為了使金屬工件具有所需的機械性能、物理性能和化學性能，選擇材料和各種成型工藝外，熱處理工藝往往至關重要。讓小邊帶您了解熱處理過程！
1.熱處理簡介熱處理及其特點
熱處理是指金屬材料在固態下通過加熱、保溫和冷卻一種獲得預期組織和性能的金屬熱加工工藝。
工藝特點
與其它加工工藝相比，金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，熱處理通常不會改變工件的形狀和整體化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織或工件表面的化學成分來賦予或提高工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，肉眼看不到這個。
2.熱處理工藝分類熱處理工藝分類
金屬熱處理工藝一般可分為：整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。
根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法不同的類別可以分為幾種不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可以獲得不同的組織，從而具有不同的性能。
3.鋼鐵熱處理工藝鋼是機械工業中應用最廣泛的材料。鋼顯微組織復雜，可通過熱處理控制，因此鋼的熱處理是金屬熱處理的主要內容。此外，鋁、銅、鎂、鈦及其合金也可以通過熱處理改變其機械、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
鋼鐵熱處理工藝制定依據-鐵碳相圖
鐵碳相圖中的幾個重要點、線和溫度
符號C溫度為1148℃，含碳量0.43%，E溫度1148℃，含碳量2.11%，碳在γ-Fe最大溶解度K溫度727℃，含碳量6.69%，Fe3C的成分P溫度727℃，含碳量0.0218%，碳在α-Fe最大溶解度S溫度727℃，含碳量0.77%，共析點GS（A3）奧氏體轉化為鐵素體的開始線ES（Acm）奧氏體中碳的溶解度線PSK（A1）AS→Fp Fe3C 分析轉換線PQ碳在鐵素體中的溶解度線
鋼的微組織結構及性能
組織
力學性能奧氏體低硬度，低屈服強度，高塑性鐵素體低強度、低硬度、高塑性和韌性滲碳體高硬度、高強度、高耐磨性，低塑性和韌性珠光體性能取決于組織形式萊氏體高硬度、高強度、高耐磨性退火退火工藝可分為：全退火、擴散退火、等溫退火、球化退火、去應力退火、再結晶退火等。
操作方法
加熱鋼件Ac3 30~50℃或Ac1 30~50℃或Ac1以下溫度(可查閱相關信息)后，一般隨爐溫緩慢冷卻。目的
降低硬度，提高塑性，提高切削加工和壓力加工性能；
細化晶粒，提高機械性能，為下一步做準備；
消除冷熱加工產生的內應力。
應用要點
鍛件、焊接件及供應狀態不合格的原材料適用于合金結構鋼、碳工具鋼、合金工具鋼、高速鋼；
一般在毛坯狀態下退火 。
正火操作方法
加熱鋼件Ac3或Accm 以上30~50℃，保溫后以冷卻速度略大于退火速度冷卻，一般為空冷。目的
降低硬度，提高塑性，提高切削加工和壓力加工性能；
細化晶粒，提高機械性能，為下一步做準備；
消除冷熱加工產生的內應力。
應用要點
正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件，也可作為最后熱處理。對于一般中、高合金鋼，空冷可導致完全或局部淬火，因此不能作為最后熱處理工序。淬火
操作方法
將鋼加熱到相變溫度Ac3或Ac保溫一段時間以上，然后在水、硝鹽、油或空氣中快速冷卻。目的
淬火一般是為了獲得高硬度的馬氏體組織，有時是為了獲得單一均勻的奧氏體組織，以提高一些高合金鋼（如不銹鋼、耐磨鋼）的耐磨性和耐腐蝕性。
應用要點
碳鋼和合金鋼一般用于含碳量大于0.3%；
淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力，但同時會產生較大的內應力，降低鋼的塑性和沖擊韌性，因此需要回火以獲得更好的綜合力學性能。
回火操作方法
將淬火的鋼件重新加熱至Ac保溫后，在空氣或油、熱水、水中冷卻以下溫度。目的
淬火后減少或消除內應力，減少工件變形開裂；
調整硬度，提高塑性和韌性，獲得工作所需的力學性能；
穩定工件尺寸。
應用要點
淬火后保持高硬度和耐磨性，提高彈性和屈服強度，保持高沖擊韌性和塑性，有足夠的強度。
一般鋼盡量避免230~280度不銹鋼400度~回火在450度之間，因為此時會產生回火脆性。
調質操作方法
