热处理的基础知识
公共基础知识热处理设备基础知识概述
《热处理设备基础知识概述》一、引言热处理是机械制造中的重要工艺之一，通过对金属材料进行加热、保温和冷却等操作，改变其内部组织结构，从而获得所需的性能。
热处理设备作为实现热处理工艺的关键工具，其性能和质量直接影响着热处理的效果和产品的质量。
本文将对热处理设备的基础知识进行全面的阐述和分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面。
二、热处理设备的基本概念1. 定义热处理设备是指用于对金属材料进行加热、保温和冷却等热处理工艺的设备。
它通常包括加热设备、保温设备、冷却设备以及控制设备等部分。
2. 分类（1）按照加热方式分类：可分为电加热设备、火焰加热设备、感应加热设备等。
电加热设备具有加热速度快、温度控制精度高、无污染等优点，广泛应用于各种热处理工艺中。
火焰加热设备则适用于大型工件的加热，但其温度控制精度相对较低。
感应加热设备利用电磁感应原理加热工件，具有加热效率高、节能等特点。
（2）按照冷却方式分类：可分为油冷设备、水冷设备、空冷设备等。
不同的冷却方式适用于不同的热处理工艺和材料，例如油冷适用于淬火工艺，水冷适用于快速冷却的场合，空冷则适用于一些对冷却速度要求不高的工艺。
（3）按照用途分类：可分为退火设备、正火设备、淬火设备、回火设备等。
不同的热处理设备用于实现不同的热处理工艺，以满足不同材料和工件的性能要求。
3. 组成部分（1）加热系统：包括加热元件、炉体、控制系统等。
加热元件通常采用电阻丝、硅碳棒、感应线圈等，炉体则根据不同的加热方式和工艺要求进行设计。
控制系统用于控制加热温度、时间等参数。
（2）保温系统：主要包括保温材料和炉衬。
保温材料的作用是减少热量损失，提高加热效率。
炉衬则用于保护炉体，防止炉体被高温烧坏。
（3）冷却系统：包括冷却介质、冷却装置等。
冷却介质可以是油、水、空气等，冷却装置则用于控制冷却速度和均匀性。
（4）控制系统：用于控制整个热处理设备的运行，包括温度控制、时间控制、压力控制等。
热处理必备基础知识整理
热处理知识：一、强化1、细晶强化：细小等轴晶的晶界长，杂质分布较分散，各方向的力学性能差异小，晶粒越细小，强度、硬度、塑性、韧性都好。
2、固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
3、第二相强化：当合金中有第二相金属化合物质点存在时，使质点周围基体（固溶体）金属产生晶格畸变，同时增加了基体与第二相的界面，两者都使位错运动阻力增大，故使合金的强度、硬度提高。
合金硬度、强度优于纯金属，因为2、3、4、热处理强化（相变强化）：利用重结晶的方法使相或组织发生变化。
二、相和组织1、铁素体：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
2、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
3、渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。
4、珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）5、莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳 4.3%）三、热处理知识1、热处理：把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
2、退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。
3、正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。
4、淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。
5、回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。
6、调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。
7、表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。
45 钢力学性能冷却方式抗拉强度屈服点断后伸长率% 断面收缩率% 硬度/ ＨＢＳ退火（炉冷）５３０２８０３２. ５４９. ３１６０左右正火（空冷）６７０-７２０３４０１５-１８４５- ５０２１０左右淬火（水冷）１１００７２０７- ８１２- １４５２-６０ＨＲＣ1.退火（炉冷）――半成品热处理、预先热处理将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。
热处理基础知识
§2 钢在加热和冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
3 ）在 600 ～ 550 ℃形成片层间距极小的珠光体 ( 0.2m) ，在光学显微镜下高倍放大已无法 分辨出其内部构造，在电子显微镜下可观测到很 薄的铁素体层和碳化物（渗碳体）层交替重叠的 复相组织，称为极细珠光体或托氏体，用字母T 表示（以法国金相学家L•Troost的名字命名）。
淬火：钢加热到临界点以上，保温后迅速 冷却，以得到马氏体或贝氏体组织的热处 理工艺。 回火：将淬火或正火后的钢加热到相变点 以下某一选定温度，并保温一段时间，然 后以适当的速度冷却，以消除淬火或正火 所产生的残余应力，增加钢的塑性和韧性 的热处理工艺。 调质处理:钢材淬火后再进行高温回火的热 处理工艺.
