金属热措置是将金属工件放在必然的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中连结一按时刻后，又以分歧速度冷却的一种工艺。
1．金属组织
金属：具有欠亨明、金属光泽精采的导热和导电性而且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特征的物质。金属内部原子具有纪律性枚举的固体（即晶体）。
合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特征的物质。
相：合金中成份、结构、机能不异的组成部门。
固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍连结另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化：因为溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
化合物：合金组元间发生化合浸染，生成一种具有金属机能的新的晶体固态结构。
机械同化物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有自力的机械机能。
可见概况残存应力状况对渗碳等温淬火的等温温度是很敏感的。不仅等温温度对概况残存 压应力状况有影响,而且等温时刻也有必然的影响。有人对 35SiMn2V钢在310℃等温2分钟,10分钟,90分钟的残存应力进行过测试。2分钟后残存压应力为-20kg/mm,10分钟后为- 60kg/mm,60分钟后为-80kg/mm,60分钟后再延迟等温时刻残存应力转变不年夜。
铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
渗碳体：碳和铁形成的不转变合物（Fe3c）。
珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械同化物（F+Fe3c 含碳0.8%）
莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械同化物（含碳4.3%）
金属热措置是机械制造中的主要工艺之一，与其它加工工艺对比，热措置一般不改变工件的外形和整体的化学成分，而是经由过程改变工件内部的显微组织，或改变工件概况的化学成分，赋予或改善工件的使用机能。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机能、物理机能和化学机能，除合理选用材料和各类成形工艺外，热措置工艺往往是必不成少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料， 钢铁显微组织复杂，可以经由过程热措置予以节制，所以钢铁的热措置是金属热措置的首要内容。此外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以经由过程热措置改变其力学、物 理和化学机能，以获得分歧的使用机能。
在年夜石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热措置的浸染逐渐为人们所熟悉。早在公元前770～前222年，中国人在出产实践中就已发现，铜铁的机能会因温度和加压变形的影响而 转变。白口铸铁的柔化措置就是制造农具的主要工艺。
1863 年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种分歧的金相组织，证了然钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在技湍瓯改变为一种 较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早拟定的铁碳相图，为现代热措置工艺初步奠基了理论基本。与此同时，人们还研究了在 金属热措置的加热过程中对金属的呵护体例，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
热 措置残存力是指工件经热措置后最终残存下来的应力,对工件的外形,&127;尺寸和机能都有极为主要的影响。当它跨越材料的屈就强度时, &127;便引起工件的变形,跨越材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,理当削减和消弭。但在必然前提下节制应力使之合理分布,就 可以提高零件的机械机能和使用寿命,变有害为有利。剖析钢在热措置过程中应力的分布和转变纪律,使之合理分布对提高产物质量有着深远的现实意义。例如关于 表层残存压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的普遍正视。
1850～1880年，对于应用各类气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行呵护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属亮光热措置的专利。
金属热措置的工艺
热措置工艺一般搜罗加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相跟尾，不成间断。
加热是热措置的主要工序之一。金属热措置的加热体例良多，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节制，且无情形污染。操作这些热源可以直接加热，也可以经由过程熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行借居加热。
金属加热时，工件吐露在空气中，经常发生氧化、脱碳(即钢铁零件概况碳含量降低)，这对于热措置后零件的概况机能有很晦气的影响。因而金属凡是应在可控空气或呵护空气中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装体例进行呵护加热。
加热温度是热措置工艺的主要工艺参数之一，选择和节制加热温度，是保证热措置质量的首要问题。加热温度随被措置的金属材料和热措置的目的分歧而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。此外改变需要必然的时刻，是以当金属工件概况达到要求的加热温度时，还须在此温度连结一按时刻，使内外温度一致，使显微组织改变完全，这段时刻称为保温时刻。采用高能密度加热和概况热措置时，加热速度极快，一般就没有保温时刻，而化学热措置的保温时刻往往较长。
