第二章热处理原理1

热处理基本原理
热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，以改变材料的组织结构和性能的一种工艺。

热处理的基本原理包括以下几个方面：
1. 相变：热处理过程中，材料经历了固态的相变过程，包括固相的等温升高、相变和冷却过程。

通过控制相变过程中的温度和时间，可以改变材料的晶体结构和性能。

2. 晶体再排列：热处理可以促使材料中的晶体重新排列，从而改善材料的力学性能和耐磨性等。

例如，通过均匀加热材料并进行恒温保温，可以促进晶体之间的位错移动与重新排列，进而消除残余应力和提高材料的延展性。

3. 理化反应：热处理过程中，材料中的某些元素或化合物可能会发生化学反应，从而导致材料的组织和性能的改变。

例如，通过加热含碳钢至适当温度下进行退火处理，碳原子就会与铁原子结合，形成较稳定的铁碳化合物，从而提高材料的硬度和强度。

4. 应力释放：材料在制造和加工过程中可能会受到各种应力的影响，如残余应力、冷却应力等。

热处理可以使这些应力得到释放，从而减少材料的变形和开裂倾向。

总之，热处理利用加热和冷却过程，通过改变材料的晶体结构和组织状态，以及引发相变和化学反应等宏观与微观的变化，最终实现改善材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性和综合性能的目标。

第二章：传热基本原理研究热处理炉内传热的基本任务是解决如何把电或燃料产生的热屋有效的传递给工件和如何减少炉子的热损失问题。

本章用绕此问题，简单的介绍了：1）几种传热的基本方式：2）各种传热方式传热量的il•算方法；3）设计和使用热处理炉常遇到的传热问题的汁算方法和数据；4）热处理炉内热交换的过程、特点和热处理炉的节能途径。

§ 2. 1基本概念：一、三种基本的传热方式：热处理炉内的传热过程虽然比较复杂，但传热方式不外乎传导传热、对流传热、辐射传热三种，热处理炉内的传热是由这儿种传热方式组成的综合传热过程。

1、传导传热定义：温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间的热能传递过程。

本质：通过物体中的微粒在热运动中的相互振动或碰撞实现动能的传递，如气体和液体通过分子的热运动和彼此碰撞实现热能的传递，金属则是通过电子的自由运动和原子的振动实现热能的传递。

2、对流传热建义：流体在流动时，通过流体质点发生位移和相互混合而发生的热疑传递。

在工程上，对流传热主要发生在流动的流体和固体表而之间，当两者温度不同时，相互间所发生的热量传递，一般称对流换热和对流给热。

在对流换热过程中，既有流体质点之间的导热作用，又有流体质点位移产生的对流作用，因此，对流换热同时受导热规律和流体流动规律的支配。

3、辐射传热辐射：高于热力学零度的任何物体不停向外发射粒子（光子）的现象。

辐射不需任何介质。

辐射传热：物体间通过辐射能进行的热能传递过程。

如系统中有两个或两个以上温度不同的物体，它们会同时向对方辐射能量并同时吸收投射于苴上的辐射能，某物体的辐射换热量为该物体吸收的辎射能量与该物体向外放射的辐射能量之差。

可见，辐射传热过程存在辐射能转化为热能和热能转化辐射能的能量转化过程。

二、温度场与温度梯度1、温度场温度场是描述物体中温度分布情况的，它是空间坐标和时间坐标的函数。

如果物体的温度沿空间三个坐标方向都有变化，则该温度场称为三向温度场：如物体的温度仅沿空间坐标的一个方向有变化，则称该温度场为单向温度场。

热处理原理热处理是一种通过控制材料加热、保温和冷却过程，以改变其组织结构和力学性能的加工方法。

这种加工方法可以用于多种材料，包括金属、陶瓷和玻璃等。

热处理的原理是利用材料结构在不同温度下的变化，使其组织结构达到最佳状态。

热处理的主要目的是改变材料的性质和形状，以满足人们对产品的需求。

在热处理过程中，材料的组织结构发生变化，因为随着温度的变化，原子、离子和分子的运动方式也会发生变化。

当温度增加时，原子、离子和分子运动加快，使组织结构发生变化，材料的性质和形状也随之改变。

热处理的主要步骤是加热、保温和冷却。

加热是将材料加热至一定温度，使其组织结构发生变化；保温是在一定温度下让材料平衡，使微观结构达到最佳状态；冷却是使材料迅速从高温状态到达某一低温状态，使其基本保持所形成的组织结构。