一、
钢在加热时的转变
1、奥氏体的形成(PA)
钢在加热时奥氏体的形成过程又称为奥氏体化。以 共析钢的奥氏体形成过程为例。
§2 钢在加热和冷却时的转变
2、奥氏体晶粒的长大
奥氏体晶粒度的概念 晶粒度：表示晶粒大小的尺度。 钢进行加热时，当珠光体刚刚全部转变为奥氏体时，在一般情 况下，奥氏体晶粒是比较细小而均匀的，此时的晶粒大小称为奥氏 体的起始晶粒度。
连续冷却 等温冷却 时间
§2 钢在加热和冷却时的转变
1、过冷奥氏 体的等温转变
共析钢的
等温转变图
§2 钢在加热和冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
1）在A1～650℃形成的珠光体 ，因为过 冷度小，片间距较大(0.4m)，在 500 ×以上的光学显微镜下，能分辨其片
临界点： （ 1 ） Ac1 钢加热时，开始形成奥氏体的温度。 （2）Ac3 亚共析钢加热时，所有铁素体都转变 为奥氏体的温度
热处理质量控制和检测培训课件
质量控制标准
01
02
03
04
制定质量控制计划： 明确质量控制目标、
方法和步骤
建立质量控制体系： 建立质量管理体系， 确保质量控制流程
的实施
实施质量控制措施： 采取有效措施，确 保产品质量符合要
求
质量检测：对生产 过程中的产品进行 质量检测，确保产
品质量符合要求
质量控制流程
01
制定质量控制计划：明确质 量控制目标、方法和标准
3
检测技术
检测方法
目视检测：通过 肉眼观察工件表 面缺陷
磁粉检测：利用 磁粉吸附在工件 表面缺陷处，形 成可见的磁痕
超声波检测：利 用超声波在工件 内部传播，检测 工件内部缺陷
射线检测：利用X 射线或γ射线穿 透工件，检测工 件内部缺陷
涡流检测：利用 涡流在工件表面 流动，检测工件 表面缺陷
渗透检测：利用 渗透液渗透到工 件表面缺陷处， 形成可见的渗透 痕迹
质量控制工具
01
统计过程控制（SPC）：通过 监控过程参数来确保产品质 量的稳定性
02
质量功能展开（QFD）：将客 户需求转化为产品特性和生产 过程的设计要求
03
失效模式和效应分析（FMEA）： 评估产品设计和生产过程中的 潜在失效模式及其影响
04
六西格玛管理（Six Sigma）： 通过减少缺陷和变异来提高产 品质量和生产效率
量控制
定期进行设 备检查和维 护，确保设 备正常运行
加强员工培 训，提高操 作技能和意
识ห้องสมุดไป่ตู้
建立完善的 质量管理体 系，确保质 量控制和检 测的有效性
谢谢
回火设备：用于回火处理的
03
热处理工作者必备的基础知识
热处理工作者必备的基础知识根据朋友的要求，现将热处理工作者必修的基础知识作简要的概括，以供参考。
※必须具备的基础知识内容：1.铁碳相图、相图中的基本相区组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围；2.连续加热时的组织转变；3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法；4.冷却转变曲线以及其应用；5.淬透性曲线以及其应用；6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响；7.各种冷却介质的特性以及其应用；8.硬度与回火温度的关系曲线；※应掌握的基础知识：热处理人员应该掌握的基础知识有：1．金属学中的基础知识：晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆定律。
固体金属扩散的初步知识。
比较重要的知识是铁碳（Fe-Fe3C）相图知识。
2．金属热处理原理知识：热处理金相组织的种类：珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、魏氏体等。
