热处理的四个阶段

二、钢的热处理金属材料在固体范围内进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，获得所需性能的一种方法称热处理。

热处理的种类很多，根据其目的、加热和冷却方法的不同，可以分为：普通热处理、表面热处理及其他热处理方法。

普通热处理有退火、正火、淬火、回火；表面热处理有表面淬火（感应加热、火焰加热等）、化学热处理（渗碳、渗氮等）；其他热处理有真空热处理、变形热处理和激光热处理等。

热处理方法虽然很多，但都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，通常用热处理工艺曲线表示。

图１-34 热处理工艺曲线示意图一、钢的普通热处理根据加热及冷却的方法不同，获得金属材料的组织及性能也不同。

普通热处理可分为退火、正火、淬火和回火四种。

普通热处理是钢制零件制造过程中非常重要的工序。

退火1．退火工艺及其目的退火是将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，实际生产中常采取随炉冷却的方式。

退火的主要目的：①降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能；②均匀钢的化学成分和组织；③消除内应力。

2．常用退火工艺方法根据处理的目的和要求的不同，钢的退火可分为完全退火、球化退火和去应力退火等。

表1-4 为主要退火工艺方法及其应用。

表1-4 常用退火方法的工艺、目的与应用名称工艺目的应用完全退火将钢加热至Ac 3 以上30～50℃，保温一定时间，炉冷至室温（或炉冷至600℃以下，出炉空冷）细化晶粒，消除过热组织，降低硬度和改善切削加工性能主要用于亚共析钢的铸、锻件，有时也用于焊接结构球化退火将钢加热至Ac 1 以上20～40℃，保温一定时间，炉冷至室温，或快速冷至略低于Ar 1 温度，保温后出炉空冷，使钢中碳化物球状化的退火工艺使钢中的渗碳体球状化，以降低钢的硬度，改善切削加工性，并为以后的热处理做好组织准备。

若钢的原始组织中有严重的渗碳体网，则在球化退火前应进行正火消除，以保证球化退火效果主要用于共析钢和过共析钢均匀化退火（扩散退火）将钢加热到略低于固相线温度（Ac 3 或Ac cm 以上150~300℃），长时间保温（10~15h），随炉冷却。

详解正火、淬火、回火、退火工艺过程金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

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。

正如有些人说，机械加工是外科，热处理就是内科，代表一个国家制造业的核心竞争力。

工艺过程热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。

这些过程互相衔接，不可间断。

（加热）金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。

因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。

加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。

另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。

（保温）采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

（冷却）冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。

工艺分类金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。

根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。

同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。

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，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