在热处理中，材料的组织结构主要分为晶粒和相的结构。

晶粒是由原子或分子按一定规律排列而成的大量微观结构单元，相是具有相同化学成分和结构特点的区域。

通过控制加热、保温和冷却的温度和时间，可以改变晶粒和相的大小、形状和分布，从而改变材料的性能和形态。

热处理的种类很多，包括退火、正火、淬火、回火等。

不同的热处理方法适用于不同的材料和产品需求。

例如，退火可以消除材料内部应力和缺陷，降低硬度和延展性；淬火可以使材料快速冷却并增加硬度和强度；回火可以降低材料脆性并保证材料的强度和韧性。

总的来说，热处理是一种非常重要的材料加工方法，可以改变材料的结构和性能，从而满足各种产品的需求。

此外，不同的热处理方法适用于不同的材料和产品需求，因此选择合适的热处理方法也是非常重要的。

热处理工艺的原理和应用热处理工艺的概述•热处理工艺是将金属材料经过加热、保温和冷却等过程，以改变其微观结构和性能的技术方法。

•热处理工艺主要包括退火、正火、淬火、回火等几种常用方法。

热处理工艺的原理1.退火–通过加热材料到一定温度，然后缓慢冷却，使材料达到均匀细小的晶粒结构，以提高材料的塑性和韧性。

–退火工艺可分为全退火、球化退火、回火退火等。

2.正火–通过加热材料到一定温度，然后迅速冷却，使材料形成马氏体组织，以提高材料的硬度和强度。

–正火工艺常用于钢材的处理。

3.淬火–通过加热材料到一定温度，然后迅速冷却，使材料快速形成马氏体组织，以提高材料的硬度和强度。

–淬火工艺常用于钢材的处理。

4.回火–在淬火后，通过加热材料到一定温度并保温一段时间，然后冷却至室温。

–回火工艺可减轻淬火产生的内应力，提高材料的韧性和硬度。

热处理工艺的应用•热处理工艺广泛应用于金属材料的制造领域，包括钢铁、铜、铝、镁等金属。

•在钢材的生产中，热处理工艺可改变钢材的组织结构和性能，增加钢材的硬度、韧性、耐磨性等特性。

•在铝合金的生产中，热处理工艺可改变铝合金的晶粒结构，提高其强度和抗腐蚀性能。

•在汽车、航空航天、造船等行业中，热处理工艺应用于零部件的制造，以提高零部件的硬度、耐磨性和强度，提高产品的质量和安全性能。

•在电子设备的制造中，热处理工艺应用于半导体材料的制备，以提供半导体材料的特殊电学和磁学性能。

热处理工艺的优点•可改善金属材料的物理性能，提高材料的硬度、韧性、强度等。

•可改变材料的晶粒结构和组织，提供特定的材料性能。

•可改善材料的表面质量，提高耐磨性和耐腐蚀性。

•可通过控制热处理工艺参数，实现材料性能的调控和优化。

热处理工艺的注意事项•热处理工艺的参数，包括加热温度、保温时间、冷却速度等，需要根据材料的类型和要求进行合理选择，以避免材料的过热或过冷现象。

•热处理工艺需要严格控制各个环节的温度和时间，以保证工艺的有效性和一致性。

热处理培训资料热处理是一项重要的材料加工技术，在各个行业中广泛应用。

它通过改变材料的组织结构和性能来提高材料的强度、硬度和耐磨性，从而满足特定的工程要求。

为了帮助大家更好地了解热处理技术，本文将提供一份热处理培训资料，介绍热处理的基本原理、常见方法和注意事项。

一、热处理的基本原理热处理是利用材料在高温下发生相变和晶界扩散的原理，通过加热和冷却的过程来改变材料的组织结构和性能。