冷却也是热措置工艺过程中不成缺傲幽轨范，冷却体例因工艺分歧而分歧，主若是节制冷却速度。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。但还因钢种分歧而有分歧的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金 属热措置工艺年夜体可分为整体热措置、概况热措置和化学热措置三年夜类。按照加热介质、加热温度和冷却体例的分歧，每一年夜类又可区分为若干分歧的热措置工艺。 统一种金属采用分歧的热措置工艺，可获得分歧的组织，年夜而具有分歧的机能。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，是以钢铁热措置工艺 种类繁多。
退 火是将工件加热到恰当温度，按照材料和工件尺寸采用分歧的保温时刻，然后进行迟缓冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状况，获得精采的工艺机能和使 用机能，或者为进一步淬火作组织筹备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效不美观同退火相似，只是获得的组织更细，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措置。
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快 速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一恰当温度进行长时刻的保温，再进行冷却，这种工 艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热措置中的“四把火”，其中的淬火与回暖锅系慎密亲密，经常配合使用，缺一不成。
“四把 火”跟着加热温度和冷却体例的分歧，又演变出分歧的热措置工艺。为了获得必然的强度和韧性，把淬火和高温回火连系起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成 过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的恰当温度下连结较长时刻，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热措置工艺称为时效措置。
把压力加工形变与热措置有用而慎密地连系起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的体例称为形变热措置；在负压空气或真空中进行的热措置称为真空热措置，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，连结措置后工件概况光洁，提高工件的机能，还可以通入渗剂进行化学热措置。
表 面热措置是只加热工件表层，以改变其表层力学机能的金属热措置工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即 在单元面积的工件上给以较年夜的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。概况热措置的首要体例有火焰淬火和感应加热热措置，常用的热阅暌剐氧乙炔或氧丙 烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
化学热措置是经由过程改变工件表层化学成分、组织和机能的金属热措置工艺。化学热措置与概况热 措置分歧之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热措置是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时刻，年夜而使工 件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热措置工艺如淬火及回火。化学热措置的首要体例有渗碳、渗氮、渗金属。
热措置是机械零件和工模具制造过程中的主要工序之一。年夜体来说，它可以保证和提高工件的各类机能 ，如耐磨、耐侵蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状况，以利于进行各类冷、热加工。
例 如白口铸铁经由长时刻退火措置可以获得可锻铸铁，提高塑性；齿轮采用正确的热措置工艺，使用寿命可以比不经热措置的齿轮成倍或几十倍地提高；此外，价廉的 碳钢经由过程渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢机能，可以庖代某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全数需要经由热措置方可使用。
钢的分类
钢是以铁、碳为首要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。钢是经济培植中极为主要的金属材料。
钢 按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两年夜类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其首要成额外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质〖旒钢具有一 定的机械机能，又有精采的工艺机能，且价钱低廉。是以，碳钢获得了普遍的应用。但跟着现代工业与科学手艺的迅速成长，碳钢的机能已不能完全知足需要，于是 人们研制了各类合金钢。合金钢是在碳钢基本上，有目的地插手某些元素（称为合金元素）而获得的多元合金。与碳钢比，合金钢的机能有显著的提高，故应用日益 普遍。
因为钢材品种繁多，为了便于出产、保管、选用与研究，必需对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的分歧，可将钢分为良多类：
一． 澳暌姑途分类
