热处理原理
热处理基本原理
热处理基本原理
热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，以改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
热处理的基本原理包括以下几个方面：
1. 相变：热处理过程中，材料经历了固态的相变过程，包括固相的等温升高、相变和冷却过程。
通过控制相变过程中的温度和时间，可以改变材料的晶体结构和性能。
2. 晶体再排列：热处理可以促使材料中的晶体重新排列，从而改善材料的力学性能和耐磨性等。
例如，通过均匀加热材料并进行恒温保温，可以促进晶体之间的位错移动与重新排列，进而消除残余应力和提高材料的延展性。
3. 理化反应：热处理过程中，材料中的某些元素或化合物可能会发生化学反应，从而导致材料的组织和性能的改变。
例如，通过加热含碳钢至适当温度下进行退火处理，碳原子就会与铁原子结合，形成较稳定的铁碳化合物，从而提高材料的硬度和强度。
4. 应力释放：材料在制造和加工过程中可能会受到各种应力的影响，如残余应力、冷却应力等。
热处理可以使这些应力得到释放，从而减少材料的变形和开裂倾向。
总之，热处理利用加热和冷却过程，通过改变材料的晶体结构和组织状态，以及引发相变和化学反应等宏观与微观的变化，最终实现改善材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性和综合性能的目标。
热处理基本知识及工艺原理
将淬火后的金属材料加热到适当温度，保温一定时间后冷 却至室温。回火可以消除淬火产生的内应力，提高金属材 料的韧性和塑性。
02
热处理工艺原理
加热与冷却
加热
热处理过程中，将金属材料加热至所 需温度，以实现所需的相变和组织转 变。加热方式包括电热、燃气热、微 波加热等。
冷却
热处理过程中，金属材料在加热后需 进行冷却，以控制相变和组织转变的 过程。根据冷却速度的不同，可分为 缓慢冷却和快速冷却。
感谢您的观看
THANKS
热处理的分类
1. 退火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却至 室温。退火可以提高金属材料的塑性和韧性，消除内应力 。
3. 淬火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后快速冷却至 室温。淬火可以提高金属材料的硬度和耐磨性，但可能导 致内应力增大。
2. 正火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后在空气中自 然冷却。正火可以提高金属材料的强度和韧性，细化组织 结构。
离子注入技术
将具有特定能量的离子注 入材料表面，改变其物理 和化学性质，提高耐磨、 耐腐蚀等性能。
提高热处理效率与节能减排
高效加热方式
采用电磁感应、微波加热 等高效加热方式，缩短加 热时间，提高热处理效率。
余热回收利用
对热处理过程中的余热进 行回收和再利用，减少能 源浪费，降低碳排放。
环保材料与工艺
热处理基本知识及工艺艺原理 • 常见热处理工艺 • 热处理的应用 • 热处理的发展趋势与挑战
01
热处理基本概念
热处理的定义
热处理：通过加热、保温和冷却等工 艺手段，改变金属材料的内部组织结 构，以达到改善其性能、满足使用要 求的一种工艺方法。
固溶热处理的目的和原理
固溶热处理的目的和原理
固溶热处理是一种常见的热处理方法，其主要目的是改善和调整材料的组织结构和性能。
在固溶热处理中，把金属材料加热到一定温度，使其晶格发生扩散，原子间的空位和间隙得以填满或扩散，从而改善材料的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能等。
固溶热处理的原理主要包括三个方面：
1. 固体溶解原理：在固溶热处理时，加热的金属材料会发生固体溶解反应，即固态原子扩散进入空位中，形成固溶体，从而改变材料的组织结构和性能。
2. 晶粒生长原理：固溶热处理过程中，晶格原子的扩散和重新排列会导致晶粒生长，从而改变材料的细晶度和晶体取向。
3. 金属界面原理：在固溶热处理过程中，金属界面上的原子会发生扩散和重新排列，从而影响材料的晶体结构和性能。
总的来说，固溶热处理是通过改变材料的晶体结构、晶粒度和原子间的相互作用，从而改善材料的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能等。
- 1 -。
热处理原理与工艺ppt
1 2
空气冷却器
利用空气作为冷却介质，通过换热器将热量带 走。
水冷装置
利用水作为冷却介质，通过循环水将热量带走 。
3
油冷装置
利用油作为冷却介质，通过油循环将热量带走 。
辅助设备
输送装置
包括输送带、辊道等， 用于工件的输送和定位 。
装料装置
包括料仓、料斗、抓斗 等，用于工件的装料和 卸料。
加热元件
包括电热丝、硅碳棒等 ，用于加热设备中的加 热元件。
热处理质量控制
