金属热处理：工艺和优点概述

多年前，铁匠用热来塑造马车零件、马蹄铁等的金属。一旦形成所需的形状，金属就会迅速冷却。这通常会使金属更硬，更不易碎。这是一个称为金属热处理的基本过程。现代机械加工和金属加工工艺现在更加精确和复杂。

许多不同的技术有助于为各种目的塑造金属。热处理工艺改变了金属对精密加工的反应方式。热处理可以改变金属的几种特性。这些性能包括硬度、强度、成型性、弹性、机械加工性等。

今天有几种热处理方法。冶金学家不断致力于提高这些方法的成本效益和结果。如果遵循得当，这些方法可以为您提供具有显着化学和物理特性的金属。在这里，我们将仔细研究钢材和金属的热处理类型及其用途。

什么是热处理 ?

通常，钢的热处理涉及材料的加热和冷却。金属或合金被加热到特定温度。然后，发生冷却以硬化加热的材料。该工艺旨在改变金属的微观结构。此外，它有助于带出所需的机械、化学和物理特性。

这些特性的改变有利于相关组件的工作寿命。例如，可能会增加延展性、强度、表面硬度或耐温性。热处理是金属制造过程的重要方面之一。这是因为它有助于改善金属部件以更好地承受磨损。

热处理的一般定义可能是金属的加热和冷却。但是，热处理过程受到更多控制。在加热和冷却过程到位的同时，工作金属的形状保持不变。

在此过程中，材料的结构和物理特性会发生变化以达到预期目的。它也可能用于进一步的金属加工。钢或金属的热处理在各个制造阶段都发挥着重要作用。

如何 金属热处理 工作吗？

尽管有许多类型的热处理，但它们遵循相似的过程。第一步涉及将金属或合金加热到所需的温度。有时，温度会上升到 2400°F。在冷却之前，它会在该温度下保持指定的时间。

当金属很热时，微观结构会发生变化。这是金属的物理结构。结构的变化最终导致金属物理性质的变化。 “浸泡时间”是用于加热金属的时间。

保温时间是热处理过程中的一个重要因素。浸泡更长时间的金属将比浸泡更短时间的金属具有更多的微观结构变化。金属的冷却在最终结果中也起着至关重要的作用。

冷却过程可能很快——淬火。在其他情况下，可以在炉中缓慢进行冷却。最佳冷却类型取决于过程预期的最终结果。因此，在开始钢材和金属的热处理之前考虑这些因素是很重要的。

另一个因素也决定了金属的哪些特性会发生变化。这是制造过程中热处理的特定时间。一些金属在制造过程中甚至可能需要多次加热。因此，了解正确执行操作的最佳方法非常重要。

的好处 金属热处理

如果没有对金属进行热处理，则可能没有任何设备和设备的金属部件。即使它们存在，它们也不会以正确的方式发挥作用。例如，有色金属零件对于多种应用来说太弱了。

金属和合金（如钢和铝）的强化是通过热处理实现的。许多这些金属的应用在飞机、汽车、计算机和其他方面。这些产品依赖于具有高强度的金属。这是为了确保足够的安全性和提高性能。

热处理后改变的主要机械性能是剪切强度。其他包括抗拉强度和韧性。热处理金属通常更坚固，确保耐用性。因此，无需时常更换昂贵的金属部件。

使用经过有效热处理的金属部件可确保机器有效且经济地运行。此外，即使对于最严苛的应用，该产品的效率也会大大提高。此外，某些应用可能需要极硬的金属。应用程序可能是那些需要高度定义边缘的应用程序。

金属的热处理是获得所需性能的最佳方法之一。它还有助于开发具有延展性基材的硬质表面。除了应用上的好处外，热处理对制造商也有好处。

适当的热处理工艺有助于减轻内部应力。因此，这使得金属更容易焊接或加工。随着时间的推移，热成型等工艺可能会在钢材中产生应力。因此，这些材料极大地受益于热处理。简而言之，金属热处理的好处包括：

• 增加强度，使材料具有延展性或更灵活。
• 它为金属带来了耐磨性能。
• 减轻应力，使零件更易于加工或焊接。
• 它可以改善脆性。
• 可以改善金属的电性能和磁性能。

热处理的种类 及其在加工中的用途

如前所述，每个热处理过程都涉及加热和冷却。在本节中，我们将讨论四种主要的热处理类型。您还将了解它们在加工中的独特用途。

硬化

硬化涉及将金属材料加热到特定温度。该温度是金属中存在的元素进入溶液的温度。金属的晶格结构可能具有可塑性来源的缺陷。热处理有助于解决这些缺陷。

它是通过将金属带入细颗粒溶液中来实现的。这有助于强化金属材料。一旦金属被彻底加热到所需的温度，它就会尽快淬火。淬火有助于金属捕获溶液中的颗粒。在某些情况下，技术人员可能会在合金中添加杂质以进一步提高强度。

硬化的目的是增加金属的强度。同时，它使金属更脆，同时降低延展性。因此，在硬化过程后对金属进行回火会有所帮助。

回火

这是另一种有助于提高钢弹性的热处理工艺。铁基合金通常很硬，但对于某些应用来说往往太脆。回火有助于改变金属的硬度、脆性和延展性。这是为了使加工过程更容易。

在这种情况下，加热发生在低于临界点的温度。较低的温度往往会降低脆性并保持硬度。回火有助于降低由硬化引起的硬度。通过这种方式，您可以为金属开发新的物理特性。因此，在热处理过程中，应经常在淬火后进行回火。

退火

该工艺适用于钢、铝、铜、银或黄铜等金属。退火涉及将金属加热到特定温度。然后，您将金属在该温度下保持一段时间以进行转变。然后进行空气冷却。

对于银、铜和黄铜，冷却可能缓慢或迅速发生。然而，为了有效的退火，钢的冷却必须是渐进的。退火与硬化相反。它降低了金属的硬度，同时增加了它的延展性。因此，它使在金属上工作变得容易。这也是固定弱金属的好方法。同时，它有助于缓解金属的内应力。

标准化

归一化是退火的另一种形式。在这种情况下，金属材料被加热到 200°F，高于退火温度。技术人员将金属保持在临界温度，直到发生转变。这种热处理工艺需要加热后空冷。

这个过程导致更小的奥氏体晶粒。空气冷却有助于产生更精炼的铁素体晶粒。它可以消除金属中任何形式的内应力。内部应力可能导致金属失效。因此，使金属正常化至关重要。然后，硬化可以确保制造过程的成功。

结论

金属热处理是提高金属机械性能的好方法。除了物理之外，它还可以改善金属的电和磁性能。这进一步提高了零件与其他材料的兼容性。

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常见问题 - 金属热处理