常见的几种热处理方法包括淬火、回火、正火、退火等，每种方法都有不同的适用范围和效果。

1. 淬火淬火是将加热至高温状态的金属材料迅速冷却至室温或低温，使其产生明显的组织和性能改变。

通过淬火，材料可以获得高强度和高硬度，但同时也会导致脆性的增加。

因此，在淬火后通常需要进行回火处理以提高材料的韧性和可靠性。

2. 回火回火是将已经淬火的材料加热至适当的温度，然后再经过一段时间的保温处理。

回火的目的是减轻淬火后产生的内应力，并提高材料的塑性和韧性。

回火过程还可以调控材料的硬度和强度，使其达到最佳的性能状态。

3. 正火正火是将材料加热至适当的温度，保温一定时间后进行冷却。

正火的目的是通过控制组织形态和材料的相变来调整材料的性能，以满足特定的工程要求。

正火适用于一些对硬度、强度和韧性要求均有的工件。

4. 退火退火是将已经加工或者变形的材料加热至一定温度，然后经过一定时间的保温处理，最后缓慢冷却。

退火的目的是通过晶界扩散来恢复材料的塑性和韧性，减少材料的内应力和变形。

退火可以改善材料的加工性能，提高材料的韧性和可塑性。

二、热处理的常见方法热处理有许多不同的方法和工艺，下面介绍几种常见的热处理方法：1. 淬火和回火工艺淬火和回火是最常用的热处理方法之一。

淬火可以通过控制冷却速度和介质的选择来改变材料的结构和性能，而回火则可以通过加热和保温的方式来调节材料的硬度和韧性。

2. 预淬火和再回火工艺预淬火和再回火是为了进一步改善材料的组织和性能而进行的热处理工艺。

热处理基本知识及工艺原理1. 热处理的基础热处理听起来很高大上，其实说白了就是给金属“洗澡”，不过这澡可不是一般的洗澡，它是通过加热和冷却，让金属变得更结实、更耐用。

就像人要适当运动一样，金属也需要“锻炼”才能有更好的表现。

大家常常听到的“热处理”这两个字，实际上是金属加工中的一个重要环节，尤其是在制造一些需要承受高强度和高温的零件时，它的重要性就显得尤为突出。

1.1 热处理的类型热处理可分为几种主要的类型，比如淬火、回火、退火、正火等等。

这些名字听起来有点像高深的武功秘籍，但其实它们各有各的妙处。

淬火就像是给金属来个猛击，迅速让它从热状态转为冷状态，达到硬化的效果；而回火则是帮金属放松一下，避免太过刚强造成的脆弱。

退火则是金属的“慢养”，通过长时间的加热和缓慢冷却，让金属的内部结构得到调整。

正火呢，就像是在金属身上做个深层按摩，让它恢复到最佳状态。

1.2 热处理的原理那热处理的原理又是什么呢？其实也不复杂。

热处理过程中，金属的内部原子结构会发生变化，就像是大海中的波涛汹涌，时而平静，时而激烈。

加热的时候，原子就像聚会的朋友，欢快地跳动；冷却时，它们就得迅速找到自己的位置，有时候甚至会出现“打架”的情况，这就影响了金属的强度和韧性。

2. 热处理的工艺2.1 工艺步骤热处理的工艺流程一般包括加热、保温和冷却三个步骤。

先是加热，像开车一样，把温度开到理想值，这个过程要慢慢来，别着急；接着就是保温，保持一段时间，让金属的“细胞”好好“吸收养分”；最后是冷却，冷却的方法可以是水、油，甚至空气，各种各样的方式让金属在不同的环境中“转身”。

