金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定的時間后，又以不同速度冷的一種工藝。 R>B6@|}?  
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    金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 s8dP=_ `  
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    為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。 0:JNkXZ:  
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    在從石器時代進(jìn)展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們認(rèn)識。早在公元前770~前222年，中國人在生產(chǎn)實踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。 Q/0oe())  
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    公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。中國河北省易縣燕下都出土的兩劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。 \h?6/@3ob  
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    隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢（公元前206~公元24）中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0.15~0.4%，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝，但當(dāng)時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。 mpQu:i|W  
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    1863年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內(nèi)部會發(fā)生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相。法國人奧斯蒙德確立了鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理上工藝初步奠定了理論基礎(chǔ)。與此同時，人們還研究了在金屬熱處理過程中對金屬的保護(hù)方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。 ^!z(IE'  

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    1850~1880年，對于應(yīng)用各種氣體“（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進(jìn)行保護(hù)加熱增有一系列專利。1880~1890英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。 @w;$M]o1  
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    二十世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大的發(fā)展。一個顯著的進(jìn)展是1901~1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢達(dá)到可控，以后又研究出。 +J#8wh  
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    用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳熱勢的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。 ozKS<<  
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    金屬熱處理的工藝 GK;IY=8W  
    熱處理的工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。 m\70&%v  
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    加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進(jìn)行間接加熱。 x_CY`Y  
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    金屬加熱進(jìn)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱得理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)要可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。 Tv6y+l  
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    加熱溫度是熱得理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的問題。加熱溫度隨著隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學(xué)熱處理的保溫時間往往較長。 ) O&zb_{n  
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    冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。 = 5[%%Lf  
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    金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁大多。  n(|rs  
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    整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。 kP'm$+1or  
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    退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。 p{:y?0pGN  
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    淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。 B&_Z&H=  
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    退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。 /;{L~f=et)  
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  “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同折熱處理工藝。為了獲最一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。 ,Xr`tQ<@  
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    把壓力加工形變與熱處理效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱外理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱外理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可能通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。 e7b