热处理原理及工艺-第一章
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热处理原理以及退火正火淬火回火工艺一、热处理的作用机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。
拒初步统计,在机床制造中,约60%~70%的零件要通过热处理,在汽车、拖拉机制造中,需要热处理的零件多达70%~80%,而工模具及滚动轴承,那么要100%进行热处理。
总之,凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。
材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变,再施以冷却再发生相变的工艺过程。
通过那个相变与再相变,材料的内部组织发生了变化,因而性能变化。
例如碳素工具钢T8在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为20HRC,作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60~63HRC,这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。
同一种材料热处理工艺不一样其性能差别专门大。
表6-1列出45钢制直径为F15mm的平均园棒材料经退火、正火、淬火加低温回火以及淬火加高温回火的不同热处理后的机械性能,导致性能差别如此大的缘故是不同的热处理后内部组织截然不同。
同类型热处理〔例如淬火〕的加热温度与冷却条件要由材料成分确定。
这些说明,热处理工艺〔或制度〕选择要依照材料的成份,材料内部组织的变化依靠于材料热处理及其它热加工工艺,材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化,材料成份-加工工艺-组织结构-材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料加工的全过程之中。
二、热处理的差不多要素热处理工艺中有三大差不多要素:加热、保温、冷却。
这三大差不多要素决定了材料热处理后的组织和性能。
加热是热处理的第一道工序。
不同的材料,其加热工艺和加热温度都不同。
加热分为两种,一种是在临界点A1以下的加热,现在不发生组织变化。
另一种是在A1以上的加热,目的是为了获得平均的奥氏体组织,这一过程称为奥氏体化。
保温的目的是要保证工件烧透,防止脱碳、氧化等。
保温时刻和介质的选择与工件的尺寸和材质有直截了当的关系。
热处理原理及工艺热处理是一种用于改善材料性能的重要工艺。
通过控制材料的加热和冷却过程,可以改变材料的晶体结构、力学性能和化学性能,从而提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。
热处理的原理是基于固体材料的晶体结构与物理性能之间的关系。
晶体结构是由原子或分子的周期性排列所组成,不同的结构会导致不同的物理性能。
在加热过程中,材料中的原子或分子会随着温度的升高而具有更高的热运动能力,从而使晶体结构发生变化。
通过控制加热温度和时间,可以实现晶体结构的改变。
常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火、表面处理等。
退火是将材料加热到特定温度,然后缓慢冷却至室温,目的是消除内部应力和改善材料的韧性。
淬火是在材料加热到高温后,迅速冷却至室温,通过快速冷却可以使材料形成硬脆结构,提高材料的硬度和强度,但也会导致内部应力增大,需要进行回火处理来消除应力。
回火是将淬火后的材料加热到适当温度,然后保温一段时间,最后缓慢冷却,目的是降低材料的硬度,提高韧性。
表面处理是在材料表面形成一层特定的化合物或合金层,用于改善材料的耐磨性、耐腐蚀性等。
热处理工艺的选择要根据材料的组成和应用要求进行。
不同材料具有不同的热处理敏感性和适用温度范围。
合理选择热处理工艺可以使材料在满足力学性能和物理性能要求的同时,减少成本和能源消耗。
总之,热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程,改善材料性能的重要工艺。
通过热处理可以改变材料的晶体结构和物理性能,提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等。
选择合适的热处理工艺对于提高材料的性能和使用寿命至关重要。
热处理是一种将金属或合金材料通过加热和冷却处理来改变其物理和机械性能的工艺。
它是材料加工中非常重要的一部分,因为可以通过控制热处理工艺,使材料的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性等性能得到改善。
热处理的核心原理是通过控制材料的加热温度和冷却速度,使材料的晶体结构发生变化。
材料的晶体结构决定了其宏观性能。
例如,在晶体结构较均匀的钢中,碳原子分布均匀,这样就有利于提高钢材的硬度和强度。