这整个流程下来，金属的性能就提升了好几个档次。

2.2 影响因素当然，热处理的效果也受很多因素影响，比如温度、时间、冷却速度等。

就好比炒菜，如果温度掌握不好，时间控制不当，最终的味道可就大相径庭了。

为了得到理想的效果，工艺参数的选择可得仔细斟酌。

3. 热处理的应用热处理在我们生活中无处不在，特别是在汽车、航空、机械等行业，都是大显身手的地方。

热处理的原理是什么
热处理是通过加热和冷却材料来改变其物理和化学性质的一种工艺。

其原理主要包括以下几个方面：
1. 固溶体溶解和析出：热处理可以改变固溶体中原子或离子的分布状态，使之溶解或析出，从而影响材料的组织结构和性能。

例如，通过固溶处理可以将一些固溶体溶解在基体中，增加材料的强度和硬度。

2. 渗透和沉淀：热处理可以改变材料中的组分分布，使之在凝固行为中发生扩散和分解沉淀。

例如，通过淬火可以使材料中的碳原子发生扩散，使材料表面形成一层高碳化物沉淀，从而提高材料的抗磨性和耐蚀性。

3. 组织相变：热处理可以引起材料的相变，从而改变其晶体结构和晶界性质。

例如，通过退火处理可以使材料中的晶粒长大、结构更加稳定，提高材料的塑性和韧性。

4. 残余应力的消除：热处理可以通过加热和冷却的过程来消除材料中的残余应力。

例如，通过应力回火可以使材料中的应力得到释放和均衡，减少材料的开裂和变形倾向。

总之，热处理利用材料在高温下的物理和化学变化来改变其组织结构和性能。

通过控制加热和冷却过程的温度、时间和速率，可以使材料达到所需的力学性能、导电性能、耐腐蚀性等要求。

复习重点：名词、简答、各章课堂强调的重点及书后作业第二章纯金属的结晶一、名词：结晶：金属由液态转变为固态晶体的转变过程.结晶潜热：金属结晶时从液相转变为固相放出的热量。

孕育期：当液态金属过冷至理论结晶温度以下的实际结晶温度时，晶核并末立即出生，而是经过了一定时间后才开始出现第一批晶核。

结晶开始前的这段停留时间称为孕育期。

近程有序：液态金属中微小范围内存在的紧密接触规则排列的原子集团。

远程有序：固态晶体中存在的大范围内的原子有序排列集团。

结构起伏（相起伏）：液态金属中不断变化着的近程有序原子集团。

晶胚：过冷液体中存在的有可能在结晶时转变为晶核的尺寸较大的相起伏。

形核率：单位时间单位体积液体中形成的晶核数目。

过冷度：金属的实际结晶温度与理论结晶温度之差。

均匀形核：液相中各个区域出现新相晶核的几率都相同的形核方式。

非均匀形核：新相优先出现于液相中的某些区域的形核方式。

变质处理：在浇注前向液态金属中加入形核剂以促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒的液态金属处理方法。

能量起伏：液态金属中各微观区的能量此起彼伏、变化不定偏离平衡能量的现象。

正温度梯度：液相中的温度随至界面距离的增加而提高的温度分布状况。

负温度梯度：液相中的温度随至界面距离的增加而降低的温度分布状况细晶强化：用细化晶粒来提高材料强度的方法。

晶粒度：晶粒的大小。

缩孔：液态金属凝固，体积收缩，不再能填满原来铸型，如没有液态金属继续补充而出现的收缩孔洞。

二、简答：1. 热分析曲线表征了结晶过程的哪两个重要宏观特征？答：过冷现象、结晶潜热释放现象2. 影响过冷度的因素有那些？如何影响的？答：金属的本性、纯度和冷却速度。

金属不同，过冷度的大小也不同；金属的纯度越高，则过冷度越大；冷却速度越大，则过冷度越大。

3. 决定晶体长大方式和长大速度的主要因素？1）界面结构；2）界面附近的温度分布；3）潜热的释放与逸散4. 晶体长大机制有哪几种？1）二维晶核长大机制；2）螺型位错长大机制；3）垂直长大机制5、结晶过程的普遍规律是什么？答：结晶是形核和晶核长大的过程6、均匀形核的条件是什么？答：①要有结构起伏与能量起伏；②液态金属要过冷，且过冷度必须大于临界过冷度；③结晶必须在一定温度下进行。

