金属学处理
金属表面处理原理
金属表面处理原理一、引言金属表面处理是一种常见的工艺，用于改善金属材料的表面性能。
金属表面处理的原理主要包括表面清洁、化学处理和物理处理三个方面。
本文将详细介绍金属表面处理的原理及其应用。
二、表面清洁金属材料在加工、运输和存储过程中往往会附着一些杂质和污染物，如油脂、锈蚀和灰尘等。
这些杂质和污染物会影响金属材料的性能和表面质量。
因此，首先需要对金属表面进行清洗。
常见的清洗方法包括机械清洗、溶剂清洗、酸洗和碱洗等。
机械清洗是通过机械力去除金属表面的污染物，常用的机械清洗方法有喷砂、喷丸和刷洗等。
溶剂清洗是利用溶剂溶解污染物，将其从金属表面溶解掉。
酸洗是利用酸性溶液去除金属表面的氧化物和锈蚀物，常用的酸洗溶液有盐酸、硫酸和磷酸等。
碱洗是利用碱性溶液去除金属表面的油脂和有机物，常用的碱洗溶液有氢氧化钠和氢氧化钾等。
三、化学处理金属材料经过表面清洁后，还需要进行化学处理。
化学处理是指通过化学反应改变金属表面的化学组成和结构，以提高金属材料的性能。
常见的化学处理方法包括电镀、热浸镀和化学转化膜等。
电镀是利用电解法在金属表面镀上一层金属或合金。
电镀可以提高金属材料的耐腐蚀性、硬度和美观度。
常见的电镀方法有镀铬、镀镍和镀锌等。
热浸镀是将金属材料浸入熔融的金属溶液中，使金属溶液中的金属元素在金属材料表面沉积。
热浸镀可以提高金属材料的耐腐蚀性和附着力。
化学转化膜是在金属表面形成一层化学转化膜，以提高金属材料的耐腐蚀性和摩擦性能。
常见的化学转化膜有磷化膜、氧化膜和硫化膜等。
四、物理处理金属材料经过化学处理后，还可以进行物理处理。
物理处理是指通过物理手段改变金属表面的形貌和结构，以提高金属材料的性能。
常见的物理处理方法包括喷涂、涂覆和热处理等。
喷涂是将涂料喷射到金属表面形成一层保护膜，以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
常见的喷涂方法有喷漆、喷粉和喷涂热镀等。
涂覆是将金属材料涂覆在金属表面形成一层保护层，以提高金属材料的耐蚀性和耐磨性。
金属学及热处理
时效处理工艺
总结词
时效处理是一种通过长时间放置或加热使金属内部发生沉淀 或析出反应的过程，主要用于提高金属的强度和稳定性。
详细描述
时效处理工艺通常将金属加热至较低的温度，并保持一定时 间，使金属内部的原子或分子的分布发生变化，形成更加稳 定的结构。通过时效处理，金属的强度和稳定性可以得到提 高。
表面热处理工艺
总结词
表面热处理是一种仅对金属表面进行 加热和冷却的过程，主要用于改善金 属表面的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化 性等。
详细描述
表面热处理工艺通常仅对金属表面进行加热 和冷却，而内部保持不变。通过表面热处理 ，可以改变金属表面的晶格结构、化学成分 和组织结构等，从而改善其表面的性能。
04 热处理设备与工具
热处理炉应定期进行维护和保养，确保设备的正常运行 和使用寿命。
在操作过程中，应定期检查炉温和炉压是否正常，防止 超温或超压。
在使用过程中，应保持炉膛的清洁，防止杂物和积炭对 加热元件和金属材料的影响。
热处理工具的选择与使用
01
02
03
04
根据不同的热处理工艺和金属 材料，选择合适的热处理工具
。
在使用过程中，应注意工具的 材质和尺寸是否符合要求，防 止工具损坏或金属材料表面损
金属学及热处理
contents
目录
• 金属学基础 • 热处理原理 • 热处理工艺技术 • 热处理设备与工具 • 热处理的应用与发展趋势
01 金属学基础
金属材料的分类与特性
钢铁材料
根据碳含量和用途，钢铁材料可分为生铁、铸铁和钢 材。其特性包括高强度、耐磨性和耐腐蚀性。
有色金属
如铜、铝、锌等，具有良好的导电性、导热性和延展 性。