各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。
各种热处理转变曲线的读图和使用方法。
3．化学热处理的基本知识：化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影响、常用气氛的组成。
4．合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类金属材料的基本知识。
热处理缺陷的产生原因和预防方法。
对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出事前判断。
返修品的处理措施等。
5．常用辅助材料的基本知识：各类盐、淬火油、有机淬火剂、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。
6．热处理常用设备：加热设备、冷却设备、附属设备（校正、喷砂、冷处理、液氮、制氮机）、真空泵、热工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。
耐火材料知识。
筑炉知识。
7．火花鉴别知识。
8．电工学的基本知识。
9．机械识图的知识。
10．热处理质量管理体系知识。
11．安全文明生产知识。
12.环境保护及清洁热处理。
热处理基础知识
热处理基础知识热处理的原理热处理就是通过将工件放于一定的气氛中进行适当的加热、保温及冷却，以改变工件的性能的过程。
热处理术语整体热处理：把金属或工件进行穿透加热的热处理工艺。
本车间使用的热处理工艺均为整体热处理，包括：渗碳、淬（回）火、调质、正火、渗碳直接淬火等。
局部热处理：仅对工件的某个部件或几个部位进行热处理的工艺，常用的有高频淬火、激光表面处理等。
化学热处理：把金属材料或工件放在适当的活性介质中加热、保持，使一种或几种化学元素渗入其表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺，渗碳是其中的一种。
可控气氛热处理：为达到无氧化、无脱碳、按要求增碳的目的，在成分可以控制的炉气中进行加热和冷却的热处理工艺。
本车间用的UBE渗碳自动生产线就是可控气氛热处理的一种。
真空热处理：在一定的真空度的加热炉中，可实现工件无氧化的热处理工艺。
热处理术语滴注式气氛：把含碳有机液体（一般用甲醇）定量滴入加热到一定温度（700℃以上）、密封良好的炉内，在炉内裂解形成的气氛。
甲醇裂解气可以用作渗碳载气、添加丙酮、异丙醇、煤油等可提高碳势，作为渗碳气氛。
淬火冷却介质：工件冷却淬火时使用的介质。
常用的有水，盐、碱、有机聚合物水溶液。
油、熔盐、流态床、空气、氢气、氮气和惰性气体等。
淬透性：以在规定条件下淬火所能达到的硬度分布表征的材料特性。
淬硬性：以钢在理想条件下所能达到的最高硬度表征的材料特性。
端淬试验：将标准端淬试样（φ25x100mm）奥氏体化后，在专用的试验机上对其下端平面喷水冷却，然后沿试样圆柱表面轴向磨平带上测出硬度和水冷端距离的关系曲线。
此曲线被称为端淬曲线。
该试验方法被称做端淬试验，通过端淬试验可以大致确定金属材料的淬透性。
热处理术语奥氏体化：将钢铁加热到Ac3或Ac1以上，使原始组织全部或部分转变为奥氏体的工艺等温转变：钢和铸铁奥氏体化后，冷却到Ar1或Ar3以下温度保持时的过冷奥氏体发生的转变。
连续冷却转变：钢铁奥氏体化后以不同的冷却速度连续冷却时，过冷奥低体发生的转变，过冷奥氏体连续冷却时的开始和终止转变时间、温度及转变产物与冷却速度间的关系曲线称做奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线）退火：钢铁或非铁金属加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