热处理原理工艺及设备引言热处理是一种对金属材料进行加热和冷却的工艺，主要目的是改变材料的力学性能和物理性能。

通过控制材料的加热和冷却过程，可以使材料具有更好的力学性能、耐磨性、韧性等特性。

本文将介绍热处理的原理、常用工艺以及相关设备。

热处理原理热处理的原理是通过对材料进行加热和冷却，改变材料的晶体结构和相变，从而改善材料的性能。

具体包括以下几个方面：固溶处理固溶处理是指将固态溶质溶解到固态基体中，形成固溶体的过程。

通过固溶处理，可以使材料中的晶体结构发生改变，提高材料的韧性和强度。

常见的固溶处理方法有均匀加热和快速冷却等。

相变处理相变处理是指材料的组织结构发生变化，固态相之间的相变。

通过相变处理，可以改变材料的硬度、强度和耐磨性等性能。

常见的相变处理方法有淬火、回火、时效等。

变形处理变形处理是指通过应力作用使材料发生塑性变形，调整材料的晶格结构，达到改变材料性能的目的。

常用的变形处理方法有冷加工、热加工和热拉伸等。

热处理工艺热处理工艺是指热处理过程中的具体技术措施和操作方法。

下面介绍几种常见的热处理工艺：淬火淬火是指将已加热至临界温度的材料迅速冷却至室温。

淬火可以使材料中的碳化物溶解在基体中，从而提高材料的硬度和强度。

淬火常用的冷却介质有水、油和空气等。

回火回火是指在淬火后，将材料加热至一定温度并保持一段时间后再进行冷却。

回火可以消除淬火产生的内应力，提高材料的塑性和韧性。

回火的温度、时间和冷却速度等参数可以根据材料的具体要求进行控制。

淬火-回火淬火-回火是一种综合应用淬火和回火的热处理工艺。

先进行淬火，使材料达到一定的硬度和强度，然后进行回火，使材料在硬度和韧性之间取得平衡。

时效处理时效处理是指将材料加热至一定温度并保持一段时间后再进行冷却。

时效处理可以使材料的粒子重新排列，提高材料的强度和稳定性。

时效处理常用于高强度合金材料的处理。

热处理设备热处理设备主要包括加热设备、冷却设备和控制设备等。

第一章金属的加热1、对流传热：热量的传递依靠发热体与工件之间流体的流动进行。

2、辐射传热：温度大于绝对零度的物体从表面放出波长为（0.4~40）×10-6m范围内的辐射能被另一物体吸收后变为热能。

3、传导传热：热量的传递仅靠传热物质质点间的相互碰撞。

4、强迫流动：用外加动力强制流体运动。

5、层流：强迫流动时流体沿着工件表面一层层有规则的流动。

6、紊流：流体的不规则运动。

7、随炉加热：即工件装入炉中后，随着炉子升温而加热，直至所需加热温度。

8、预热加热：即工件现在已升温至较低温度的炉子中加热，到温后再转移至预定工件加热温度的炉中加热至工件达到所要求的温度。

9、到温入炉加热：又称热炉装料加热，即先把炉子升到工件要求的加热温度，然后再把工件装入炉中进行加热。

10、高温入炉加热：即工件装入较工件要求加热温度高的炉内进行加热，直至工件达到要求温度。

11、内氧化：氧沿晶界或其他通道向内扩散，与晶界附近的Si、Mn等元素结合成氧化物的现象。

12、碳势：纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量。

13、露点：气氛中水蒸气开始凝结成雾的温度，即在一个大气压力下，气氛中水蒸气达到饱和状态时的温度。

14、半脱碳层：碳钢脱碳层组织自表面至中心，由铁素体加珠光体组织逐渐过渡到珠光体，再至相当于钢原始含碳量的退火组织。

15、全脱碳层：碳钢脱碳层区碳浓度分布曲线有突变，碳层组织表面为单一的铁素体区，向里为铁素体加珠光体逐渐过渡到相当于钢原始含碳量缓冷组织。

16、光亮热处理：工件热处理后，不因氧化等原因使工件表面颜色变暗，光洁度降低，而仍保持热处理前原来工件表面光亮状态。

17、保护气氛：在工件加热时保持其表面不氧化、脱碳的气氛。

18、吸热式气氛：用天然气、丙烷气、城市煤气及其他有机物质为原料，以一定的比例与空气混合，在装有镍触媒的高温（930~1050℃）炉内进行不完全燃烧而得的一种混合气体。

