金属热处理：您需要知道的
自古以来就使用金属加热工艺。过去，铁匠会对金属进行热处理，将其制成武器、马蹄铁或马车零件。随着岁月的流逝，加热金属仍然是使其形成所需形状的最有效方法。
然而，如今，金属的热处理 已经成为一个更加复杂和精确的过程。使用现代机械加工，工程师现在可以更有效地为各种目的塑造金属。
但是，金属热处理的意义远不止表面上所见。这些过程不仅帮助工程师塑造金属。它们还会改变一些金属特性，包括硬度、强度、成型性和弹性。
在本指南中，我们将更详细地讨论什么是金属热处理，以及热处理类型、工艺和目的。
什么是金属热处理？
简单来说，金属热处理包括材料的加热和冷却。首先将金属或合金加热到特定温度以使其更易成型，然后冷却使其硬化。
热处理工艺的目标是通过改变其微观结构来获得金属所需的机械、化学和物理性能 .这种变化可以使金属更坚固、更耐磨、更易延展或更耐温。
当然，金属加热几乎发生在每一个金属过程中，无论是焊接还是激光切割，但热处理过程受到更多控制。
总之，金属的热处理在金属制造过程中起着至关重要的作用。它允许工程师选择材料的特性，并使其更耐磨损。
金属热处理工艺是如何工作的？
尽管有几种类型的金属热处理工艺（我们将在本文中进一步讨论），但它们都遵循相似的阶段。这些阶段通常是：
- 加热阶段 ，金属被加热到特定温度。
- 浸泡阶段 ，材料在特定温度下保持给定的时间。
- 冷却阶段 ，金属冷却到室温。
我们将在下面更详细地讨论它们。
加热阶段
第一步是将金属加热到所需的温度。在此阶段，必须确保材料均匀加热 .这就是加热缓慢的原因。
如果不均匀地加热金属，某些部分可能会比其他部分膨胀得更快，从而导致裂缝和翘曲。
加热速率的选择基于以下变量：
- 金属的导热性—— 电导率越高，材料加热越快；
- 材料的状况—— 如果金属之前已经硬化或受压，它的加热速度应该比没有硬化的材料慢；
- 材料的尺寸和横截面—— 横截面不均匀的较大部件需要较慢地加热，因为存在过度翘曲和开裂的风险。
浸泡阶段
在冷却之前，金属要经过浸泡过程 .其目的是将材料保持在特定温度下，直到其结构改变为所需的结构。
金属“浸泡”的时间称为“浸泡期”。工程师根据化学分析和金属的质量确定它。
冷却阶段
最后是冷却阶段，在此期间金属冷却回室温。冷却方法取决于金属。在大多数情况下，它需要冷却介质 – 液体、固体、气体形式，或它们的组合。
金属和介质也会影响冷却速度和方法。例如，您可以使用 淬火 .它涉及使用空气、油、水、盐水或其他介质快速冷却金属。例如，处理铜时经常使用水淬。
但是，重要的是要注意淬火会使某些金属开裂或翘曲。根据经验，水淬可用于冷却碳钢，而较慢的方法可更好地硬化合金钢。
机械加工中的金属热处理类型有哪些？
如前所述，有几种类型的热处理。虽然它们都遵循相似的加热、浸泡和冷却过程，但它们在加工中的用途各不相同。
金属热处理的四种类型是：
- 硬化，
- 回火，
- 退火，
- 和规范化。
硬化
硬化是将金属加热到特定温度并尽快淬火的过程。
首先将金属加热到金属中存在的元素进入细颗粒溶液的温度，从而强化材料。然后快速淬火有助于捕获这些颗粒 在解决方案中。
这个过程的目的是加强金属。硬化还会使金属更脆，同时降低其延展性。这就是为什么建议在硬化后对金属进行回火。
回火
与淬火一样，回火的目的是增加钢的弹性。然而，在这种情况下，金属被加热到低于临界点的温度 ，保持硬度的同时降低脆性。
它有助于降低由硬化引起的硬度，使技术人员能够为金属开发新的物理特性。出于这个原因，在热处理过程中，回火通常是在淬火之后进行的。
退火
在退火过程中，金属被加热到特定温度，保持在该温度发生转变，然后冷却。
退火适用于铝、钢、铜、银和黄铜等金属，其目的是降低金属的硬度，同时增加其延展性。因此，换句话说，退火是硬化的反面。
至于冷却过程，在对银、铜或黄铜进行退火时会更快。但是，在使用钢材时，冷却应该缓慢而逐渐地进行才能有效。
标准化
归一化本质上是另一种形式的退火。不同之处在于金属被加热到更高的温度 .
一旦加热，金属就会保持在该临界温度直到转变，然后将空气冷却。该过程导致奥氏体晶粒更小，空气冷却有助于产生铁素体和更细的晶粒。
正火的目的是去除金属的内应力 ，如果不注意可能会导致金属故障。一旦金属正常化，技术人员会使用硬化来强化材料并确保制造过程成功。
为什么要对金属进行热处理？
热处理金属是金属制造中必不可少的部分 .如果没有这个过程，就不可能为设备和设备生产零件，因为那样它们就不能正常工作。
热处理可确保钢和铝等金属的强度足以承受特定应用。例如，经过热处理的金属用于飞机、汽车和其他依赖于强度和电阻增加的金属的产品。
热处理工艺还可以提高金属的耐用性。这就是为什么热处理金属已成为具有成本效益的机器的核心 ，因为它们更高效且不易损坏。
然而，热处理金属不仅仅提供应用优势。它还为制造商提供了许多优势。例如，热处理工艺消除内应力 在材料中，使其更容易焊接或加工。
如果我们要总结热处理工艺的所有优点，列表将包括以下内容：
- 提高材料的强度，同时使其更具延展性和柔韧性；
- 降低内应力，使材料更易于焊接或加工；
- 改善脆性；
- 为材料引入了耐磨性能；
- 改善了金属的电学和磁学特性。
关键要点
综上所述，金属的热处理是对材料进行加热、浸泡和冷却的过程。在热处理过程中，金属会改变其微观结构，从而提高强度、耐久性、脆性和柔韧性。
金属热处理有多种类型，最常见的是淬火、回火、退火和正火。虽然都遵循相同的流程，但它们的目的是不同的。
热处理对于改善金属的机械性能至关重要，从而提高材料与其他材料和零件的兼容性。
这就是为什么热处理金属被用于需要增加强度和抵抗力的应用和产品中，例如飞机、汽车或机器。
然而，虽然热处理可以改善产品，但必须由合格的技术人员进行。这就是 Gensun Precision Machining 可以提供帮助的地方。立即联系我们，详细了解我们的服务并了解我们如何为您的项目提供帮助。
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