热处理基础知识问答
热处理基础知识问答1、什么是热处理将固态金属或合金采取适当方式进行加热，保温一定的时间，以一定的冷却速度冷却以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。
2、热处理的目的是什么通过适当的热处理工艺改变钢的内部组织结构,来控制相变过程中组织转变的程度和转变产物的形态,从而改善钢的性能。
3、热处理的条件是什么必须有固态相变转变的合金才可以进行热处理。
4、热处理的工艺过程是什么（1）加热：临界点+△T值（2）保温（3）冷却：临界点-△T值一定冷却速度5、主要参数有哪些（1）加热温度T（2）保温时间t（3）冷却速度V，冷却介质决定冷却速度，如：水、盐水、碱水、空气6、按处理阶段及目的可分为哪几种（1）预处理目的是消除偏析、内应力，为最终热处理或后续的加工获得平衡组织。
（2）最终处理作为工件处理的最后工序，获得最终组织。
7、按热处理工艺参数可分为哪几种（1）普通热处理这是生产中最常用的热处理工艺，如退火、正火、淬火、回火等。
这类的热处理一般不会额外的加入其他元素，主要是通过自身组织转变来得到所需要的性能。
（2）化学热处理这类在热处理在齿轮、轴等耐磨件上会经常用到。
工件进行化学热处理时，会在表面一层渗入其他的元素，而对心部的成分不会产生什么影响。
一般渗入什么元素，我们就称为渗×处理，如表面渗C、渗N，C、N共渗等。
（3）表面热处理综合了上述两类热处理的特点，即热处理时不加入其他元素，而且只是针对表面进行的热处理，不影响心部的组织，如表面淬火，但其要求工件的含碳量较高。
8、什么是退火退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
9、退火的目的是什么（1）降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
（2）细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
热处理基础知识30问
1、常用的淬火方法有哪些,说明选用不同淬火方法的原则？淬火方法1、单液淬火——在一种淬火介质中冷却到底的工艺，单液淬火组织应力热应力都比较大，淬火变形大。
2、双液淬火——目的：在650~Ms之间快冷，使V>Vc，在Ms以下缓慢冷却，以降低组织应力。
碳钢：先水后油。
合金钢：先油后空气。
3、分级淬火——将工件取出后在某一温度停留使工件内外温度一致，然后空冷的工艺，分级淬火是在空冷时发生M相变得，内应力小。
4、等温淬火——指在贝氏体温度区等温，发生贝氏体转变，内应力减小，变形小。
淬火方法选择的原则既要考虑满足性能的要求，同时要尽量降低淬火应力，以免淬火变形与开裂。
2、化学气相沉积与物理气象沉积技术的区别是什么，它们的主要应用场合？化学气象沉积主要是CVD法，含有涂层材料元素的反应介质在较低温度下气化，然后送入高温的反应室与工件表面接触产生高温化学反应，析出合金或金属及其化合物沉积于工件表面形成涂层。
Cvd法的主要特点：1可以沉积各种晶态或非晶态的无机薄膜材料.2纯度高，集体的结合力强。
3沉积层致密，气孔极少，4均度性好，设备及工艺简单。
5反应温度较高。
应用：在钢铁、硬质合金、有色金属、无机非金属等材料表面制备各种用途的薄膜，主要是绝缘体薄膜，半导体薄膜，导体及超导体薄膜以及耐蚀性薄膜。
物理气象沉积：气态物质在工件表面直接沉积成固体薄膜的过程。
称PVD法。
有三种基本方法，真空蒸镀，溅射镀膜和离子镀。
应用：耐磨涂层，耐热涂层，耐蚀涂层，润滑涂层，功能涂层装饰涂层。
、3、说明疲劳断口的微观形貌和宏观形貌。
微观：是在微观电子显微镜下观察到的条形花样，称为疲劳条带或疲劳辉纹。
疲劳条带有延性和脆性两种，疲劳条带具有一定的间距，在某种特定的条件下，每条条纹与一次应力循环相对应。