固溶热处理的步骤
固溶热处理是一种常用的金属材料处理方法，通过加热和保温过程，使金属内部的固溶体完全溶解，在控制冷却过程中形成新的组织结构，从而改善材料的性能。

下面将介绍固溶热处理的步骤及其作用。

第一步：加热阶段
首先是加热阶段。

在固溶热处理过程中，需要将金属样品置于专用的炉子或熔炉中，通过设定一定的温度和时间来进行加热。

加热的目的是使金属内部的固溶体达到一定的温度，使其逐渐溶解。

第二步：保温阶段
加热到一定温度后，进入保温阶段。

保温是固溶热处理的关键步骤之一，通过在一定温度下保持一定时间，让金属内部的晶粒逐渐生长、重排，使固溶体中的溶质原子能够均匀的分布在基体中，达到固溶均匀的效果。

第三步：冷却阶段
当保温时间到达后，开始进行冷却阶段。

在固溶热处理中，冷却速率对最终组织结构和性能具有重要影响。

适当的冷却速率能够促使新相的形成，进一步提高材料的强度和硬度。

第四步：淬火或固溶体析出
在固溶热处理完成后，有时需要进行淬火或固溶体析出等后续处理来进一步调节材料的性能。

淬火是让金属急速冷却，以形成高强度和硬度的金相组织；而固溶体析出则是在一定温度下使溶质原子从固溶体中析出形成新的相，改善材料的性能。

总结
固溶热处理是一种重要的金属材料处理方法，通过一系列的加热、保温、冷却等步骤，可以改善材料的晶粒结构、提高硬度和强度，使材料具有更优异的物理和化学性能。

合理控制固溶热处理的步骤和条件，是保证材料性能稳定性的关键，也是实现材料优化的重要手段。

h13热处理淬火硬度热处理是一种通过控制金属材料的温度和冷却速度来改变其性能的方法。

其中，热处理淬火是一种常见的加工方法，它可以使材料的硬度和强度大幅提高，适用于一些要求高强度、高硬度的机械构件的生产。

一、热处理淬火的基本原理热处理淬火的基本原理是通过快速冷却的方法将高温下的金属材料迅速冷却，使其达到亚稳态组织状态，从而产生较高的硬度和强度。

淬火的基本过程是将材料升温至一定温度后，快速冷却，以达到很高的淬火硬度。

淬火后的金属材料具有极高的强度和硬度，但也会降低其韧性和延展性。

淬火可分为油淬火、水淬火和气淬火三种方式。

其中，水淬火是最常见的淬火方式，因其冷却速度最快，可以得到最高的淬火硬度。

而油淬火的冷却速度较慢，所以淬火硬度相对较低。

气淬火则是利用高速气流将金属材料迅速冷却的方法，可以得到较高的淬火硬度，并保持较好的韧性。

二、热处理淬火的过程热处理淬火的过程可以分为加热、保温、淬火和回火四个阶段。

1.加热阶段在加热阶段，需要将金属材料加热至一定温度。

加热温度的选择要考虑金属材料的化学成分、组织状态和机械性能等因素。

在加热时需要尽量控制加热速度，防止材料发生变形或烧损，同时也要避免加热温度过高，导致晶格结构破坏或品质受损。

2.保温阶段在加热达到目标温度后，需要进行保温处理，以使材料达到均匀的温度分布。

保温时间的长短取决于材料的型号、规格和加热温度等因素。

3.淬火阶段在保温一定时间后，需要将金属材料迅速冷却。

在淬火过程中，淬火介质的选择和冷却速度都会影响淬火硬度。

目前常用的淬火介质有水、油、气体和盐浴等。

其中，水是速度最快的淬火介质，可以得到最高的淬火硬度。

4.回火阶段淬火后的金属材料往往过于脆硬，其韧性和延展性都比较差。

为了改善这种情况，需要进行回火处理。

回火是指将淬火后的材料加温到一定的温度，保温一定的时间，且在一定晶粒度下进行冷却的过程。

回火后的金属材料硬度、强度都会有所降低，但同时韧性和延展性也会有所提高。

热处理手册2二、热处理基础知识1.热处理定义：热处理是利用加热和冷却的手段，改变金属材料的内部结构，以获得所需物理和机械性能的一种工艺方法。

2.热处理的基本过程：热处理一般包括加热、保温和冷却三个阶段。

（1）加热：将金属材料加热到一定温度，使其发生一定的相变。

（2）保温：保持金属材料在一定的温度下一段时间，以促进内部结构的转变。

（3）冷却：将金属材料冷却到室温，使其相变完成，获得所需的物理和机械性能。

3. 热处理的基本类型：根据加热和冷却方式的不同，热处理可分为以下几种基本类型：（1）退火：将金属材料加热到一定温度，保持一段时间，然后缓慢冷却到室温。

退火可消除金属材料的内应力，提高其塑性和韧性。

（2）正火：将金属材料加热到一定温度，保持一段时间，然后空冷或风冷。

正火可细化金属材料的晶粒，提高其强度和硬度。

（3）淬火：将金属材料加热到一定温度，保持一段时间，然后快速冷却。

淬火可提高金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

（4）回火：将淬火后的金属材料加热到一定温度，保持一段时间，然后缓慢冷却。

回火可消除淬火产生的内应力，提高金属材料的塑性和韧性。

4. 热处理工艺参数：热处理工艺参数包括加热温度、保温时间、冷却速度等，这些参数的选择直接影响到热处理效果。

5.热处理设备：常见的热处理设备包括电炉、盐浴炉、马弗炉等。

三、热处理操作规程1.操作前准备：检查热处理设备是否正常，准备好所需的工具和材料。

2.操作步骤：按照热处理的基本过程进行操作，注意控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数。

3.操作后处理：热处理完成后，检查金属材料是否符合要求，记录好热处理数据，清理现场。

四、热处理注意事项1.操作人员必须经过培训合格后才能进行热处理操作。

2.热处理过程中要注意安全，不要接触高温金属和熔融金属。

3.操作结束后要及时清理现场，确保安全卫生。

铝合金热处理t1至t6引言铝合金热处理是制造业中常用的一种工艺，通过热处理可以改善铝合金的力学性能和耐腐蚀性能，提高产品的质量和使用寿命。

本文将介绍铝合金热处理过程中的六个阶段，即t1至t6，并详细探讨每个阶段的目的、方法和影响因素。

t1阶段：固溶处理目的固溶处理是铝合金热处理过程中的第一个阶段，其主要目的是使合金中的硬质相（例如硬化相、析出相等）溶解到基体中，从而达到均匀固溶的目的。

方法固溶处理是在固溶温度下进行的，一般为合金的固相区域。

固溶处理常用的方法有两种：急冷和慢冷。

急冷可以增加固溶度，但可能引起变形和内应力；慢冷可以减轻变形和内应力，但固溶度较低。

影响因素固溶处理的效果受到多种因素的影响，包括固溶温度、固溶时间和冷却速度等。

较高的固溶温度和适当的固溶时间可以增加溶解度，而较快的冷却速度可以提高合金的强度。

t2阶段：淬火处理目的淬火处理是铝合金热处理过程中的第二个阶段，其主要目的是通过快速冷却使合金中的溶质迅速固溶，以增加合金的硬度和强度。

淬火处理一般使用水或其他冷却介质进行。

通过快速冷却，合金中的溶质无法析出形成稳定的析出相，从而增加合金的强度。

影响因素淬火处理的效果受到多种因素的影响，包括冷却介质的选择、冷却速度和冷却时间等。

适当选择冷却介质、控制冷却速度和冷却时间可以获得理想的淬火效果。

t3阶段：弥散处理目的弥散处理是铝合金热处理过程中的第三个阶段，其主要目的是通过合金的再固溶使其组织由固溶相+重析出相变为固溶相+细小析出相，从而提高合金的强度和耐磨性。

