⑴ 常用的化学热处理方法有哪些
化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构,以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表面层,特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件,表面层的性能尤为重要。经化学热处理后的钢件,实质上可以认为是一种特殊复合材料。心部为原始成分的钢,表层则是渗入了合金元素的材料。心部与表层之间是紧密的晶体型结合,它比电镀等表面复护技术所获得的心、表部的结合要强得多。
化学热处理工艺包括渗剂的化学组成和配比,渗剂分解反应过程的控制和参数测定,渗入温度和时间,工件的准备,渗后的冷却规程及热处理,化学热处理后工件的
清理以及装炉量等等。无论何种化学热处理工艺,若按其渗剂在化学热处理炉内的物理状态分类,则可分为固体渗、气体渗、液体渗、膏糊体渗、液体电解渗、等离
子体渗和气相沉积等工艺。
⑵ 常用的热处理方法有哪几种各有什么特点
1、退火
操作方法:将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后,一般随炉温缓慢冷却。
适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料。
2、正火
操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火,因此不能作为最后热处理工序。
3、淬火
操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时间,然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体组织,以提高耐磨性和耐蚀性。
4、回火
操作方法:将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。
保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主,又有足够的强度时用高温回火。
5、调质
操作方法:淬火后高温回火称调质,即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度,保温后进行淬火,然后在400~720度的温度下进行回火。
不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理,而且还可以作为某些紧密零件,如丝杠等的预先热处理,以减小变形。
⑶ 化学热处理有哪三个基本过程
化学热处理有哪三个基本过程
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。
加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度?,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异,但一般都是加热到某特性转变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,?使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,或者是使前道工序产生的内部应力得以释放,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
⑷ 热处理方式有哪些
将金属在固态范围内通过一定方式的加热、保温和冷却处理程序,使金属的性能和显微组织获得改善或改变,这种工艺方法称为热处理。根据热处理的目的不同,有不同的热处理方法,主要可分为下述几种:
(1)退火(代号Th):在退火热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,其显微组织将发生相变或部分相变,例如钢被加热到此温度时,珠光体将转变为奥氏体。然后保温一段时间,再缓慢冷却(一般为随炉冷却)至室温出炉,这整个过程称为退火处理。退火的目的是清除热加工时产生的内应力,使金属的显微组织均匀化(得到近似平衡的组织),改善机械性能(例如降低硬度,提高塑性、韧性和强度等),改善切削加工性能等等。视退火处理工艺的不同,可分为普通退火、双重退火、扩散退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多种退火工艺方式。
(2)正火(代号Z):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上200~600℃左右,使显微组织全部变成均匀的奥氏体(例如钢在此温度时,铁素体完全转变为奥氏体,或者二次渗碳体完全溶解于奥氏体),保温一段时间,然后置于空气中自然冷却(包括吹风冷却和堆放自然冷却,或者单件在无风空气中自然冷却等多种方法),这整个过程称为正火处理。正火是退火的一种特殊形式,由于其冷却速度比退火快,能得到较细的晶粒和均匀的组织,使金属的强度和硬度有所提高,具有较好的综合机械性能。
(3)淬火(代号C):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,使显微组织全部转变成均匀的奥氏体,保温一段时间,然后快速冷却(冷却介质包括水、油、盐水、碱水等等),获得马氏体组织,可显着提高金属的强度、硬度和耐磨性等等。淬火时的快速冷却导致的急剧组织转变会产生较大的内应力,并使脆性增大,因此必须随后及时进行回火处理或时效处理,以获得高强度与高韧性相配合的性能,一般较少仅仅采用淬火处理的工艺。视淬火处理的对象和目的不同,淬火处理可分为普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等温淬火、分级淬火、光亮淬火、高频淬火等多种淬火工艺方式。