宏观：多说情况下具有脆性断裂特征，不发生肉眼可见得宏观变形，典型的疲劳断口由裂纹源区、裂纹扩展区、和最终瞬断区组成。
疲劳源面积较少平坦有时呈光亮镜面，裂纹扩展区呈河滩或贝壳花样，有一些间距不等的疲劳源为圆心的平行弧线。
- 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)。
热处理的基础知识
热处理，顾名思义，就是在高温下对材料进行处理。
它是工业生产和加工的一个重要部分，广泛应用于机械、汽车、航空、建筑等领域。
热处理可以改变材料的机械性能、物理性质和化学性质，从而提高其使用寿命、强度和韧性。
本文将介绍热处理的基础知识，包括热处理的目的、热处理方法、热处理的影响因素和热处理的注意事项。
一、热处理的目的
热处理的目的是调整材料的组织结构和性能，在不改变其化学成分的前提下，使其达到特定的物理和机械性能。
具体来说，热处理的主要目的包括以下几个方面：
1.改善材料的硬度：提高材料的硬度可以使其更加耐磨损，从而延长其使用寿命。
常用的方法是淬火和弹性调质。
2.提高材料的均匀性：在热处理过程中，能使材料内部的性质更加均匀，消除缺陷和应力。
常用的方法是退火和正火。
3.增加材料的韧性：提高材料的韧性可以使其更加耐冲击和抗震动，避免在使用过程中出现裂纹和断裂。
常用的方法是调质和回火。
二、热处理方法
热处理的方法主要有四种，分别是淬火、退火、正火和调质。
下面分别进行介绍。
1.淬火
淬火是将高温下加热后的金属材料迅速冷却，使其达到极高的硬度和脆性。
其原理是通过迅速冷却将铁素体转变为马氏体，从而在材料内部形成高强度的结晶体。
淬火过程中的冷却介质通常是水、油、盐水或其他淬火介质。
2.退火
退火是将材料加热到一定温度下，然后缓慢冷却至室温，使材料内部的应力和缺陷得以消除，同时使其性能变得更加均匀。
退
火过程中的冷却速度很慢，通常是将材料装入炉内，然后让它们自然冷却至室温。
3.正火
正火是介于淬火和退火之间的一种处理方法。
它将材料加热到一定温度后，再迅速冷却，以消除材料内部的应力和缺陷，并使其硬度和强度达到一定的程度。
4.调质
调质是将材料加热到一定的温度后，再通过退火或淬火来使其达到特定的硬度和韧性。
调质通常采用两步法，第一步是淬火，第二步是回火。
回火是指将淬火后的材料加热到一定温度后，然后迅速冷却，使其恢复韧性。
三、热处理的影响因素
热处理的影响因素主要包括以下几个方面：
1.温度：温度是影响热处理效果的重要因素。
不同的材料和热
处理方法需要不同的温度，因此必须准确控制加热和冷却的温度。
2.时间：热处理的时间也很重要。
不同的材料需要不同的处理
时间，过长或过短的处理时间都会影响处理效果。
3.冷却速度：冷却速度是直接决定热处理效果的因素之一，不
同的处理方法需要不同的冷却速度。
4.材料的化学成分：材料的化学成分对热处理效果也具有决定
性作用。
四、热处理的注意事项
热处理是一项非常复杂的工作，需要准确掌握各种参数和条件。
在进行热处理时，必须注意以下几个方面：
1.掌握合适的热处理方法：不同的材料需要不同的处理方法，
在选择热处理方法时，必须根据材料的性质和要求进行选择。
2.准确控制温度和时间：温度和时间是热处理效果的决定因素，必须准确掌握。
3.选择合适的冷却介质：不同的材料需要不同的冷却介质，必
须选择合适的介质来进行处理。
4.加工过程中保护材料：热处理过程中，材料很容易被氧化和
腐蚀，必须采取相应的措施来保护材料。
总结
热处理是工业生产和加工过程中不可缺少的一个环节。
它可以
改变材料的物理和机械性能，从而提高其使用寿命和效率。
在进
行热处理前，必须了解材料的特性和要求，并准确掌握各种参数
和条件。
只有做到这些，才能够实现理想的热处理效果，为工业
生产和加工提供更好的服务。