⑴ 常用的化學熱處理方法有哪些
化學熱處理是利用化學反應、有時兼用物理方法改變鋼件表層化學成分及組織結構,以便得到比均質材料更好的技術經濟效益的金屬熱處理工藝。由於機械零件的失效和破壞大多數都萌發在表面層,特別在可能引起磨損、疲勞、金屬腐蝕、氧化等條件下工作的零件,表面層的性能尤為重要。經化學熱處理後的鋼件,實質上可以認為是一種特殊復合材料。心部為原始成分的鋼,表層則是滲入了合金元素的材料。心部與表層之間是緊密的晶體型結合,它比電鍍等表面復護技術所獲得的心、表部的結合要強得多。
化學熱處理工藝包括滲劑的化學組成和配比,滲劑分解反應過程的控制和參數測定,滲入溫度和時間,工件的准備,滲後的冷卻規程及熱處理,化學熱處理後工件的
清理以及裝爐量等等。無論何種化學熱處理工藝,若按其滲劑在化學熱處理爐內的物理狀態分類,則可分為固體滲、氣體滲、液體滲、膏糊體滲、液體電解滲、等離
子體滲和氣相沉積等工藝。
⑵ 常用的熱處理方法有哪幾種各有什麼特點
1、退火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)後,一般隨爐溫緩慢冷卻。
適用於合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料。
2、正火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度,保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。
正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最後熱處理。對於一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作為最後熱處理工序。
3、淬火
操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。
淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。
4、回火
操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫後,於空氣或油、熱水、水中冷卻。
保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火。
5、調質
操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。
不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。
⑶ 化學熱處理有哪三個基本過程
化學熱處理有哪三個基本過程
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。
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,最早是採用木炭和煤作為熱源,進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制,且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動粒子進行間接加熱。
金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一,選擇和控制加熱溫度?,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異,但一般都是加熱到某特性轉變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,?使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。採用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控製冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬,而且鋼鐵顯微組織也最為復雜,因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
整體熱處理是對工件整體加熱,然後以適當的速度冷卻,以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間,然後進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態,或者是使前道工序產生的內部應力得以釋放,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火作組織准備。正火或稱常化是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用於改善材料的切削性能,也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
⑷ 熱處理方式有哪些
將金屬在固態范圍內通過一定方式的加熱、保溫和冷卻處理程序,使金屬的性能和顯微組織獲得改善或改變,這種工藝方法稱為熱處理。根據熱處理的目的不同,有不同的熱處理方法,主要可分為下述幾種:
(1)退火(代號Th):在退火熱處理爐內,將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右,其顯微組織將發生相變或部分相變,例如鋼被加熱到此溫度時,珠光體將轉變為奧氏體。然後保溫一段時間,再緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻)至室溫出爐,這整個過程稱為退火處理。退火的目的是清除熱加工時產生的內應力,使金屬的顯微組織均勻化(得到近似平衡的組織),改善機械性能(例如降低硬度,提高塑性、韌性和強度等),改善切削加工性能等等。視退火處理工藝的不同,可分為普通退火、雙重退火、擴散退火、等溫退火、球化退火、再結晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多種退火工藝方式。