金属学与热处理名词解释汇总
金属学与热处理名词解释汇总热处理：在生产中，通过加热、保温和冷却，使钢发生固态相变，借此改变其内部组织结构，从而达到改善力学性能的目的的操作被称为热处理。
正火：将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上的某一温度，保温一定时间，然后取出进行水冷或油冷获得马氏体的热处理工艺。
等温淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于Ms的熔盐中，等温保持足够时间，使过冷奥氏体恒温发生贝氏体转变，待转变结束后取出在空气中冷却的处理方法称为等温淬火。
分级淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于或稍低于Ms的熔盐中，待工件内外温度均匀后，从熔盐中取出置于空气中冷却至室温，以获得马氏体组织，这种处理方法称为分级淬火。
单液淬火：将奥氏体化的工件投入一种淬火介质中，直至转变结束。
双液淬火：将奥氏体化的工件先放入一种冷却能力强的冷却介质冷却一定时间，当冷却至稍高于Ms后立即将工件取出并放入另外一种冷却能力缓一些的冷却介质冷却，使之转变为马氏体的热处理工艺。
回火：将淬火钢加热到低于临界点A1某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
回火索氏体：淬火碳钢500~650℃回火时，得到粗粒状渗碳体和多边形铁素体所构成的复相组织。
回火屈氏体：淬火碳钢350~500℃回火时，得到细粒状渗碳体和针状铁素体所构成的复相组织。
回火马氏体：淬火碳钢在250℃以下回火时，得到的过饱和的α固溶体和弥散分布的碳化物组成的复相组织。
退火：是将钢加热到临界点以上或以下的某一温度，保温一定时间后，随炉冷却的一种热处理工艺。
它是热处理工艺中应用最广、种类最多的一种工艺，不同种类的退火目的也各不相同。
等温退火：将亚共析钢工件加热到A3以上20〜30°C，保温一定时间，然后在Arl以下珠光体转变区间的某一温度进行等温，使之转变为珠光体后出炉空冷的一种热处理工艺。
金属表面处理方法
金属表面处理方法金属表面处理是指对金属材料表面进行清洁、改性或涂覆等工艺，以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。
金属表面处理方法有很多种，包括机械处理、化学处理、电化学处理等多种方式。
下面将就几种常见的金属表面处理方法进行介绍。
首先，机械处理是一种常见的金属表面处理方法。
机械处理包括打磨、抛光、喷砂等方式，通过物理力量去除金属表面的氧化层、锈蚀、毛刺等不良物质，使金属表面变得光滑、平整。
这种方法适用于各种金属材料，可以提高金属的表面质量，增强金属的耐腐蚀性和装饰性。
其次，化学处理也是一种常用的金属表面处理方法。
化学处理包括酸洗、镀锌、阳极氧化等方式，通过化学药剂的作用去除金属表面的氧化物、锈蚀物，形成一层保护膜，增强金属的耐腐蚀性。
这种方法适用于铁、铜、铝等金属材料，可以有效延长金属材料的使用寿命。
另外，电化学处理也是一种常见的金属表面处理方法。
电化学处理包括电镀、阳极保护、电解抛光等方式，通过电化学反应在金属表面形成一层均匀、致密的金属或合金覆盖层，提高金属的耐腐蚀性和装饰性。
这种方法适用于各种金属材料，可以提高金属的表面硬度和耐磨性。
此外，热处理也是一种重要的金属表面处理方法。
热处理包括淬火、回火、固溶处理等方式，通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程，改变金属的组织结构和性能，提高金属的强度、硬度和耐磨性。
这种方法适用于各种金属材料，可以提高金属的使用性能和寿命。