二 十世纪以来，金属物理的成长和其它新手艺的移植应用，使金属热措置工艺获得更年夜成长。一个显著的进展是1901～1925年，在工业出产中应用转筒炉进行 气体渗碳；30年月呈现露点即位差计,使炉内空气的碳势达到可控，往后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探甲等进一步节制炉内空气碳势的体例；60年月，热处 理手艺运用了等浪子场的浸染，成长了浪子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束手艺的应用，又使金属获得了新的概况热措置和化学热措置体例。
按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、非凡机能钢三年夜类。
结构钢：1.用作各类机械零件的钢。它搜罗渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。
2．用作工程结构的钢。它搜罗碳素钢中的甲、乙、特类钢及通俗低合金钢。
工具钢：用来制造各类工具的钢。按照工具用途分歧可分为刃具钢、模具钢与量具钢。
非凡机能钢：是具有非凡物理化学机能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。
二． 按化学成分分类
按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两年夜类。
碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。
合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。此外，按照钢中所含首要合金元素种类分歧，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。
三． 按质量分类
按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为通俗钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）；高级优质钢（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。
此外，还有按冶炼炉的种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸惺紫喁、碱惺紫喁、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。按冶炼时脱氧水平，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧斗劲完全）及半镇静钢。
钢厂在给钢的产闻缦泓名时，往往将用途、成分、质量这三种分类体例连系起来。如将钢称为通俗碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。
金属材料的机械机能
金 属材料的机能一般分为工艺机能和使用机能两类。所谓工艺机能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工前提下默示出来的机能。金属材料工 艺机能的口角，抉择了它在制造过程中加工成形的顺应能力。因为加工前提分歧，要求的工艺机能也就分歧，如锻造机能、可焊性、可锻性、热措置机能、切削加工 性等。所谓使用机能是指机械零件在使用前提下，金属材料默示出来的机能，它搜罗机械机能、物理机能、化学机能等。金属材料使用机能的口角，抉择了它的使用 规模与使用寿命。
在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈侵蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受分歧载荷的浸染。金属材料在载荷浸染下抵当破损的机能，称为机械机能（或称为力学机能）。
金属材料的机械机能是零件的设计和选材时的首要依据〖窃赜载荷性质分歧（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、轮回载荷等），对金属材料要求的机械机能也将分歧。常用的机械机能搜罗：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和委靡极限等。下面将分袂谈判各类机械机能。
1． 强度
强度是指金属材料在静荷浸染下抵当破损（过量塑性变形或断裂）的机能。因为载荷的浸染体例有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各类强度间常有必然的联系，使用一一般较多以抗拉强度作为最根基的强度指针。
8．钢球及滚柱热措置可选用内螺旋的回转管炉。
2． 塑性
塑性是指金属材料在载荷浸染下，发生塑性变形（永远变形）而不破损的能力。
3． 硬度
4.渗氮
硬度是权衡金属材料软硬水平的指针。今朝出产中测定硬度体例最常用的是压入硬度法，它是用必然几何外形的压头在必然载荷下压入被测试的金属材料概况，按照被压入水平来测定其硬度值。
常用的体例有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等体例。
4． 委靡
前面所谈判的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷浸染下的机械机能指针。现实上，良多机械零件都是在轮回载荷下工作的，在这种前提下零件会发生委靡。
5． 冲击韧性
以很概缦悝度浸染于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷浸染下抵当破损的能力叫做冲击韧性。
退火---淬火---回火
一．退火的种类
1． 完全退火和等温退火
2． 球化退火
球化退火首要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其首要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为往后淬火作好筹备。
3． 饶暌功力退火
饶暌功力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火首要用来消弭铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残存应力。如不美观这些应力不予消弭，将会引起钢件在一按侍旧笋后，或在随后的切削加工过程中发生变形或裂纹。