为了保证热处理效果的一致性和可靠性，需要对热处理过 程进行严格的质量控制，包括温度控制、时间控制和气氛 控制等。
展望
01
新技术的发展
随着科技的不断进步，新的热处理技术也不断涌现。例如，真空热处
理、保护气氛热处理和激光热处理等新技术的应用，将进一步提高热
处理质量和效率。
02
节能减排的需求
Байду номын сангаас
04
热处理的应用
工业应用
航空航天领域
为了提高航空航天构件的强度、硬度、韧性和疲劳性能，通常 需要进行热处理。
汽车工业
汽车零部件如齿轮、轴、弹簧等需要进行热处理，以提高其耐 磨性和抗疲劳性能。
机械制造
在机械制造过程中，对金属材料进行热处理可以改变其内部结 构，提高材料的使用性能。
日常生活应用
餐具
THANKS
热处理原理应用
广泛应用于机械制造业、 冶金工业、电子工业等领 域。
热处理的过程
加热
将金属材料加热到一定温 度，使其发生相变或奥氏 体化。
保温
保持一定时间，使金属材 料充分吸收热量，达到预 期的组织结构。
冷却
金属热处理原理与工艺pdf
金属热处理原理与工艺pdf
金属热处理是通过加热和冷却金属，以改变其物理和机械性能的过程。
具体的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
退火是将金属加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除金属内部应力和晶体缺陷，提高其延展性和韧性。
正火是将金属加热至临界温度，保持一段时间，然后以适当速度冷却，以使金属完全转变为马氏体，提高其硬度和强度。
淬火是将金属加热至临界温度，然后迅速冷却，以使金属快速转变为马氏体，并通过淬火介质的选择来控制金属的组织和性能。
回火是在淬火后将金属加热至较低的温度，保持一段时间，然后冷却，以降低金属的脆性，提高其韧性和塑性。
金属热处理工艺需要控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以确保金属的组织和性能达到所需的要求。
同时，不同金属和不同工件形状也需要采用不同的热处理工艺。
热处理过程中严禁出现过热、过冷、过度保持时间和不均匀冷却等情况，以免引起金属组织和性能的不均匀性。
总之，金属热处理通过控制金属的加热和冷却过程，可以改善金属的力学性能，提高其使用寿命和适应不同工程需求的能力。
表面热处理的原理及其应用
表面热处理的原理及其应用前言表面热处理是一种通过加热金属材料的表面以改变其性能的工艺。
它可以对金属材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性等进行改善，从而延长其使用寿命。
本文将介绍表面热处理的原理以及它在各个行业中的应用。
表面热处理的原理表面热处理的原理主要包括热软化、硬化、表面改性等几个方面。
热软化热软化是指将金属材料加热至其临界温度以下，使其晶粒长大并晶界迁移，从而降低其硬度和强度。
这种热处理方法常用于金属的冷加工工艺中，可以使材料变得更易于加工。
热软化方法有退火、回火等。
硬化硬化是通过加热金属材料并迅速冷却，使其发生组织和相变的改变，从而提高其硬度和强度。
这种热处理方法常用于提高金属材料的耐磨性和耐疲劳性。
硬化方法有淬火、淬火+回火、等离子氮化等。
表面改性表面改性是通过对金属材料表面进行处理，改变其表面形状、化学成分和微观结构，从而获得所需的表面性能。
这种热处理方法常用于提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
表面改性方法有氮化、碳化、镀层等。
表面热处理的应用表面热处理在各个行业中均有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：汽车制造业在汽车制造业中，表面热处理常用于发动机零部件、传动系统和悬挂系统等关键部件的制造中。
通过对这些部件进行硬化处理，可以提高它们的耐磨性和耐疲劳性，从而提高整车的可靠性和使用寿命。
机械制造业在机械制造业中，表面热处理常用于刀具、模具、轴承等零部件的制造。
通过对这些零部件进行硬化处理，可以提高它们的硬度和耐磨性，从而延长其使用寿命，并提高加工效率。
能源行业在能源行业中，表面热处理常用于燃气轮机、汽轮机、发电机等设备的制造。
通过对这些设备的叶片和叶栅进行表面改性处理，可以提高它们的耐腐蚀性和抗磨损性，从而提高能源设备的运行效率和可靠性。
航空航天业在航空航天业中，表面热处理常用于航空发动机、飞机结构和航天器零部件的制造。
通过对这些部件进行热软化和硬化处理，可以提高它们的强度和耐久性，从而确保航空航天器的安全性和可靠性。
热处理原理及工艺
热处理原理及工艺热处理是一种用于改善材料性能的重要工艺。
通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变材料的晶体结构、力学性能和化学性能，从而提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。
热处理的原理是基于固体材料的晶体结构与物理性能之间的关系。
