第九章+金属热处理工艺

金属热处理原理与工艺pdf
金属热处理是通过加热和冷却金属，以改变其物理和机械性能的过程。

具体的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。

退火是将金属加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除金属内部应力和晶体缺陷，提高其延展性和韧性。

正火是将金属加热至临界温度，保持一段时间，然后以适当速度冷却，以使金属完全转变为马氏体，提高其硬度和强度。

淬火是将金属加热至临界温度，然后迅速冷却，以使金属快速转变为马氏体，并通过淬火介质的选择来控制金属的组织和性能。

回火是在淬火后将金属加热至较低的温度，保持一段时间，然后冷却，以降低金属的脆性，提高其韧性和塑性。

金属热处理工艺需要控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以确保金属的组织和性能达到所需的要求。

同时，不同金属和不同工件形状也需要采用不同的热处理工艺。

热处理过程中严禁出现过热、过冷、过度保持时间和不均匀冷却等情况，以免引起金属组织和性能的不均匀性。

总之，金属热处理通过控制金属的加热和冷却过程，可以改善金属的力学性能，提高其使用寿命和适应不同工程需求的能力。

第九章钢的热处理原理第十章钢的热处理工艺1,.金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？答：金属固态相变主要特点：1、不同类型相界面，具有不同界面能和应变能2、新旧相之间存在一定位向关系与惯习面 3、相变阻力大4、易于形成过渡相5、母相晶体缺陷对相变起促进作用6、原子的扩散速度对固态相变起有显著影响…..阻力：界面能和弹性应变能2、何为奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢的性能的影响。

答：奥氏体晶粒度是指奥氏体晶粒的大小。

金属的晶粒越细小,晶界区所占的比例就越大，晶界数目越多（则晶粒缺陷越多，一般位错运动到晶界处即停），在金属塑变时对位错运动的阻力越大，金属发生塑变的抗力越大，金属的强度和硬度也就越高。

晶粒越细，同一体积内晶粒数越多，塑性变形时变形分散在许多晶粒内进行，变形也会均匀些，虽然多晶体变形具有不均匀性，晶体不同地方的变形程度不同，位错塞积程度不同，位错塞积越严重越容易导致材料的及早破坏，晶粒越细小的话，会使金属的变形更均匀，在材料破坏前可以进行更多的塑性变形，断裂前可以承受较大的变形，塑性韧性也越好。

所以细晶粒金属不仅强度高，硬度高，而且在塑性变形过程中塑性也较好。

3..珠光体形成时钢中碳的扩散情况及片,粒状珠光体的形成过程?4、试比较贝氏体转变、珠光体转变和马氏体转变的异同。

答：从以下几个方面论述：形成温度、相变过程及领先相、转变时的共格性、转变时的点阵切变、转变时的扩散性、转变时碳原子扩散的大约距离、合金元素的分布、等温转变的完全性、转变产物的组织、转变产物的硬度几方面论述。

试比较贝氏体转变与珠光体转变的异同点。

对比项目珠光体贝氏体形成温度高温区（A1以下）中温区（Bs以下）转变过程形核长大形核长大领先相渗碳体铁素体转变共格性、浮凸效应无有共格、表面浮凸转变点阵切变无有转变时扩散Fe、C均扩散Fe不扩散、C均扩散转变合金分布通过扩散重新分布不扩散等温转变完全性可以不一定转变组织α+Fe3C α+Fe3C （上贝氏体）α+ε—Fe3C（下贝氏体）转变产物硬度低中5..珠光体、贝氏体、马氏体的特征、性能特点是什么？片状P体，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好；粒状P体，Fe3C颗粒越细小，分布越均匀，合金的强度越高。

金属热处理原理与工艺金属热处理是指对金属材料进行加热处理来改变其组织结构和性质的一种方法。

这种方法可以通过控制加热温度和保温时间等参数来实现不同的处理效果。

金属热处理可以改善金属的硬度、强度、韧性、延展性、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而满足不同的工业应用需求。