二．淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，轻易获得高的硬度和光洁的概况，不轻易发生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只合用于过冷奥氏体的不变性斗劲年夜的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
三．钢回火的目的
1． 降低脆性，消弭或削减内应力，钢件淬火后存在很年夜内应力和脆性，如不实时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
2． 获得工件所要求的机械机能，工件经淬火后硬度高而脆性年夜，为了知足各类工件的分歧机能的要求，可以经由过程恰当回火的配合来调整硬度，减小脆性，获得所需要的韧性，塑性。
3． 不变工件尺寸
4． 对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物恰当聚积，将硬度降低，以利切削加工。
炉型的选择
炉型应依据分歧的工艺要求及工件的类型来抉择
1．对于不能成批定型出产的，工件巨细不相等的，种类较多的，要求工艺上具有通用性、
多用性的，可选用箱式炉。
2．加热长轴类及长的丝杆，管子等工件时，可选用深井式电炉。
3．小批量的渗碳零件，可选用井式气体渗碳炉。
4．对于多量量的汽车、拖拉机齿轮等零件的出产可选持续式渗碳出产线或箱式多用炉。
5．对冲压件板材坯料的加热多量量出产时，最浩揭捉用滚动炉，辊底炉。
6．对成批的定型零件，出产上可选用推杆式或传送带式电阻炉（推杆炉或铸带炉）
7．小型机械零件如：螺钉，螺母等可选用振底式炉或网带式炉。
9．有色金属锭坯在多量量出产时可用推杆式炉，而对有色金属小零件及材料可用空气轮回加热炉。
加热缺陷及节制
一、过热现象
我们知道热措置过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗年夜，使零件的机械机能下降。
1. 一般过热：加热温渡过高或在高温下保温时刻过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗年夜的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性改变温度升高，增添淬火时的变 形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失踪控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情形下年夜头奥氏化使晶粒细 化。
2.断口遗传：有过热组织的钢材，年夜头加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍呈现粗年夜颗粒状断口。发生断口遗传的理论 争议较多，一般认为曾因加热温渡过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些同化物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗年夜奥氏体晶界断 裂。
3.粗年夜组织的遗传：有粗年夜马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件年夜头奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗年夜的，这种现象称为组织遗传性。要消弭粗年夜组织的遗传性，可采用中心退火或多次高温回火措置。
二、过烧现象
加热温渡过高，不仅引起奥氏体晶粒粗年夜，而且晶界局部呈现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧忏悔能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。是以在工作中要避免过烧的发生。
钢在加热时，表层的碳与介质（或空气）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生纺暌钩，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后概况硬度、委靡强度及耐磨性降低，而且概况形构怨存拉应力易形成概况网状裂纹。
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或空气）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生纺暌钩生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和概况亮光度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易呈现淬火软点。
为了防止氧化和削减脱碳的法子有：工件概况涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采悠揭捉浴炉加热、采用呵护空气加热（如净化后的惰性气体、节制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）
四、氢脆现象
高强度钢在富氢空气中加热时呈现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。呈现氢脆的工件经由过程除氢措置（如回火、时效等）也能消弭氢脆，采用真空、低氢空气或惰性空气加热可避免氢脆。
几种常见热措置概念
1． 正火：将钢材或钢件加热惠临界点AC3或ACM以上的恰当温度连结一按时刻后在空气中冷却，获得珠光体类组织的热措置工艺。
2． 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时刻后，随炉迟缓冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热措置工艺
4． 时效：合金经固溶热措置或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温连结时，其机能随时刻而转变的现象。
5． 固溶措置：使合金中各类相充实消融，强化固溶体并提高韧性及抗蚀机能，消弭应力与软化，以便继续加工成型
6． 时效措置：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度
7． 淬火：将钢奥氏体化后以恰当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全数或必然典型围内发生马氏体等不不变组织结构改变的热措置工艺