综上所述，金属表面处理方法有很多种，不同的方法适用于不同的金属材料和使用要求。
在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的金属表面处理方法，以确保金属材料具有良好的表面质量和使用性能。
希望本文介绍的金属表面处理方法对大家有所帮助。
金属学与热处理原理中的时效处理
金属学与热处理原理中的时效处理时效处理作为金属学与热处理原理中的一种重要工艺，广泛应用于诸多金属材料的制备与加工过程中。
它通过合理的时效参数设置，能够显著改善金属材料的力学性能与耐腐蚀性能，同时增强材料的整体结构稳定性。
本文将详细介绍时效处理的原理、工艺及其在金属学中的应用。
一、时效处理原理时效处理是指通过在高温下加热金属材料，使其过饱和固溶体中的析出相重新分布，形成更为稳定的强化相。
从而改变材料的晶粒结构，提高材料的强度、硬度和耐磨性能。
在时效处理过程中，主要通过以下几个步骤来实现：1. 固溶处理：将金属样品加热到高温区，使其形成过饱和固溶体。
过饱和固溶体具有较高的扩散速率，为后续析出相的形成提供了条件。
2. 快速冷却：将经过固溶处理的样品急冷至室温，以防止析出相的形成。
这一步骤非常关键，能够保持材料的均匀性和一定的过饱和度。
3. 时效处理：将冷却后的样品再次加热到较低的温度区域，保持一定的时间。
在时效处理过程中，过饱和固溶体中的溶质原子开始扩散聚集，形成纳米尺度的强化相。
4. 冷却：将时效处理后的样品冷却至室温，保持析出相的稳定性。
冷却过程中不应出现过快的降温速度，以免破坏析出相的结构。
时效处理的本质是通过对金属材料的热处理，改变其晶格结构和相组织，从而调控材料的性能。
二、时效处理的工艺时效处理的具体工艺参数根据不同的材料和要求而有所不同，通常包括时效温度、时效时间和冷却速率等。
1. 时效温度：时效温度是指进行时效处理时的加热温度。
不同材料和不同的强化相有着各自的最佳时效温度范围。
通过控制时效温度，可以控制强化相的粒径和分布，从而调节材料的力学性能。
2. 时效时间：时效时间是指在维持一定的时效温度下，样品所需要保持的时间。
时效时间与强化相的形成和生长速率密切相关。
通过合理选择时效时间，可以使强化相的分布均匀，并有效提高材料的强度和韧性。
3. 冷却速率：冷却速率指的是时效处理后的样品在冷却过程中的速度。
金属热处理原理及工艺总结-整理版
金属热处理原理及工艺总结-整理版引言金属热处理是一种通过改变金属内部结构来提高其性能的工艺。
它广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。
本文档旨在总结金属热处理的基本原理、常见工艺以及实际应用。
金属热处理的基本原理金属晶体结构金属晶体是由金属原子按一定规则排列形成的。
金属的物理性能，如硬度、韧性等，与其晶体结构密切相关。
相变理论金属在不同的温度下会发生相变，如奥氏体化、珠光体化等。
通过控制加热和冷却过程，可以改变金属的相组成，从而改善其性能。
扩散原理金属热处理过程中，原子的扩散是改善金属性能的关键。
通过高温加热，原子获得足够的能量进行扩散，实现组织结构的优化。
常见的金属热处理工艺退火退火是将金属加热到一定温度，保持一定时间后缓慢冷却的过程。
目的是降低硬度，消除内应力，提高塑性。
正火正火是将金属加热到一定温度后，保持一段时间，然后以较快速度冷却的过程。
它能改善金属的组织结构，提高硬度和强度。
淬火淬火是将金属加热到奥氏体化温度后迅速冷却，形成马氏体或其他硬化组织，显著提高金属的硬度和强度。
回火回火是淬火后的金属再次加热到一定温度，保持一段时间后冷却的过程。
它用于降低淬火后的脆性，提高韧性和塑性。
调质调质是将金属加热到奥氏体化温度后淬火，再进行高温回火的过程。
