的金属材料再次加热至一定温度，然后冷却至室温。
回火可以降低金属材料的硬度和脆性，提高金属材料的韧性和塑性，同时还可以改变金属材料的内部组织。
1. 热处理设备热处理设备是进行热处理工艺的重要设备，常见的热处理设备有焚烧炉、炉窑、热处理炉、淬火槽等。
这些设备能够提供所需的温度和保温时间，并能够根据具体的要求进行快速冷却。
在热处理设备的选择和使用中需要考虑工件的尺寸、形状、材质和热处理工艺的要求。
2. 热处理工艺参数热处理工艺参数包括加热温度、保温时间、冷却速度等。
这些参数对热处理效果有着重要的影响，一般来说，加热温度越高，保温时间越长，冷却速度越快，所得到的金属材料的性能就会发生相应的变化。
在进行热处理工艺时需要根据金属材料的特性和要求来确定合适的热处理参数。
热处理过程中的温度、时间和冷却速度等参数需要进行精确的控制，以保证金属材料的热处理效果。
目前，常用的热处理工艺控制方法包括自动控制和计算机控制两种。
五种先进的热处理技术分析
五种先进的热处理技术分析（壹佰钢铁网推荐）随着技术水平的发展,有关金属表面处理技术也在不断提升,以前关于金属表面处理时都会对环境造成一定的污染,这会有害人们的身体健康,为了能够绿化环境,需求对热处理技术进行改进,中华标准件网根据了解,分享现在热处理先进技术供大家使用。
1、可控气氛热处理可控气氛热处理主要是防氧化和脱碳,并对渗碳和渗氮做到精确的控制。
20世纪80年代末开始应用于工业生产,至今,发展之速度,应用之广泛,叹为观止。
中外各设备厂家结合中国市场的特点,全新推出各种档次、功能多样的可控气氛热处理炉。
大型的如易普森公司密封箱式多用炉,丰东的全自动智能化密封箱式多用炉生产线,不仅能满足渗碳、碳氮共渗,而且能实现光亮淬火、光亮退火等多种热处理工艺。
还有Aichelin公司(爱协林),这些生产线,都可实现计算机辅助设计、生产管理、物流管理、现场控制、质量管理、工艺管理等系列工作。
同时改变了过去热处理车间“脏、乱、差”的局面,取而代之的为简洁、明快。
当然,这些生产线,价格昂贵,适应于大批量生产,如汽车行业等。
国内厂家更是紧贴用户要求,针对性推出各种价格适中、款式多样、性能优越的可控气氛炉。
大都能做到工艺参数的优化、预测和精确控制碳浓度的分布,获得理想的浓度分布和渗层组织;可实现计算机管理,具有简单的菜单设计,友好的人机界面。
如北京的培特公司,南京年达炉业有限责任公司等。
2、真空热处理盐浴淬火受环境的限制,已呈夕阳之势。
真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广,它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。
工业生产中广泛采用了真空退火,真空除气,真空油淬,真空水淬,真空气淬,真空回火及真空渗碳等热处理技术。
近年来,随着高压气淬真空炉的面世,高速钢刀具的真空淬火已成为现实。
真空炉制造厂家众多,国内或合资的,如易普森公司,法国的ECM工业炉公司,G-M公司等。
国内厂家知名品牌也不少,像中国航天航空集团“长城”系列,北京机电研究所WZ系列真空炉等等,其技术水平、性能、价格,在国内具有极强的竞争优势,真空热处理将成为热处理车间最普及的最主要的技术之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
五种先进的热处理技术分析（壹佰钢铁网推荐）随着技术水平的发展,有关金属表面处理技术也在不断提升,以前关于金属表面处理时都会对环境造成一定的污染,这会有害人们的身体健康,为了能够绿化环境,需求对热处理技术进行改进,中华标准件网根据了解,分享现在热处理先进技术供大家使用。
1、可控气氛热处理
可控气氛热处理主要是防氧化和脱碳,并对渗碳和渗氮做到精确的控制。
20世纪80年代末开始应用于工业生产,至今,发展之速度,应用之广泛,叹为观止。
中外各设备厂家结合中国市场的特点,全新推出各种档次、功能多样的可控气氛热处理炉。
大型的如易普森公司密封箱式多用炉,丰东的全自动智能化密封箱式多用炉生产线,不仅能满足渗碳、碳氮共渗,而且能实现光亮淬火、光亮退火等多种热处理工艺。