8． 回火：将经由淬火的工件加热惠临界点AC1以下的恰当温度连结一按时刻，随后用合适要求的体例冷却，以获得所需要的组织和机能的热措置工艺
9． 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，今朝以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较 为普遍。中温气体碳氮共渗的首要目的是提高钢的硬度，耐磨性和委靡强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其首要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10． 调质措置quenching and tempering：一般习惯将淬火加高温回火相连系的热措置称为调质措置。调质措置普遍应用于各类主要的结构零件，出格是那些在交变负荷下工作的连杆、 螺栓、齿轮及轴类等。调质措置后获得回火索氏体组织，它的机械机能均比不异硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火不变性和工 件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11． 钎焊：用钎料将两种工件粘合在一路的热措置工艺
回火的种类及应用
按照工件机能要求的分歧，按其回火温度的分歧，可将回火分为以下几种：
3． 固溶热措置：将合金加热至高温单相区恒温连结，使过剩相充实消融到固溶体中，然后快速冷却，以获得过饱和固溶体的热措置工艺
（二）中温回火（350－500度）
（一）低温回火（150－250度）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在连结淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各类高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
（二）中温回火（350－500度）
中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈就强度，弹性极限和较高的韧性。是以，它首要用于各类弹簧和热作模具的措置，回火后硬度一般为HRC35－50。
（三）高温回火（500－650度）
一． 空气与钢铁的化学纺暌钩
1. 氧化
2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2
FeC＋CO2→Fe＋2CO
二． 各类空气对金属的浸染
2. 还原
FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2
公元前六世纪，钢铁刀兵逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂获得迅速成长。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，声名是经由淬火的。
3. 渗碳
2CO→［C］＋CO2
Fe＋［C］→FeC
CH4→［C］＋2H2
4.渗氮
2NH3→2［N］＋3H2
Fe＋［N］→FeN
二． 各类空气对金属的浸染
氮气：在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti纺暌钩
氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳
水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不纺暌钩
一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳
三． 各类空气对电阻组件的影响
镍铬丝，铁铬铝：含硫空气对电阻丝有害
回火的种类及应用
按照工件机能要求的分歧，按其回火温度的分歧，可将回火分为以下几种：
（一）低温回火（150－250度）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在连结淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各类高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈就强度，弹性极限和较高的韧性。是以，它首要用于各类弹簧和热作模具的措置，回火后硬度一般为HRC35－50。
（三）高温回火（500－650度）
高 温回火所得组织为回火索氏体。习惯年夜将淬火加高温回火相连系的热措置称为调质措置，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械机能。是以，普遍 用于汽车，拖拉机，机床等的主要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。空气与金属的化学纺暌钩
一． 空气与钢铁的化学纺暌钩
1. 氧化
2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2
FeC＋CO2→Fe＋2CO
2. 还原
FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2
3. 渗碳
2CO→［C］＋CO2
随 着淬火手艺的成长，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这声名中国 在古代就注重到分歧水质的冷却能力了，同时也注重了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为 0.15～0.4%，而概况含碳量却达0.6%以上，声名已应用了渗碳工艺。但那时作为小我“手艺”的奥秘，不愿别传，因而成长很慢。
Fe＋［C］→FeC
CH4→［C］＋2H2
整体热措置是对工件整体加热，然后以恰当的速度冷却，以改变颇整体力学机能的金属热措置工艺。钢铁整体热措置年夜致有退火、正火、淬火和回火四种根基工艺。
2NH3→2［N］＋3H2
Fe＋［N］→FeN
氮气：在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti纺暌钩
氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳
水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不纺暌钩
一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳
三． 各类空气对电阻组件的影响
镍铬丝，铁铬铝：含硫空气对电阻丝有害
回火的种类及应用
按照工件机能要求的分歧，按其回火温度的分歧，可将回火分为以下几种：
（一）低温回火（150－250度）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在连结淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各类高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
（二）中温回火（350－500度）
中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈就强度，弹性极限和较高的韧性。是以，它首要用于各类弹簧和热作模具的措置，回火后硬度一般为HRC35－50。
（三）高温回火（500－650度）
高 温回火所得组织为回火索氏体。习惯年夜将淬火加高温回火相连系的热措置称为调质措置，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械机能。是以，普遍 用于汽车，拖拉机，机床等的主要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。空气与金属的化学纺暌钩
一． 空气与钢铁的化学纺暌钩
1. 氧化
2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2
FeC＋CO2→Fe＋2CO
2. 还原
FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2
（三）高温回火（500－650度）
3. 渗碳
2CO→［C］＋CO2
Fe＋［C］→FeC
CH4→［C］＋2H2
4.渗氮
2NH3→2［N］＋3H2
Fe＋［N］→FeN
二． 各类空气对金属的浸染
氮气：在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti纺暌钩
氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳
水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不纺暌钩
一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳
三． 各类空气对电阻组件的影响
镍铬丝，铁铬铝：含硫空气对电阻丝有害
按照工件机能要求的分歧，按其回火温度的分歧，可将回火分为以下几种：
（一）低温回火（150－250度）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在连结淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各类高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
高 温回火所得组织为回火索氏体。习惯年夜将淬火加高温回火相连系的热措置称为调质措置，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械机能。是以，普遍 用于汽车，拖拉机，机床等的主要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。空气与金属的化学纺暌钩
（二）中温回火（350－500度）
中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈就强度，弹性极限和较高的韧性。是以，它首要用于各类弹簧和热作模具的措置，回火后硬度一般为HRC35－50。
高 温回火所得组织为回火索氏体。习惯年夜将淬火加高温回火相连系的热措置称为调质措置，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械机能。是以，普遍 用于汽车，拖拉机，机床等的主要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。空气与金属的化学纺暌钩
一． 空气与钢铁的化学纺暌钩
1. 氧化
2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2
FeC＋CO2→Fe＋2CO
2. 还原
铍青铜的时效温度与 Be的含量有关，含Be小于2.1%的合金均宜进行时效措置。对于Be年夜于1.7%的合金，最佳时效温度为300-330℃，保温时刻 1-3小时（按照零件外形及厚度）。Be低于0.5%的高导电性电极合金，因为溶点升高，最佳时效温度为450-480℃，保温时刻1-3小时。近年来还 成长出了双级和多级时效，即先在高温短不时效，尔后在低温下长时刻保温时效，这样做的利益是机能提高但变形量减小。为了提高铍青铜时效后的尺寸精度，可采 用夹具夹持进行时效，有时还可采用两段分隔时效措置。
FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2
3. 渗碳
2CO→［C］＋CO2
Fe＋［C］→FeC
CH4→［C］＋2H2
4.渗氮
2NH3→2［N］＋3H2
Fe＋［N］→FeN
二． 各类空气对金属的浸染
氮气：在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti纺暌钩
氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳
水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不纺暌钩
一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳
三． 各类空气对电阻组件的影响
镍铬丝，铁铬铝：含硫空气对电阻丝有害
钢的氮化及碳氮共渗
钢的氮化（气体氮化）
概念：氮化是向钢的概况层渗入氮原子的过程，其目的是提高概况硬度和耐磨性，以及提高委靡强度和抗侵蚀性。
它是操作氨气在加热时分化出活性氮原子，被钢领受后在其概况形成氮化层，同时向心部扩散。