它综合了淬火和回火的优点，使金属具有较好的综合机械性能。
金属热处理工艺的实际应用钢铁材料的热处理钢铁材料是金属热处理的主要对象。
通过不同的热处理工艺，可以生产出不同性能的钢材，满足各种工程需求。
非铁金属材料的热处理非铁金属如铝合金、钛合金等，也可以通过热处理改善性能。
例如，铝合金通过固溶处理和时效处理提高强度。
表面热处理表面热处理如渗碳、氮化等，可以在金属表面形成一层硬度高、耐磨性好的化合物层，提高零件的使用寿命。
控制气氛热处理在控制气氛中进行热处理，可以防止金属氧化和脱碳，保持金属表面光洁，提高热处理质量。
结语金属热处理是材料科学中的一个重要分支。
金属表面处理技术
金属表面处理技术第一篇：金属表面处理技术概述金属表面处理是指对金属表面进行清洗、打磨、除锈、氧化、涂层等一系列工艺处理，以改善其表面性能和延长其使用寿命的工艺。
金属表面处理技术是金属加工行业中非常重要的一项技术，通过表面处理可以使金属材料表面具有更好的耐腐蚀性、耐高温性、耐磨损性等性能。
按照处理方法不同，金属表面处理可以分为机械处理、物理处理和化学处理三类。
机械处理是通过金属材料的表面磨削、抛光、打磨等方法，使材料表面光洁平整，去除表面毛刺和锈蚀物，提高工作表面质量。
机械处理常用的设备有砂轮机、抛光机、电解抛光机和喷砂机等。
物理处理是在根据金属材料表面性质和处理要求的不同，采用不同的物理方法进行表面处理。
包括了制造物理涂层、阳极氧化、电渗析、真空处理和电泳涂层等技术。
物理处理的优点是工艺简单、成本低、对环境无害。
化学处理是利用化学药品和水进行表面清洗、腐蚀、氧化、镀层等工艺处理，以达到延长使用寿命、改善功能等目的。
化学处理常用的方法有酸洗、钝化、溶剂去除、镍铬电镀、热熔锌涂层等。
总的来说，金属表面处理技术是提高金属材料性能和质量的重要手段，对于制造业具有重要的意义，人们对它的需求及要求也越来越高，随着科技的不断进步，金属表面处理技术也在不断改进和完善。
第二篇：金属表面处理技术在实际应用中的意义金属表面处理技术在实际应用中的意义非常重大，以下列举几个方面：1. 延长金属的使用寿命。
金属表面处理可以有效防止金属材料受到腐蚀、氧化、磨损等因素的影响，从而延长其使用寿命，降低更换费用。
2. 改善金属的性能。
对不同金属材料采用不同的表面处理方法，可以使其具有更好的耐高温性、耐磨损性、耐腐蚀性等性能，增加材料的使用价值。
3. 提高产品档次。
采用适当的表面处理技术可以改善产品外观和装饰效果，让产品更加美观大方，提高产品品质和档次。
4. 保护环境。
金属表面处理技术采用的药品和溶剂是不可避免的，但是适当的处理和回收可以降低污染物的排放，减少对环境的破坏。
金属表面处理的主要途径
金属表面处理的主要途径金属表面处理，是指通过一系列的化学处理、物理处理、机械加工、涂装及其他的处理方法来改善金属表面的性质，以达到特定的功能要求。
金属表面处理的主要目的是增加金属材料的耐腐蚀性、耐磨性、耐氧化性以及美观度等。
金属表面处理方法种类繁多，下面就来一一介绍常见的金属表面处理方法。
1.机械加工法机械加工法是通过切削、抛光等方式来改善金属表面的性能。
切削法包括车削、铣削、钻削、磨削等，可以降低金属表面的粗糙度，提高其表面平整度和精度。
抛光法是通过研磨和抛光来将金属表面划痕、氧化等缺陷去除，改善其表面光洁度和美观度。
2.化学处理法化学处理法是通过处理液中溶解的化学制剂对金属表面进行处理。
这些化学制剂一般包括酸、碱、盐类等，作用于金属表面后可以使其获得新的物理和化学性质，常见的处理方法有酸洗、电化学抛光、电镀等。
酸洗是通过将待处理的金属表面浸泡在含有强酸的溶液中，使腐蚀剂作用于金属表面的方式来清除表面氧化物、油污、锈等杂质，提高金属表面的光洁度和耐蚀性。
电化学抛光法是通过在电解溶液中通过电流反应所产生的金属氧化物沉淀来去除金属表面的氧化皮、锈等，从而得到更光滑、更平整的表面。