食品加工与保藏原理基本概念第二章食品热处理和杀菌1、食品热处理是食品加工与保藏中用于改善食品品质、延长食品贮藏期的最重要的处理方法之一。

主要作用是杀灭致病菌和其它有害的微生物，钝化酶类，破坏食品中不需要或有害的成分或因子，改善食品的品质与特性，以及提高食品中营养成分的可利用率、可消化性等。

当然，热处理也存在一定的负面影响，如对热敏性成分影响较大，也会使食品的品质和特性产生不良的变化，加工过程消耗的能量较大。

2、工业烹饪一般作为食品加工的一种前处理过程，通常是为了提高食品的感官质量而采取的一种处理手段。

烹饪通常有煮、焖（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤等几种形式3、焙烤焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的单元操作，它们都是以高温热来改变食品的食用特性。

两者的区别在于烘焙主要用于面制品和水果，而烧烤主要针对肉类、坚果和蔬菜。

焙烤也可达到一定的杀菌和降低食品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性，但焙烤食品的贮藏期一般较短，结合冷藏和包装可适当地延长贮藏期。

4、油炸主要是为了提高食品的食用品质而采用的一种热处理手段。

通过油炸可以产生油炸食品特有的色香味和质感。

油炸处理也有一定的杀菌、灭酶和降低食品水分活性的作用。

油炸食品的的贮藏性主要由油炸后食品的水分活性所决定。

5、热烫又称烫漂、杀青、预煮。

主要应用于蔬菜和某些水果，通常是蔬菜和水果冷冻、干燥或罐藏前的一种前处理工序。

6、热挤压挤压是将食品物料放入挤压机中，物料在螺杆的挤压下被压缩并形成熔融状态，然后在卸料端通过模具出口被挤出的过程。

热挤压则是指食品物料在挤压的过程中还被加热。

7、热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式。

根据要杀灭微生物的种类的不同可分为巴氏杀菌（Pasteurisation）和商业杀菌（Sterilization）。

杀菌的方法通常以压力、温度、时间、加热介质和设备、以及杀菌和装罐密封的关系等来划分，以压力划分可分为常压杀菌和加压杀菌；杀菌的加热介质可以是热水、水蒸气、水蒸气和空气的混合物以及火焰等。

热处理技术基础知识培训课程大纲课程大纲：第一部分：热处理特殊需求第一章：热处理特殊需求介绍1、特殊过程定义2、顾客特殊要求——戴姆勒克莱斯勒汽车公司——福特汽车公司——通用汽车公司第二章：供应商热处理策略介绍1、热处理供应商开发2、热处理工艺的开发3、供应商数据库建立4、供应商持续改进5、一流热处理供应商第二部分：热处理基本知识及原理第一章：金属材料的各项性能1、金属材料的物理性能2、金属材料的化学性能3、金属材料的机械性能——弹性、塑性、强度、硬度、韧性、疲劳、断裂韧性、4、金属材料的工艺性能—铸造性能—锻压性能—热处理性能—焊接性第二章：金属学基础知识介绍—晶体—晶格—晶格类型—晶粒—晶体类型—铁的同素异构现象—铁碳合金—铁碳合金相图—铁碳合金分类—钢—白口铸铁第三章：金属热处理工艺概述——热处理基本原理——钢在加热时的转变——钢在冷却时的转变——等温转变——热处理工艺的分类——退火——完全退火——不完全退火——等温退火——球化退火——均匀化（扩散）退火——再结晶退火——中间软化退火——正火——淬火——回火——表面淬火——化学热处理——铝的热处理第四章：金属热处理设备介绍1、主要设备2、辅助设备第五章：金属热处理关键参数1、热处理产品特性2、热处理过程特性3、热处理性能指标第六章：金属热处理失效预防1、热处理参数选择2、典型失效原因分析3、脆性第三部分：热处理工艺过程开发1、热处理工程规范的识别2、热处理FMEA的开发3、热处理控制计划的建立4、热处理现场作业指导书5、热处理现场记录设备点检第四部分：CQI-9热处理系统评审的要求——此部分详细内容见CQI——9课程大纲。