金属热处理的原理金属热处理的原理基于金属的组织结构和性质随温度的变化而变化。

当金属材料受到热加工时，温度升高会导致金属晶粒的尺寸增加，晶粒之间的间距变大，这使得金属的塑性和韧性增加。

而当金属材料受到冷加工时（如锻造、轧制），由于冷加工过程中金属材料处于冷却状态，因此晶粒不会发生明显的变形，而是保持原来的晶粒组织。

这种组织结构会使金属变得更加硬而脆，但相应的韧性和延展性会降低。

金属热处理的工艺金属热处理的工艺包括加热、保温和冷却等步骤。

根据不同的处理效果，这些步骤的温度和时间可以做出相应的调整。

以下是几种常见的金属热处理方法：1. 灭火处理：灭火处理是指将金属加热至高温后迅速冷却至室温的处理过程。

这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其硬度和强度。

灭火处理通常适用于需要较高硬度和强度的金属制品。

2. 固溶处理：固溶处理是指将金属加热至一定温度后进行保温，使固态的金属中的固溶体中的扰动原子可以逸出到基体里。

这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其韧性和延展性。

固溶处理通常适用于需要具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属制品。

3. 时效处理：时效处理是指将金属加热至一定温度进行保温，然后迅速冷却后再进行再加热保温的过程。

这种处理可以使金属的晶粒长大并沉淀出一些固相化合物，从而提高金属的强度和硬度。

时效处理通常适用于需要高强度和高韧性的金属制品。

4. 钝化处理：钝化处理是指将金属制品加热至一定温度后，在空气或氧化性环境中，使其表面形成一层韧性较强的氧化皮。

这种处理可以使金属制品具有较好的耐腐蚀性。

金属热处理是一种重要的金属加工工艺，可以通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数来实现不同的处理效果，以满足不同的工业应用需求。

金属材料热处理工艺（详细工序及操作手法）一、热处理的定义热处理是指金属在固态下经加热、保温和冷却，以改变金属的内部组织和结构，从而获得所需性能的一种工艺过程。

热处理的三大要素:①加热（ Heating）目的是获得均匀细小的奥氏体组织。

②保温（Holding）目的是保证工件烧透，并防止脱碳和氧化等。

③冷却（Cooling）目的是使奥氏体转变为不同的组织。

热处理后的组织加热、保温后的奥氏体在随后的冷却过程中，根据冷却速度的不同将转变成不同的组织。

不同的组织具有不同的性能。

二、热处理工艺1.退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30-50度或Ac1+30-50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。

2.正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Acm 以上30-50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。

对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。

对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。

3.淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。

目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。

应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

《金属工艺学》授课教案第一章：金属学基础1.1 金属的晶体结构1.2 金属的塑性变形与再结晶1.3 金属的物理性能1.4 金属的化学性能第二章：金属的加工工艺2.1 铸造工艺2.2 锻造工艺2.3 焊接工艺2.4 热处理工艺第三章：金属的性能检测与测试3.1 硬度测试3.2 韧性测试3.3 疲劳强度测试3.4 腐蚀速率测试第四章：金属的失效与保护4.1 金属的磨损与疲劳失效4.2 金属的腐蚀与氧化失效4.3 金属的裂纹与断裂失效4.4 金属的防护与修复第五章：金属材料的选择与应用5.1 金属材料的选用原则5.2 常用金属材料的性能与应用5.3 新型金属材料的发展趋势5.4 金属材料在工程中的应用案例分析第六章：金属的铸造工艺6.1 铸造工艺的基本原理6.2 铸造方法及其特点6.3 铸造合金的性能及应用6.4 铸造过程中的常见问题及解决方法第七章：金属的锻造工艺7.1 锻造工艺的基本原理7.2 锻造方法及其特点7.3 锻造合金的性能及应用7.4 锻造过程中的常见问题及解决方法第八章：金属的焊接工艺8.1 焊接工艺的基本原理8.2 焊接方法及其特点8.3 焊接材料的选用及性能8.4 焊接过程中的常见问题及解决方法第九章：金属的热处理工艺9.1 热处理工艺的基本原理9.2 热处理方法及其特点9.3 热处理对金属性能的影响9.4 热处理过程中的常见问题及解决方法第十章：金属工艺学的实际应用10.1 金属工艺学在工程领域的应用10.2 金属工艺学在制造业中的应用10.3 金属工艺学在材料科学领域的发展10.4 金属工艺学在日常生活中的应用重点和难点解析一、金属的晶体结构金属的晶体结构是金属学的基础，理解不同类型的晶体结构（如面心立方、体心立方、密排六方等）以及它们对金属性能的影响是本课程的重点。

二、金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形机制（如滑移、孪生等）以及再结晶过程是理解金属加工的基础。

如何通过控制变形和热处理工艺来优化金属的性能是本章的重点。