三、脱碳和氧化
完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火首要用于亚共析成分的各类碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热措置，或作为某些工件的预先热措置。
氮化凡是操作专门设备或井式渗碳炉来进行。合用于各类高速传动慎密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。
氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。
因为氮化层薄，而且较脆，是以要求有较高强度的心部组织，所以要前进前辈行调质热措置，获得回火索氏体，提高心部机械机能和氮化层质量。
钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的概况硬度年夜于HV850）及耐磨性。
氮化措置温度低，变形很小，它与渗碳、感应概况淬火对比，变形小得多
钢 的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。今朝以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较是 广。中温气体碳氮共渗的首要目的是提高钢的硬度，耐磨性和委靡强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其首要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性
铍青铜的热措置
铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。经固溶实时效措置后，强度可达1250-1500MPa(1250-1500公斤)。其热措置特点是：固溶措置后具有精采的塑性，可进行冷加工变形。但再进行时效措置后，却具有极好的弹性极限，同时硬度、强度也获得提高。
回火的种类及应用
（1） 铍青铜的固溶措置
一 般固溶措置的加热温度在780-820℃之间，对用作弹性组件的材料，采用760-780℃，主若是防止晶粒粗年夜影响强度。固溶措置炉温平均度应严酷节制 在±5℃。保温时刻一般可按1小时/25mm计较，铍青铜在空气或氧化性空气中进行固溶加热措置时，概况会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学机能影响不 年夜，但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分化、惰性气体、还原性空气（如氢气、一氧化碳等）中加热，年夜而获得亮光的热措置效 不美观。此外，还要注重尽量缩短转移时刻（此淬水时），否则会影响时效后的机械机能。薄形材料不得跨越3秒,一般零件不跨越5秒。淬火介质一般采用水（无加热 的要求），当然外形复杂的零件为了避免变形也可采用油。
（2） 铍青铜的时效措置
（3） 铍青铜的饶暌功力措置
铍青铜饶暌功力退火温度为150-200℃，保温时刻1-1.5小时，可用于消弭因金属切削加工、校直措置、冷成形等发生的残存应力，不变零件在持久使用时的外形及尺寸精度。
热措置应力及其影响
一、钢的热措置应力
工件 在加热和冷却过程中,因为表层和心部的冷却速度和时刻的纷歧致,形成温差，就会导致体积膨胀和缩短不均而发生应力,即热应力。在热应力的浸染下,因为表层 起头温度低于心部,缩短也年夜于心部而使心部受拉,当冷却竣事时，因为心部最后冷却体积缩短不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的浸染下最终使工 件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热措置工艺等身分的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力浸染下发生 的不平均塑性变形愈年夜,最后形成的残存应力就愈年夜。另一方面钢在热措置过程中因为组织的转变即奥氏体向马氏体改变时,因比容的增年夜会陪同工件体积的膨胀, &127;工件各部位先后相变，造成体积长年夜纷歧致而发生组织应力。组织应力转变的最终结不美观是表层受拉应力,心部受压应力,刚好与热应力相反。组 织应力的巨细与工件在马氏体相变区的冷却速度,外形，材料的化学成分等身分有关。
实践证实,任何工件在热措置过程中,& 127;只要有相变,热应力和组织应力城市发生。&127;只不外热应力在组织改变以前就已经发生了，而组织应力则是在组织改变过程中发生的,在 整个冷却过程中,热应力与组织应力综合浸染的结不美观,&127;就是工件中现实存在的应力。这两种应力综合浸染的结不美观是十分复杂的,受着良多身分的 影响,如成分、外形、热措置工艺等。就其成长过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,浸染标的目的相反时二者抵消,浸染标的目的不异时二者彼此迭加。不管是相 互抵消仍是彼此迭加,两个应力应有一个占主导身分,热应力占主导地位时的浸染结不美观是工件心部受拉,概况受压。&127;组织应力占主导地位时的作 用结不美观是工件心部受压概况受拉。
二、热措置应力对淬火裂纹的影响
存在于淬火件分歧部位上能引起应力集中的身分(搜罗冶金缺陷在内),对淬火裂纹的发生都有促进浸染,但只有在拉应力场内(&127;尤其是在最年夜拉应力下)才会默示出来,&127;若在压应力场内并无促裂浸染。