晶体结构是由原子或分子的周期性排列所组成，不同的结构会导致不同的物理性能。
在加热过程中，材料中的原子或分子会随着温度的升高而具有更高的热运动能力，从而使晶体结构发生变化。
通过控制加热温度和时间，可以实现晶体结构的改变。
常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火、表面处理等。
退火是将材料加热到特定温度，然后缓慢冷却至室温，目的是消除内部应力和改善材料的韧性。
淬火是在材料加热到高温后，迅速冷却至室温，通过快速冷却可以使材料形成硬脆结构，提高材料的硬度和强度，但也会导致内部应力增大，需要进行回火处理来消除应力。
回火是将淬火后的材料加热到适当温度，然后保温一段时间，最后缓慢冷却，目的是降低材料的硬度，提高韧性。
表面处理是在材料表面形成一层特定的化合物或合金层，用于改善材料的耐磨性、耐腐蚀性等。
热处理工艺的选择要根据材料的组成和应用要求进行。
不同材料具有不同的热处理敏感性和适用温度范围。
合理选择热处理工艺可以使材料在满足力学性能和物理性能要求的同时，减少成本和能源消耗。
总之，热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改善材料性能的重要工艺。
通过热处理可以改变材料的晶体结构和物理性能，提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等。
选择合适的热处理工艺对于提高材料的性能和使用寿命至关重要。
热处理是一种将金属或合金材料通过加热和冷却处理来改变其物理和机械性能的工艺。
它是材料加工中非常重要的一部分，因为可以通过控制热处理工艺，使材料的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性等性能得到改善。
热处理的核心原理是通过控制材料的加热温度和冷却速度，使材料的晶体结构发生变化。
材料的晶体结构决定了其宏观性能。
例如，在晶体结构较均匀的钢中，碳原子分布均匀，这样就有利于提高钢材的硬度和强度。
热处理原理
70~80% ➢ 模具、滚动轴承100%需经过热处理 ——总之，重要零件都需适当热处理后才能使用。
3
热处理的基本要素
热处理工艺的三大基本要素：加热、保温、冷却
——这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和 性能。
45钢正常淬火组织
41
3. 马氏体的性能
高硬度是马氏体性能 的主要特点
马氏体的硬度主要取 决于其含碳量
含碳量增加，其硬度 增加
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓
合金元素对马氏体硬度的影响不大
42
马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化， 此外，马氏体转变产生的组织细化也有强化作用
的范围，碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小 片的形式析出
34
（三）马氏体转变
当奥氏体过冷到Ms以下将转 变为马氏体类型组织
马氏体转变是强化钢的重要 途径之一
1. 马氏体的晶体结构
马氏体组织
碳在-Fe中的过饱和固溶体 称马氏体，用M表示
马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中
35
马氏体具有体心四方晶格（a = b ≠ c） 轴比c/a称为四方度 C%越高，四方度越大，四方畸变越严重 当＜0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格
材料的热处理
Heat Treatment of Steel
1
热处理指将钢在固态下加热、保温和冷却，以 改变钢的组织结构，获得所需要性能的工艺
包含热处理原理和热处理工艺两部分内容：
➢ 描述热处理时钢中组织转变的规律称为热处理 原理
➢ 根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参 数称为热处理工艺
- 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)。
四、成绩评定方法及要求
该门课程的总评成绩由平时成绩和期末成绩构成，以百分制计算，平时成绩占总成绩的30%，期末小论文成绩占总成绩的70%。
平时成绩由出勤、作业、课堂讨论情况三项构成，出勤占平时成绩的60%，作业占平时成绩的20%，课堂讨论占平时成绩的20%。
总评成绩达到60分为合格。
五、参考教材和资料
[1] 朱明．材料热处理原理及工艺．北京：中国矿业大学出版社，2013.
[2] 赵乃勤．热处理原理与工艺. 北京：机械工业出版社，2012.
[3] 崔忠圻，覃耀春. 金属学与热处理（第2版）. 北京：机械工业出版社，2011
执笔人签字：李才巨审核人签字：张正富
主管教学院长签字：陈清明。