淬火后高溫回火稱為調質，即鋼件加熱至比淬火時高10~20度溫度，絕緣后淬火，然后400度~在720度的溫度下回火。目的
提高切削性能，提高加工表面光潔度；
淬火時減少變形開裂；
綜合力學性能好。
應用要點
適用于合金結構鋼、合金工具鋼合金工具鋼和高速鋼；
不僅可以作為各種重要結構的最終熱處理，還可以作為一些緊密部件，如絲杠，以減少變形。
時效操作方法
將鋼件加熱到80~200度，保溫5~20小時冷卻20小時或更長時間。目的
鋼淬火后穩定組織，減少儲存或使用過程中的變形；
磨削后降低淬火和內應力，穩定形狀和尺寸。
應用要點
適用于淬火后的各種鋼種；
常用于要求形狀不變的緊密工件，如緊密絲杠、測量工具、床箱等。
4、固溶處理
固溶處理操作方法
將合金加熱到高溫(980~12500℃）保持單相區恒溫是將過剩相完全溶解到固溶體中厚度的快速冷卻。
目的
獲得單相奧氏體組織；
提高鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理做好準備；
充分溶解合金中的各種相，增強固溶體，提高韌性和耐腐蝕性；
為了繼續加工或成型，消除應力和軟化。
應用要點
固溶溫度應根據合金的使用溫度進行調整，環境溫度越高，冷卻速度越快，飽和度越高。
5、深冷處理深冷處理
操作方法
在低溫介質(如干冰、液氮)中冷卻淬火鋼件－40～－80℃或較低，溫度均勻后取出均溫至室溫。
目的
將淬火鋼件中的殘余奧氏體全部或大部分轉化為馬氏體，從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限；
穩定鋼組織 ，穩定鋼件的形狀和尺寸。
應用要點
鋼件淬火后應立即冷卻，然后低溫回火，以消除低溫冷卻時的內應力；
冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密件。{ x}
6、表面熱處理表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
火焰加熱表面淬火
操作方法
用氧－乙炔混合氣體燃燒的火焰，噴射到鋼件表面上，快速加熱，當達到淬火溫度后立即噴水冷卻。目的
提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍保持韌性狀態。應用要點
多用于中碳鋼制件，一般淬透層深度為2～6mm；
適用于單件或小批量生產的大型工件和需要局部淬火的工件。
感應加熱表面淬火
操作方法
將鋼件放入感應器中，使鋼件表層產生感應電流，在極短的時間內加熱到淬火溫度，然后噴水冷卻。目的
提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部保持韌性狀態。應用要點
多用于中碳鋼和中堂合金結構鋼制件；
由于肌膚效應，高頻感應淬火淬透層一般為1～2mm，中頻淬火一般為3～5mm，高頻淬火一般大于10mm。
7、化學熱處理化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。
滲碳操作方法
將鋼件放入滲碳介質中，加熱至900～950度并保溫，使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。目的
提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍然保持韌性狀態。應用要點
用于含碳量為0.15％～0.25％的低碳鋼和低合金鋼制件，一般滲碳層深度為0.5～2.5mm；
滲碳后必須進行淬火，使表面得到馬氏體，才能實現滲碳的目的。
氮化
操作方法
利用在500～600度時氨氣分解出來的活性氮原子，使鋼件表面被氮飽和，形成氮化層。目的
提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點
多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結構鋼，以及碳鋼和鑄鐵，一般氮化層深度為0.025～0.8mm。
碳氮共滲
操作方法
向鋼件表面同時滲碳和滲氮。目的
提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點
多用于低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼制件，一般氮化層深0.02～3mm；
氮化后還要淬火和低溫回火。
來源：材易通
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