淬 火冷却速度是一个能影响淬火质量并抉择残存应力的主要身分,也是一个能对淬火裂纹赋于主要甚至抉择性影响的身分。为了达到淬火的目的，凡是必需加速零件在 高温段内的冷却速度,并使之跨越钢的临界淬火冷却速度才能获得马氏体组织。就残存应力而论,这样做因为能增添抵消组织应力浸染的热应力值,故能削减工件表 面上的拉应力而达到按捺纵裂的目的。其效不美观将随高温冷却速度的加速而增年夜。而且,在能淬透的情形下,截面尺寸越年夜的工件,虽然现实冷却速度更缓,开裂的危 险性却反而愈年夜。这一切都是因为这类钢的热应力随尺寸的增年夜现实冷却速度减慢,热应力减小,&127;组织应力随尺寸的增年夜而增添,最后形成以组 织应力为主的拉应力浸染在工件概况的浸染特点造成的。并与冷饶暌国慢应力愈小的传统不美观念迥然不同。对这类钢件而言,在正常前提下淬火的高淬透性钢件中只能形 成纵裂。避免淬裂的靠得住原则是设法尽量减小截面内外马氏体改变的不等时性。仅仅实施马氏体改变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。一般情形下只能发生在非 淬透性件中的弧裂,虽以整体快速冷却为需要的形成前提，可是它的真正形成原因,却不在快速冷却(搜罗马氏体改变区内)自己,而是淬火件局部位置(由几何结 构抉择),在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓,因而没有淬硬所致&127;。发生在年夜型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为首要成份的 残存拉应力浸染在淬火件中心&127;,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。为了避免这类裂纹发生，往往使用水 --油双液淬火工艺。在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确保外层金属获得马氏体组织,&127;而年夜内应力的角度来看,这时快冷有 害无益。其次,冷却后期缓冷的目的,首要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的缩短速度,年夜而达到 减小应力值和最终按捺淬裂的目的。
三、残存压应力对工件的影响
渗碳概况强化作为提高工件的委靡强度的体例应用得很普遍的 原因。一方面是因为它能有用的增添工件概况的强度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是渗碳能有用的改善工件的应力分布,在工件概况层获得较年夜的残存压应 力,&127;提高工件的委靡强度。如不美观在渗碳后再进行等温淬火将会增添表层残存压应力,使委靡强度获得进一步的提高。有人对 35SiMn2MoV钢渗碳后进行等温淬火与渗碳后淬火低温回火的残存应力进行过测试其
热措置工艺
残存应力值（kg/mm2)渗碳后880-900度盐浴加热，260度等温40分钟-65
渗碳后880-900度盐浴加热淬火，260度等温90分钟-18
渗碳后880-900度盐浴加热，260度等温40分钟，260度回火90分钟-38
年夜 表1的测试结不美观可以看出等温淬火比凡是的淬火低温回火工艺具有更高的概况残存压应力。等温淬火后即使进行低温回火,其概况残存压应力，也比淬火后低温回火 高。是以可以得出这样一个结论,即渗碳后等温淬火比凡是的渗碳淬火低温回火获得的概况残存压应力更高,梗概况层残存压应力对委靡抗力的有利影响的不雅概念来 看，渗碳等温淬火工艺是提高渗碳件委靡强度的有用体例。渗碳淬火工艺为什么能获得表层残存压应力?渗碳等温淬火为什么能获得更年夜的表层残存压应力?其首要 原因有两个：一个原因是表层高碳马氏体比容比心部低碳马氏体的比容年夜,淬火后表层体积膨胀年夜,而心部低碳马氏体体积膨胀小,制约了表层的自由膨胀, &127;造成表层受压心部受拉的应力状况。而另一个更主要的原因是高碳过冷奥氏体向马氏体改变的起头改变温度（Ms）,比心部含碳量低的过冷奥 氏体向马氏体改变的起头温度（Ms）低。这就是耸ё仝淬火过程中往往是心部首先发生马氏体改变引起心部体积膨胀,并获得强化,而概况还末冷却到其对应的马氏 体起头改变点（Ms）,故仍处于过冷奥氏体状况,&127;具有精采的塑性,不会对心部马氏体改变的体积膨胀起严重的压制浸染。跟着淬火冷却温度 的不竭下降使表层温度降到该处的（Ms）点以下,表层发生马氏体改变,引起表层体积的膨胀。但心部此时早已改变为马氏体而强化,所以心部对表层的体积膨胀 将会起很年夜的压制浸染,使表层获得残存压应力。&127;而在渗碳后进行等温淬火时，当等温温度在渗碳层的马氏体起头改变温度（Ms）以上,心部 的马氏体起头改变温度（&127;Ms）点以下的恰当温度等温淬火,比持续冷却淬火更能保证这种改变的先后挨次的特点(&127;即保证 表层马氏体改变仅仅发生于等温后的冷却过程中)。&127;当然渗碳后等温淬火的等温温度和等温时刻对表层残存应力的巨细有很年夜的影响。有人对 35SiMn2MoV钢试样渗碳后在260℃和320℃等温40&127;分钟后的概况残存应力进行过测试,其结不美观如表2。由表2可知在260℃ 步履等温比在320℃等温的概况残存应力要超出跨越一倍多
年夜膳缦沔的谈判剖明,渗碳层与心部马 氏体改变的先后挨次对表层残存应力的巨细有主要影响。渗碳后的等温淬火对进一步提高零件的委靡寿命具有普愚见义。此外能降低表层马氏体起头改变温度 （Ms）点的概况化学热措置如渗碳、氮化、氰化等都为造成表层残存压应力供给了前提,如高碳钢的氮化--淬火工艺,因为表层, &127;氮含量的提高而降低了表层马氏体起头改变点（Ms）,淬火后获得了较高的表层残存压应力使委靡寿命获得提高。又如氰化工艺往往比渗碳具 有更高的委靡强度和使用寿命,也是因氮含量的增添可获得比渗碳更高的概况残存压应力之故。此外,&127;年夜获得表层残存压应力的合理分布的不雅概念 来看,单一的概况强化工艺不轻易获得理想的表层残存压应力分布,而复合的概况强化工艺则可以有用的改善表层残存应力的分布。如渗碳淬火的残存应力一般在表 面压应力较低,最年夜压应力则呈此刻离概况必然深度处,而且残存压力层较厚。氮化后的概况残存压应力很高,但残存压应力层很溥,往里急剧下降。如不美观采用渗碳 --&127;氮化复合强化工艺,则可获得更合理的应力分布状况。&127;是以概况复合强化工艺,如渗碳--氮化,渗碳--& 127;高频淬火等,都是值得正视的标的目的。
按照上述谈判可得出以下结论;
1、热措置过程中发生的应力是不成避免的,而且往往是有害的&127;。但我们可以节制热措置工艺尽量使应力分布合理,就可将其有害水平降低到最低限度,甚至变有害为有利。
2、当热应力占主导地位时应力分布为心部受拉概况受压,当组织应力占主导地时应力分布为心部受压概况受拉。
3、在高淬透性钢件中易形成纵裂,在非淬透性工件中往往形成弧裂,在年夜型非淬透工件中轻易形成横断和纵劈。
4、渗碳使表层马氏体起头改变温度（Ms）点下降,可导至淬火时马氏体改变挨次倒置,心部首先发生马氏体改变尔后才波及到概况,可获得表层残存压应力而提高抗委靡强度。
5、渗碳后进行等温淬火可保证心部马氏体改变充实进行往后,表层组织改变才进行。&127;使工件获得比直接淬火更年夜的表层残存压应力,可进一步提高渗碳件的委靡强度。
6、复合概况强化工艺可使表层残存压应力分布更合理,可较着提高工件的委靡强度。
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