电镀是将电极上的金属离子在电解质溶液中以电化学反应沉积到金属表面上的一种表面处理方法，可以增加金属表面的装饰性、耐磨性等。
3.喷涂法喷涂法是将特定功能的涂料喷射到金属表面上，形成一层涂层，以达到保护、防腐、装饰等目的。
常见的喷涂方法包括喷漆、喷粉、喷塑等。
喷漆就是将涂料喷射到金属表面上形成一层薄膜以改善其防腐、美观度等性能。
喷粉是将粉末涂料通过静电吸附的方式喷涂到金属表面上，经过高温烘干、焙烧等处理后形成一层坚硬、耐磨的薄膜。
喷塑就是通过将塑料颗粒化后加热熔融，然后再将熔化的塑料喷涂到金属表面上形成一层塑料膜，同样可以实现防腐、美观等功能。
4.化学氧化法化学氧化法是指通过在金属表面产生一层氧化膜，从而提高金属表面的耐腐蚀性、美观度等。
金属学及热处理要点总结
如果界面上有近 50%的位置为固相原子所占据，这样的界面即为粗糙界面，如果界面上有近 0%或 100%的位置为晶 体原子所占据，则这样的界面称为光滑界面。 晶体生长是平面长大方式还是树枝晶方式取决于界面前沿的温度梯度 和 固夜界面的微观结构。 长大速度：单位时间内晶核长大的线速度称为长大速度，用 G 表示。单位为 cm / s。
晶体：原子在三维空间做有规则周期性重复排列的物质叫做晶体。晶体的特性：1、各向异性 2、具有一定的熔点。 空间点阵：为了清晰地描述原子在三维空间排列的规律性，常将构成晶体的实际质点忽略，而将其抽象为纯粹的几何 点，称为阵点或节点，这些阵点可以是原子或分子的中心，也可以是彼此等同的原子团或分子团的中心，各个 阵点的周围环境都相同。做许多平行的直线将这些阵点连接起来形成一个三维空间格架，叫做空间点阵。 晶胞：从点阵中选取的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。 晶格常数：晶胞的棱边长度称为晶格常数，在 X、Y、Z 轴上分别以 a、b、c 表示。 致密度：表示晶胞中原子排列的紧密程度，可用原子所占体积与晶胞体积之比 K 表示。 三种典型的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 体心立方晶格：α-Fe、Cr、W、V、Nb、Mo 配位数 8 致密度 0.68 滑移系：{110}*<111> 共 12 个 堆垛顺序 ABAB 面心立方晶格： γ-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 配位数 12 致密度 0.74 滑移系：{111}*<110> 共 12 个 堆垛顺序 ABCABC 密排六方晶格：Zn、Mg、Be、Cd 配位数 12 致密度 0.74 滑移系：{0001}*<1121> 堆垛顺序 ABAB
晶向族指数包含的晶向指数： 一、写出<u v w>的排列 二、给其中每个晶向加一个负号，分三次加 三、给其中每个晶向加两个负号，分三次加 四、给每个晶向加三个负号 晶面族指数包含的晶面指数： （如果 h k l 中有一个是零就写出排列各加一个负号，如果有两个零就只写出排列就行。 ） {h k l} 的排列 二、给其中每个晶面加一个负号，分三次加 一、写出
《金属学与热处理》课件
举例说明
电子器件中的微型线圈需要采用真空 热处理来确保其导电性能和稳定性； 而医疗器械中常用的钛合金则需要通 过特殊的化学热处理来提高其耐腐蚀 性和生物相容性。
05
热处理设备与工艺控 制
热处理设备的分类与选择
热处理设备的分类
根据加热方式、用途和特点，热处理设备可分为多种类型，如电炉、燃气炉、 真空炉、感应炉等。
举例说明
飞机发动机中的涡轮叶片需要采用特 殊的热处理工艺来提高其高温强度和 抗疲劳性能；而医疗器械中常用的钛 合金则需要通过精细的热处理来确保 其生物相容性和力学性能。