(2)正火(代號Z):在熱處理爐內,將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上200~600℃左右,使顯微組織全部變成均勻的奧氏體(例如鋼在此溫度時,鐵素體完全轉變為奧氏體,或者二次滲碳體完全溶解於奧氏體),保溫一段時間,然後置於空氣中自然冷卻(包括吹風冷卻和堆放自然冷卻,或者單件在無風空氣中自然冷卻等多種方法),這整個過程稱為正火處理。正火是退火的一種特殊形式,由於其冷卻速度比退火快,能得到較細的晶粒和均勻的組織,使金屬的強度和硬度有所提高,具有較好的綜合機械性能。
(3)淬火(代號C):在熱處理爐內,將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右,使顯微組織全部轉變成均勻的奧氏體,保溫一段時間,然後快速冷卻(冷卻介質包括水、油、鹽水、鹼水等等),獲得馬氏體組織,可顯著提高金屬的強度、硬度和耐磨性等等。淬火時的快速冷卻導致的急劇組織轉變會產生較大的內應力,並使脆性增大,因此必須隨後及時進行回火處理或時效處理,以獲得高強度與高韌性相配合的性能,一般較少僅僅採用淬火處理的工藝。視淬火處理的對象和目的不同,淬火處理可分為普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等溫淬火、分級淬火、光亮淬火、高頻淬火等多種淬火工藝方式。
(4)表面淬火:這是淬火處理中的一種特殊方式,它是利用例如火焰加熱法、高頻感應加熱法、工頻感應加熱法、電接觸加熱法、電解液加熱法等多種加熱方式,使金屬的表面快速加熱到臨界溫度以上,在熱量還未來得及傳入金屬內部之前就迅速加以冷卻(即淬火處理),這樣可以達到將金屬表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬層),而金屬內部仍保持原組織,滿足外硬內韌的使用需要。表面淬火的加熱速度快、溫度高,金屬內外溫差大,加上冷卻速度快,因此內應力很大,容易產生裂紋,這是必須注意的。
(5)回火(代號H):將已淬火的金屬重新加熱到臨界溫度以下的某一溫度(視此溫度的不同而有高溫回火、中溫回火和低溫回火之分),保溫一段時間,然後在空氣中或油中冷卻,這整個過程稱為回火處理。回火處理的目的是降低淬火處理引起的脆性和消除內應力,穩定金屬零件的幾何尺寸和獲得所需要的機械性能。
金屬材料淬火後如果不及時回火,則往往容易造成工件開裂(硬度很高然而脆性很大)和變形較大。但是,如果回火溫度選擇不當,在某些溫度區域回火時會發生回火脆性(回火處理後韌性反而下降),這是必須注意的。
在實際應用中,常把淬火+高溫回火統稱為調質處理(代號T)。
(6)化學熱處理:把金屬放入化學介質中進行加熱時,某些化學元素的原子將藉助高溫發生原子擴散,滲入到金屬表面層,改變了金屬表面層的化學成分,使金屬表面層具備特定的組織和性能,這種方法稱為化學熱處理。化學熱處理的方法主要有:
滲碳-向金屬表面層滲入碳原子,用以提高金屬表面層的含碳量,從而提高金屬表面層的硬度和耐磨性,常用的滲碳介質是木炭。
滲氮(氮化)-利用氨氣在加熱時分解出來的活性氮原子滲入金屬表面層,可提高金屬表面層的耐磨性。
碳氮共滲(氰化)-把滲碳與滲氮結合起來,將活性碳原子與氮原子同時滲入金屬表面層來提高金屬表面層的硬度和耐磨性。
化學熱處理的主要目的是提高金屬表面的硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性以及抗疲勞性等,除了上述常見的三種化學熱處理方法外,還有滲硅、滲硼、滲鋁、滲鉻等,以適應不同的目的用途。
(7)時效:金屬或合金經過淬火處理或加工,特別是經過一定程度的冷、熱加工變形後,其性能會隨時間而改變,這種現象稱為時效現象,經過時效後的金屬或合金其強度和硬度能有所增加,塑性、韌性和內應力有所降低,顯微組織更加穩定。
在熱處理工藝方法中的時效處理,是指把金屬或合金有意識地在室溫或者較高溫度下存放一定時間,以達到改善性能、穩定顯微組織目的的工藝過程。
將淬火或者淬火+回火後的金屬在時效處理爐中加熱到室溫以上(一般為100~200℃左右),保溫一段時間,然後取出自然冷卻,這種方法稱為人工時效(若為淬火+人工時效,代號為CS)。如果在淬火後利用室溫或自然環境溫度達到時效效果時,則稱為自然時效(代號CZ)。
時效處理多用於有色金屬,例如鋁合金、鎂合金、鈦合金等,也有用於鋼,以達到穩定顯微組織和幾何尺寸,增強機械性能(強化)的效果。
與時效處理相類似的還有:
固溶強化處理:把金屬加熱到適當溫度,充分保溫,使金屬中的某些組元溶解到固溶體內形成均勻的固溶體,然後急速冷卻,得到過飽和固溶體,可以改善金屬的塑性和韌性,然後再作沉澱硬化(強化)處理,提高其強度。
沉澱硬化(強化)處理:把經過固溶處理或者又經過冷加工變形的金屬加熱到一定溫度,保溫一段時間,則從飽和固溶體中析出另一相,達到硬化的目的。
其他還有低溫處理(冷處理)、鹽浴處理等等。
⑸ 常用的普通熱處理方法有哪些
熱處理:金屬材料在固態下,通過加熱、保溫、冷卻的手段,改變金屬材料內部的組織狀態,從而獲得所需性能的一種熱加工工藝。
常用的方法有:
1、退火:有完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應力退火、再結晶退火、均勻化退火、去氫退火、擴散退火等等。
2、正火。
3、淬火:有單介質淬火、雙介質淬火、分級淬火、等溫淬火、局部淬火等等。
4、回火:有低溫回火、中溫回火、高溫回火、穩定化回火、附加回火等等。
5、化學熱處理:有滲碳、滲氮、離子氮化、碳氮共滲、滲金屬等等。
6、表面熱處理:有火焰加熱、中頻加熱、高頻加熱、超音頻加熱、激光熱處理等等。
⑹ 什麼是化學熱處理常用化學熱處理方法有哪些
化學熱處理是通過加熱、保溫、冷卻的方法,使一種或幾種元素滲入鋼件表層,以改變鋼件表層的化學成分、組織和性能的熱處理工藝。常用的方法是滲碳和碳氮共滲正火:細化晶粒,為下步加工做准備退火:降低硬度,細化晶粒,調整組織結構,為下步加工做准備淬火:增加硬度回火:降低硬度,去除應力(淬火+回火是一套,俗稱「調質」)
⑺ 什麼是熱處理,常用的熱處理方法有幾種
1、熱處理
熱處理是指材料在固態下,通過加熱、保溫和冷卻的手段,以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中,熱處理的作用逐漸為人們所認識。