(4)表面淬火:这是淬火处理中的一种特殊方式,它是利用例如火焰加热法、高频感应加热法、工频感应加热法、电接触加热法、电解液加热法等多种加热方式,使金属的表面快速加热到临界温度以上,在热量还未来得及传入金属内部之前就迅速加以冷却(即淬火处理),这样可以达到将金属表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬层),而金属内部仍保持原组织,满足外硬内韧的使用需要。表面淬火的加热速度快、温度高,金属内外温差大,加上冷却速度快,因此内应力很大,容易产生裂纹,这是必须注意的。
(5)回火(代号H):将已淬火的金属重新加热到临界温度以下的某一温度(视此温度的不同而有高温回火、中温回火和低温回火之分),保温一段时间,然后在空气中或油中冷却,这整个过程称为回火处理。回火处理的目的是降低淬火处理引起的脆性和消除内应力,稳定金属零件的几何尺寸和获得所需要的机械性能。
金属材料淬火后如果不及时回火,则往往容易造成工件开裂(硬度很高然而脆性很大)和变形较大。但是,如果回火温度选择不当,在某些温度区域回火时会发生回火脆性(回火处理后韧性反而下降),这是必须注意的。
在实际应用中,常把淬火+高温回火统称为调质处理(代号T)。
(6)化学热处理:把金属放入化学介质中进行加热时,某些化学元素的原子将借助高温发生原子扩散,渗入到金属表面层,改变了金属表面层的化学成分,使金属表面层具备特定的组织和性能,这种方法称为化学热处理。化学热处理的方法主要有:
渗碳-向金属表面层渗入碳原子,用以提高金属表面层的含碳量,从而提高金属表面层的硬度和耐磨性,常用的渗碳介质是木炭。
渗氮(氮化)-利用氨气在加热时分解出来的活性氮原子渗入金属表面层,可提高金属表面层的耐磨性。
碳氮共渗(氰化)-把渗碳与渗氮结合起来,将活性碳原子与氮原子同时渗入金属表面层来提高金属表面层的硬度和耐磨性。
化学热处理的主要目的是提高金属表面的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及抗疲劳性等,除了上述常见的三种化学热处理方法外,还有渗硅、渗硼、渗铝、渗铬等,以适应不同的目的用途。
(7)时效:金属或合金经过淬火处理或加工,特别是经过一定程度的冷、热加工变形后,其性能会随时间而改变,这种现象称为时效现象,经过时效后的金属或合金其强度和硬度能有所增加,塑性、韧性和内应力有所降低,显微组织更加稳定。
在热处理工艺方法中的时效处理,是指把金属或合金有意识地在室温或者较高温度下存放一定时间,以达到改善性能、稳定显微组织目的的工艺过程。
将淬火或者淬火+回火后的金属在时效处理炉中加热到室温以上(一般为100~200℃左右),保温一段时间,然后取出自然冷却,这种方法称为人工时效(若为淬火+人工时效,代号为CS)。如果在淬火后利用室温或自然环境温度达到时效效果时,则称为自然时效(代号CZ)。
时效处理多用于有色金属,例如铝合金、镁合金、钛合金等,也有用于钢,以达到稳定显微组织和几何尺寸,增强机械性能(强化)的效果。
与时效处理相类似的还有:
固溶强化处理:把金属加热到适当温度,充分保温,使金属中的某些组元溶解到固溶体内形成均匀的固溶体,然后急速冷却,得到过饱和固溶体,可以改善金属的塑性和韧性,然后再作沉淀硬化(强化)处理,提高其强度。
沉淀硬化(强化)处理:把经过固溶处理或者又经过冷加工变形的金属加热到一定温度,保温一段时间,则从饱和固溶体中析出另一相,达到硬化的目的。
其他还有低温处理(冷处理)、盐浴处理等等。
⑸ 常用的普通热处理方法有哪些
热处理:金属材料在固态下,通过加热、保温、冷却的手段,改变金属材料内部的组织状态,从而获得所需性能的一种热加工工艺。
常用的方法有:
1、退火:有完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、均匀化退火、去氢退火、扩散退火等等。
2、正火。
3、淬火:有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等等。
4、回火:有低温回火、中温回火、高温回火、稳定化回火、附加回火等等。
5、化学热处理:有渗碳、渗氮、离子氮化、碳氮共渗、渗金属等等。
6、表面热处理:有火焰加热、中频加热、高频加热、超音频加热、激光热处理等等。
⑹ 什么是化学热处理常用化学热处理方法有哪些
化学热处理是通过加热、保温、冷却的方法,使一种或几种元素渗入钢件表层,以改变钢件表层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。常用的方法是渗碳和碳氮共渗正火:细化晶粒,为下步加工做准备退火:降低硬度,细化晶粒,调整组织结构,为下步加工做准备淬火:增加硬度回火:降低硬度,去除应力(淬火+回火是一套,俗称“调质”)
⑺ 什么是热处理,常用的热处理方法有几种
1、热处理
热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,钢铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
2、热处理方法
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。
钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
热处理工艺特点
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
⑻ 什么是热处理常用的热处理方法有哪些
钢的热处理是将钢在固态下,通过加热、保温和冷却的方式来改变其内部组织,从而获得所需性能的一种工
艺方法。热处理的主要种类如下:
退火:把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢地冷却到室温,这一热处理工艺称为退火,常用的
退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火。
正火:将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后在空气中冷却的热处理方法称为正火。正火与退火的目的
基本相同,但正火的冷却速度比退火冷却速度快,得到的组织较细,硬度、强度较退火高。
淬火:将钢加热到一定温度,经保温后快速在水(或油)中冷却的热处理方法称为淬火。它的目的是提高材料
的强度、硬度、耐磨性等。常用的淬火方法有:单介质淬火法、双介质淬火法、分级悴火。常川淬火剂有水、油或
盐、碱的水溶液。
回火:将淬火后的钢重新加热到某一温度,并保温一段时间,然后以一定的方式冷却至室温,这种热处理方
法称为回火。回火是淬火的继续,经淬火的钢须进行回火处理.回火的目的是减少或消除工件淬火时产生的内应力
,适当调整钢的强度和硬度,稳定组织,使工件在使用过程中不发生组织转变。回火的种类有低温回火、中溢回
火和高温回火,其中“淬火十高温回火”也称“调质处理”,经调质处理的零件具有良好的综合力学性能。
表面淬火:通过快速加热使工件表面迅速达到淬火温度.不等到热量传到心部就立即冷却的热处理方法。常用
的方法有火焰加热表面淬火、感应加热表面悴火等。
化学热处理:钢的化学热处理是将工件置于化学介质中加热保温,改变表面的化学成分,从而改变表层性能
的热处理工艺。常见的方法有渗碳、渗氮、液体碳氮共渗等。
⑼ 常用的热处理方法有哪几种各有什么特点
1、正火
操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒,改善力学性能,为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。
应用要点:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火,因此不能作为最后热处理工序。
2、淬火
操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时间,然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
目的:淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体组织,以提高耐磨性和耐蚀性。
应用要点:1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力,但同时会造成很大的内应力,降低钢的塑性和冲击韧度,故要进行回火以得到较好的综合力学性能。
3、回火
操作方法:将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。
目的:1.降低或消除淬火后的内应力,减少工件的变形和开裂;2.调整硬度,提高塑性和韧性,获得工作所要求的力学性能;3.稳定工件尺寸。
应用要点:1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主,又有足够的强度时用高温回火;2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火,因为这时会产生一次回火脆性。
4、调质
操作方法:淬火后高温回火称调质,即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度,保温后进行淬火,然后在400~720度的温度下进行回火。
目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光洁程度;2.减小淬火时的变形和开裂;3.获得良好的综合力学性能。
应用要点:1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢;2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理,而且还可以作为某些紧密零件,如丝杠等的预先热处理,以减小变形。
5、火焰加热表面淬火
操作方法:用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰,喷射到钢件表面上,快速加热,当达到淬火温度后立即喷水冷却。
目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。
应用要点:1.多用于中碳钢制件,一般淬透层深度为2~6mm;2.适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。
⑽ 常用的化学热处理方法有哪些 常用的化学热处理有哪些
化学热处理方法有渗碳(有液体、固体、气体渗碳)、渗氮、碳氮共渗(有高温、中温、低温)、渗硫、渗硼、渗金属、离子镀、化学气相沉积、TD处理、PQP处理等,有好多的.