功能金属材料的热处理
总结词
详细描述
功能金属材料具有特殊的物理和化学 性能，其热处理工艺对材料的性能具 有重要影响。
功能金属材料的热处理主要包括真空 热处理、化学热处理和磁场热处理等 工艺。这些工艺能够改变金属的表面 组织结构和化学成分，从而赋予材料 特殊的物理和化学性能。例如，磁性 材料需要进行磁场热处理来提高其磁 导率和磁感应强度；而超导材料则需 要通过真空热处理和化学热处理来确 保其超导性能。
气氛控制
对于某些热处理工艺，如渗碳、 渗氮等，需要控制炉内的气氛， 包括气体组成、压力和流量等， 以确保工件表面的质量。
热处理过程中的环境保护
减少能源消耗
采用先进的热处理技术和设备，提高能源利用率 ，减少能源浪费。
降低污染物排放
通过改进工艺和设备，降低热处理过程中产生的 有害物质排放，如废气、废水和固体废弃物等。
热处理过程中的相变
相变概念
金属在加热和冷却过程中发生的组织结构变 化，包括晶体结构的变化和相的分离。
相变机理
固态相变、液态相变和气态相变等。
相变类型
共析转变、包晶转变、固溶体脱溶等。
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一、名词解释：
1、实际晶粒度：
2、淬透性：
3、调质处理：
4、热处理：
二、选择题：
1、经过下列淬火方法淬火后的工件不需要回火的是（）
A．单液淬火B．双液淬火C．等温淬火D．分级淬火
2、渗碳件渗碳以后缓慢冷却到室温的组织从表层到心部依次是（）
A．过共析组织、共析组织、亚共析组织、原始组织
B．原始组织、过共析组织、共析组织、亚共析组织
C．过共析组织、亚共析组织、共析组织、原始组织
D．共析组织、亚共析组织、原始组织、过共析组织
3、马氏体转变的相变类型是（）
A．扩散型B．非扩散型C．半扩散型D．其它
4、、滚动轴承钢GCr15中合金元素Cr的百分含量是（）
A．1.5%B．0.15% C．15%D．0.5%
5、直径为10 mm的40钢的常规淬火温度大约为（）:
A. 750℃
B. 850℃
C.1020℃
D.550℃
6、共析钢的过冷奥氏体在550℃~350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是（）
A．索氏体B．上贝氏体C．下贝氏体D．马氏体
7、钢经过调质处理后获得的组织是（）
A．珠光体B．回火马氏体C．回火屈氏体D．回火索氏体
8、马氏体的硬度取决于（）：
A. 冷却速度
B. 转变温度
C.碳含量
9、过共析钢正火的目的是（）
A．调整硬度，改善切削加工性B．细化晶粒，为淬火作组织准备
C．消除网状二次渗碳体
10、渗碳以后的工件应采用（）热处理。
A．淬火+低温回火B．淬火+高温回火C．表面淬火D．淬火+中温回火
11、下列可以细化钢的晶粒的是（）
A．加入变质剂B．提高钢液的冷却速度
C．完全退火D．A、B、C都行
12、若合金元素能使C曲线右移,钢的淬透性将（）
A.降低;
B.提高
C.不变
13、形变铝合金中不能热处理强化的合金是
A.防锈铝
B.硬铝
C.超硬铝
D.锻铝
14、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应用：
A.20钢渗碳淬火后+低温回火
B.40Cr淬火+高温回火
C.W18CrMnTi渗碳淬火+低温回火
15、铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段部分进行时，其显微组织为：
A. F+G
B. P+G
C. F+P+G
D. A+F+G
三、填空题：
1、蠕墨铸铁中的石墨形态是；
2、淬火钢经中温回火后的组织是；
3、亚共析钢和共析钢在相同温度奥氏体化后，过冷奥氏体稳定性高的是；。