方法弥散处理一般在较低的温度下进行，通过再固溶使合金中的析出相变得更加细小、均匀。

影响因素弥散处理的效果受到多种因素的影响，包括再固溶温度、再固溶时间和再固溶速率等。

适当选择再固溶温度和控制再固溶时间和速率可以获得理想的弥散处理效果。

t4阶段：时效处理目的时效处理是铝合金热处理过程中的第四个阶段，其主要目的是通过在适当温度下保持合金一定时间，使析出相成熟和再结晶，从而提高合金的强度和韧性。

钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。

常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。

正火又称常化，是将工件加热至Ac3(Ac₃是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度)或Accm(Accm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。

其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。

正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。

另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。

正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。

②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。

③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。

④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。

⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。

⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。

正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。

正火主要用于钢铁工件。

一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。

有些临界冷却速度（见淬火）很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。

与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。

钢正火后的硬度比退火高。

正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。

模具的热处理
模具热处理是模具制造中不可或缺的一环。

模具热处理主要是针对金属材料进行的一种加热和冷却处理，通过改变材料的组织结构和性能，从而达到提高模具耐磨性、延长使用寿命等目的。

模具热处理主要分为四个步骤：加热、保温、冷却和回火。

其中加热和冷却是最关键的两个步骤，也是决定加工效果的关键因素。

在加热过程中，要根据模具的材料、形状和尺寸来确定加热温度和时间。

通常情况下，加热温度会比材料的转变温度高出一定的范围，以确保材料充分加热并达到理想的组织结构。

同时，加热时间也要足够长，以确保整个模具达到相同的温度，从而避免热应力的产生。

保温阶段是为了让模具内部的温度充分均匀化和稳定化。

保温时间取决于模具的厚度和体积，通常情况下，保温时间为每毫米厚度需要1分钟。

在冷却阶段，要根据模具的材料和要求来选择冷却方式。

通常情况下，冷却方式有水淬、油淬、空气冷却等。

需要注意的是，冷却速度过快会使材料出现变形、裂纹等问题，因此冷却速度也需要适当控制。

回火是为了缓解模具在热处理过程中所产生的残余应力，使模具更加稳定和坚固。

回火温度和时间也需要根据材料的类型和要求来确
定。

在模具热处理过程中，需要严格控制各个环节的参数和工艺，以确保模具的质量和性能。

同时，还需要对热处理过程中产生的气体、污染物等进行处理，以保证环境的安全和健康。

模具热处理是模具制造中不可或缺的一环，通过合理的加热和冷却方式，可以改变模具的组织结构和性能，从而达到提高模具耐磨性、延长使用寿命等目的。

在实际操作中，需要严格控制各个环节的参数和工艺，以确保模具的质量和性能。

5083常用的热处理5083铝合金是一种常用的铝合金材料，具有优良的耐腐蚀性和焊接性能。

为了进一步提高5083铝合金的性能，常常需要进行热处理。

热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，改变其微观结构和性能的方法之一。

热处理可以分为四个阶段：加热、保温、冷却和时效。

首先是加热阶段，5083铝合金的加热温度通常在450℃至500℃之间。

在这个温度范围内，材料的晶粒开始长大，内部的应力也会得到释放。

加热时间的长短取决于材料的厚度和加热设备的性能。

加热完成后，进入保温阶段。

在保温阶段，材料的温度保持在加热温度的范围内，一般为2至4小时。

这个过程中，材料的组织结构逐渐稳定，并且达到均匀的晶粒尺寸。

接下来是冷却阶段，冷却速度对5083铝合金的性能有着重要的影响。

通常情况下，快速冷却可以获得较高的强度和硬度，但也容易引起材料的变形和裂纹。

因此，在冷却过程中需要根据具体情况进行合理控制，以获得最佳的性能。

最后是时效阶段，也称为自然时效。

5083铝合金在室温下经过一段时间的自然时效，可以进一步提高其强度和硬度。

时效时间一般为24至48小时，过长或过短都会影响到材料的性能。

热处理后的5083铝合金具有较高的强度和硬度，同时仍然保持着良好的耐腐蚀性和焊接性能。

这使得5083铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造和海洋工程等领域。

总结起来，5083铝合金的热处理过程包括加热、保温、冷却和时效四个阶段。

通过合理控制这些阶段的参数，可以改善5083铝合金的性能，满足不同领域对材料性能的需求。

热处理后的5083铝合金具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和焊接性能，适用于各种要求高强度和耐腐蚀性的工程应用。