什么是热处理工艺？
热处理被定义为加热和冷却金属以改变材料的物理和机械性能的组合过程。热处理用于使铸造金属合金均匀化，以提高其在极高温度下的工作能力，以改变微观结构以达到所需的机械性能。在进行热处理过程时，安全是处理人员的首要任务，因为在此过程中会释放大量热量，如果出现任何问题，可能会导致非常严重的问题。热处理过程在炉子和烘箱中进行，其中温度根据要求而变化，并且必须执行过程中的金属，除此之外，气体用于控制特定热处理过程的气氛。当金属与大气接触时，金属有可能与大气发生反应并参与化学反应。在大气中，存在许多会影响热处理过程的气体和水分，这就是为什么在执行任何热处理过程之前必须保持特定空间的气氛。它减少了氧化对被处理部件的影响。
热处理与增加材料的强度有关，但它不仅与强度有关。它还改变了制造方面，例如改进机械加工、成型性，以及当操作结束时，材料在冷却时恢复其延展性。
热处理工艺的目标。
- 细化颗粒大小。
- 提高材料的机械加工性
- 消除内部残余应力。
- 消除使钢变脆的气体。
- 通过扩散改变表面的成分。
- 实现材料所需的机械、物理或化学特性。
- 重新软化硬化钢。
影响金属成分和材料性能的参数如下。
- 气氛
- 表面电镀
- 表面扩散
- 冷却
- 供暖
- 工作投入
- 时间
热处理工艺分类：
热处理可分为以下几种。
常见的热处理工艺：
- 同质化
- 退火
- 规范化
用于改变表面特性（化学）的处理。
- 渗碳
- 氮化处理
- 碳氮化
- 硝基渗碳
用于改变相结构的处理。
- 硬化
- 回火
- 感应淬火。
特殊处理工艺
- 烧结
以下是所有这些热处理工艺的基本介绍。
常见热处理工艺：
1。均质化
均质化是一种通用的处理过程，当材料开始运行时比实际处理开始之前进行均质化以保持整个被处理材料的温度相等。它还用于减少由不均匀的化学成分引起的取芯效应。
2。退火。
俗话说，首先材料被加热到非常高的温度，然后慢慢冷却。它是用于增加材料的延展性和降低硬度的热处理工艺之一。当材料的硬度和延展性发生变化时，会导致材料晶体结构中的位错减少。材料在预定温度下加热，保持一定时间，然后在室温下开始缓慢冷却。如果材料是钢，则通过将钢加热到钢的临界温度即727摄氏度以上并使其缓慢冷却来进行。
退火过程的各个阶段
- 恢复阶段
- 再结晶阶段
- 谷物生长阶段。
3。标准化：
是将材料加热到910摄氏度以上以完成奥氏体化的热处理工艺。一旦材料达到奥氏体化阶段，然后在空气中冷却以获得细小的珠光体，它具有良好的硬度和延展性。正火处理用于黑色材料，以提高材料的机械性能。
表面化学：
1.渗碳
渗碳表面热处理工艺，在材料表面进行，以增加金属的硬度和耐磨性。顾名思义，在预定温度下，金属特别是低碳钢的表面会添加碳。它也被称为表面硬化过程，其中如果低碳含量的材料部分在富碳气体气氛的存在下在高温下加热。当材料在高碳环境中以高温加热时，允许碳原子直接扩散到必须执行渗碳过程的零件表面中。扩散到金属表面的碳量取决于大气的碳势、加热温度和材料暴露于该温度的时间。为了硬化外壳和核心材料，必须进行快速淬火。淬火完成后，对材料的渗碳部分进行回火，以达到客户要求。它显着提高了材料的延展性和韧性。
不同的渗碳方法
包渗碳
气体渗碳
真空渗碳
液体渗碳
渗碳的优点：
- 它可以在简单和复杂的部分上执行。
- 提高材料的表面硬度。
- 提高材料的耐磨性和疲劳强度。
2。氮化：
这也是一种热处理工艺，顾名思义就是在材料尤其是钢的表面添加氮。氮化工艺有两种方法，即气体工艺和等离子工艺。在氮化过程中，材料零件在气体和解离的氨存在下被加热到600摄氏度，通过金属零件表面形成氨来实现硬度。在气态过程中，解离的氨作为来源，而在等离子体的情况下，氮离子扩散到材料表面。在气体渗氮中，不需要淬火工艺，在低温下会在材料部分形成硬壳。在等离子渗氮中，盲孔渗氮是不可能的，这是一个非常受限制的过程。
氮化的优点
- 延长疲劳寿命。
- 提高耐磨性和耐腐蚀性
- 比渗碳硬度高。
- 无需淬火。
- 零件的最小变形。
3。碳氮共渗：
对材料表面进行碳氮共渗处理，以产生坚硬耐磨的外壳。顾名思义，碳和氮都参与了这个过程。碳和氮的扩散增加了材料的淬透性，比渗碳过程更硬。进行碳氮共渗过程需要比渗碳更低的温度，因为这种材料的变形减少了。在此过程中将 0.5 至 0.8% 的碳和 0.2 至 0.4% 添加到材料表面。扩散完成后，直接在油中淬火，避免开裂。
优点：
- 高表面硬度和耐磨性。
- 将疲劳寿命延长 30% 至 100%。
- 由于温度较低，失真减少。
- 适合高温应用。
- 提高抗拉强度和屈服点。
4。铁素体氮碳共渗：
它也是一种表面硬化工艺，用于在低等级钢材上产生坚硬耐磨的表面。铁素体硝基渗碳将氮和碳扩散到低于 650 摄氏度的临界温度的工件外壳中。在此温度下，工件或材料的微观结构不会转化为奥氏体相，而是停留在铁素体相中，这就是为什么它被称为铁素体氮碳共渗。
用于改变相结构的处理：
- 硬化
- 回火
- 感应淬火。
1.硬化
它主要用于黑色金属。将金属加热到预定温度，然后将加热的金属放入装满水的罐中，使其快速冷却。它也可以在空气中冷却以硬化金属。它增加了金属的硬度和强度，但同时增加了金属的脆性。
2。回火
当钢被加热时，它的性能会发生变化，例如硬度和脆性增加，这对于实际应用更为重要。当金属加热时它会膨胀，冷却时它的形状会收缩。在金属冷却过程中，会产生内部应力。因此，一旦金属表面的硬度完成，金属就会被回火，以减轻内部应力并降低脆性。在回火过程中，工艺金属被加热到指定温度并允许在静止空气中冷却。回火温度低于硬度温度。
3。感应淬火
感应淬火是一种表面处理工艺，用于对钢和合金部件的表面进行硬化处理。金属零件放置在水冷铜线圈内。
该铜线圈连接到交流电。电流被提供给铜线圈，金属部分被加热到转变温度以上。在这个过程中，金属的核心部分不受热量的影响。零件保持在水冷铜线圈内，直到达到所需的硬度深度。一旦达到硬度，然后根据所需的材料和硬度在油或其他介质中淬火。
特殊处理工艺
1.烧结
烧结是一种热处理工艺；它被应用于粉饼以赋予材料的强度和完整性。金属被加热到材料的熔化温度以下，以避免液化。烧结工艺降低了材料的孔隙率，提高了金属的强度、硬度、导热性等性能。
这是热处理工艺的基本介绍。如果您对本文有任何疑问，请通过评论询问。如果你喜欢这篇文章，别忘了在社交网络上分享。订阅我们的网站以获取更多信息性文章。感谢阅读。
制造工艺