还有Aichelin公司(爱协林),这些生产线,都可实现计算机辅助设计、生产管理、物流管理、现场控制、质量管理、工艺管理等系列工作。
同时改变了过去热处理车间“脏、乱、差”的局面,取而代之的为简洁、明快。
当然,这些生产线,价格昂贵,适应于大批量生产,如汽车行业等。
国内厂家更是紧贴用户要求,针对性推出各种价格适中、款式多样、性能优越的可控气氛炉。
大都能做到工艺参数的优化、预测和精确控制碳浓度的分布,获得理想的浓度分布和渗层组织;可实现计算机管理,具有简单的菜单设计,友好的人机界面。
如北京的培特公司,南京年达炉业有限责任公司等。
2、真空热处理
盐浴淬火受环境的限制,已呈夕阳之势。
真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广,它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。
工业生产中广泛采用了真空退火,真空除气,真空油淬,真空水淬,真空气淬,真空回火及真空渗碳等热处理技术。
近年来,随着高压气淬真空炉的面世,高速钢刀具的真空淬火已成为现实。
真空炉制造厂家众多,国内或合资的,如易普森公司,法国的ECM工业炉公司,G-M公司等。
国内厂家知名品牌也不少,像中国航天航空集团“长城”系列,北京机电研究所WZ系列真空炉等等,其技术水平、性能、价格,在国内具有极强的竞争优势,真空热处理将成为热处理车间最普及的最主要的技术之一。
3、感应热处理和离子氮化热处理技术
感应热处理以高效、节能、清洁、灵活性等优势广泛应用于汽车工业,工程机械,石油化工等行业,近40%的汽车零部件可采用感应热处理,如曲轴、齿轮、万向节、半轴等。
采用感
应加热,许多产品加工可建成全自动或半自动生产线,提高产品质量的稳定性,减轻劳动强度,美化工作环境。
国内发展最快的是感应加热电源,老式的电子震荡管已完成了其历史使命,取而代之的是全晶体管。
采用微机控制晶体管调节电源,调节稳定方便,精度高,对电网谐波的干扰大大减少。
近几年发展起来的固态高频加热装置,其优点显而易见,它不再使用价高、易损、耗能大的电子管和与之配套使用的阳极升压变压器,阳极水套,灯丝稳压器等,取而代之的是MOSFET功率电子器件:它节电三分之一,节水二分之一。
而与加热电源配套的淬火机床来说,也取得长足的进步。
体现在:(1)生产机床的厂家明显增多,原来是天津第九机床厂一支独秀。
(2)淬火机床的精度、稳定性、自动化程度大为提高。
(3)有针对性的专业性淬火机床技术水平得到发挥。
离子氮化技术,其显著特点是处理后零件表面清洁,抗腐蚀,变形小,耐磨性高,与气体渗氮比,更有周期短,高效,少污染等优势。
近几年来,离子氮化的发展很快,尤其是离子氮化炉脉冲电源的问世,它将放电的物理参数(电压、电流、气压)与控温参数(脉冲宽度)分开。
增加了工艺的可调性,易于实现工艺参数的选择和精确控制。
4、淬火介质与冷却技术
理想的淬火介质应该有以下几个特征:(1)质量型:高温阶段快冷,低温阶段慢冷。
即消除裂纹,减少淬火变形。
(2)环保型:无有毒、有害烟尘或气体的挥发,不易燃烧,工件淬火后易清洗,对设备无腐蚀,不刺激烧伤皮肤。
(3)稳定型:工件淬火后性能均匀稳定,介质本身在一定时期内性能稳定。
(4)经济型:高质优价,能耗小。
近几年来,淬火介质发展非常迅速。
淬火油性能得到提高,有机聚合物淬火介质的研究和应用达到空前的发展。
国外有美国的好富顿公司,德润宝公司,英国PB石油公司。
国内北京华立精细化工公司,南京科润精细化工公司等。
5、采用新的表面强化技术和推广氮基气氛的热处理
原有的工具表面处理方法仅限于蒸汽处理、氧氮化等陈旧方法,一般只能提高工具寿命30%~50%。
自80年代以来,我国先后独立开发和从国外引进了QPQ盐浴复合处理技术和PVD氧化钛物理涂层技术。
前者可以稳定提高工具寿命2~3倍,设备简单,成本低廉,特别适合干普通刀具;后者可以提高刀具寿命3~5倍,适合干各种精密贵重的齿轮刀具。
氮基气氛,用于保护热处理和化学热处理,可以实现无氧化脱碳热处理,并可以避免热处理氮脆,氮基气氛的化学热处理,可以减少内氧化等缺陷,提高化学热处理质量。
（壹佰钢铁网推荐）。