早在公元前770至前222年,中國人在生產實踐中就已發現,鋼鐵的性能會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製造農具的重要工藝。
2、熱處理方法
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的性能。
鋼鐵是工業上應用最廣的金屬,而且鋼鐵顯微組織也最為復雜,因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。整體熱處理是對工件整體加熱,然後以適當的速度冷卻,獲得需要的金相組織,以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
熱處理工藝特點
金屬熱處理是機械製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成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。
為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,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。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料,鋼鐵顯微組織復雜,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、物理和化學性能,以獲得不同的使用性能。
⑻ 什麼是熱處理常用的熱處理方法有哪些
鋼的熱處理是將鋼在固態下,通過加熱、保溫和冷卻的方式來改變其內部組織,從而獲得所需性能的一種工
藝方法。熱處理的主要種類如下:
退火:把鋼加熱到一定溫度並在此溫度下保溫,然後緩慢地冷卻到室溫,這一熱處理工藝稱為退火,常用的
退火方法有完全退火、球化退火和去應力退火。
正火:將鋼加熱到一定溫度,保溫一段時間,然後在空氣中冷卻的熱處理方法稱為正火。正火與退火的目的
基本相同,但正火的冷卻速度比退火冷卻速度快,得到的組織較細,硬度、強度較退火高。
淬火:將鋼加熱到一定溫度,經保溫後快速在水(或油)中冷卻的熱處理方法稱為淬火。它的目的是提高材料
的強度、硬度、耐磨性等。常用的淬火方法有:單介質淬火法、雙介質淬火法、分級悴火。常川淬火劑有水、油或
鹽、鹼的水溶液。
回火:將淬火後的鋼重新加熱到某一溫度,並保溫一段時間,然後以一定的方式冷卻至室溫,這種熱處理方
法稱為回火。回火是淬火的繼續,經淬火的鋼須進行回火處理.回火的目的是減少或消除工件淬火時產生的內應力
,適當調整鋼的強度和硬度,穩定組織,使工件在使用過程中不發生組織轉變。回火的種類有低溫回火、中溢回
火和高溫回火,其中「淬火十高溫回火」也稱「調質處理」,經調質處理的零件具有良好的綜合力學性能。
表面淬火:通過快速加熱使工件表面迅速達到淬火溫度.不等到熱量傳到心部就立即冷卻的熱處理方法。常用
的方法有火焰加熱表面淬火、感應加熱表面悴火等。
化學熱處理:鋼的化學熱處理是將工件置於化學介質中加熱保溫,改變表面的化學成分,從而改變表層性能
的熱處理工藝。常見的方法有滲碳、滲氮、液體碳氮共滲等。
⑼ 常用的熱處理方法有哪幾種各有什麼特點
1、正火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度,保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。
目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做准備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。
應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最後熱處理。對於一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作為最後熱處理工序。
2、淬火
操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。
目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。
應用要點:1.一般用於含碳量大於百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和沖擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。
3、回火
操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫後,於空氣或油、熱水、水中冷卻。
目的:1.降低或消除淬火後的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3.穩定工件尺寸。
應用要點:1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。
4、調質
操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。
目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學性能。
應用要點:1.適用於淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。
5、火焰加熱表面淬火
操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。
目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。
應用要點:1.多用於中碳鋼製件,一般淬透層深度為2~6mm;2.適用於單件或小批量生產的大型工件和需要局部淬火的工件。
⑽ 常用的化學熱處理方法有哪些 常用的化學熱處理有哪些
化學熱處理方法有滲碳(有液體、固體、氣體滲碳)、滲氮、碳氮共滲(有高溫、中溫、低溫)、滲硫、滲硼、滲金屬、離子鍍、化學氣相沉積、TD處理、PQP處理等,有好多的.