常见的金属表面热处理过程

金属表面处理的种类及工艺1、表面处理工艺简介：利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法，称为表面处理工艺。

表面处理的作用：提高表面耐蚀性和耐磨性，减缓、消除和修复材料表面的变化及损伤；使普通材料获得具有特殊功能的表面；节约能源、降低成本、改善环境。

2、金属表面处理工艺分类：总共可以分为4大类：表面改性技术、表面合金化技术、表面转化膜技术和表面覆膜技术。

一、表面改性技术1、表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。

表面淬火的主要方法有火焰淬火和感应加热，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰等。

2、激光表面强化激光表面强化是用聚焦的激光束射向工件表面，在极短时间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度，又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。

激光表面强化可以分为激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔覆处理等。

激光表面强化的热影响区小，变形小，操作方便，主要用于局部强化的零件，如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。

3、喷丸喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形而实现强化的一种技术。

作用：提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等；用于表面消光、去氧化皮；消除铸、锻、焊件的残余应力等。

4、滚压滚压是在常温下用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面，并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形、硬化，以获得准确、光洁和强化的表面或者特定花纹的表面处理工艺。

应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件。

5、拉丝拉丝是指在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的表面处理方法称为金属拉丝工艺。

金属热处理的原因及过程热处理是将一固态金属以一定的方式加热和冷却以得到想要的状态或性能的过程。

一、热处理的原因1、去应力，例如在加工零件的过程中产生的应力；2、细化制造零件的钢的晶粒组织；3、通过增加零件表面硬度的方式来增加表面耐磨性，同时，通过保留软而易延展的心部来增加冲击抗性；4、提升便宜钢种的性能，使之能够替代昂贵钢种，从而降低给定应用下的材料成本；5、通过赋予高强度和高塑性的综合性能来增加韧性，以加强冲击强度；6、改善工具钢的切削性能；7、改善电气性能；8、改变或调整磁性；热处理过程的几个关键组成摘要如下：正火（正常化）、退火、去应力、表面硬化、淬火/淬火剂、回火、（冰）冷处理、炉内气氛。

二、热处理过程1、正火“正常化”这个词并不能表征这个工艺的本质。

更准确地说，它是一个均匀化或晶粒细化处理，旨在使零件各处的组成一致。

从热学概念上讲，正火是一个在奥氏体化加热段之后于静止或微风中冷却的过程。

典型地，工件被加热到Fe-Fe3C相图上临界点以上大约55℃，这个工艺加热的时候必须得到均匀的奥氏体相。

实际采用的温度取决于钢的成分，但是通常在870℃左右。

由于铸钢（译者注：指钢锭）的固有特性，正火通常会在铸锭加工前、在钢铸件和锻件硬化前进行。

空淬硬化钢不归为正火钢，因为它们不会得到正火钢典型的珠光体显微组织。

2、退火退火这个词代表一个类，指的是在适宜温度加热并保温、然后再适当速度冷却的处理方法，主要用来软化金属，同时产生想要的其它性能或显微组织的改变。

退火的原因包括改善切削性能、易于冷加工、改善机械性能或电性能，以及增加尺寸稳定性等。

在铁基合金中，通常会在上临界温度以上进行退火，但是时间-温度的搭配，在温度区间和冷速上变化很广，取决于钢的成分、状态和想要的结果。

当没有限制词而单单讲退火这个词的时候，默认是完全退火。

当去应力是唯一目的时，这个过程会称为去应力或去应力退火。

在完全退火的时候，钢被加热到A3（亚共析钢）或A1（过共析钢）以上90~180℃，然后缓冷，使材料易于切削或弯曲。

金属合金热处理方法及其要求
金属合金热处理是一种通过加热和冷却的方法来改变金属合金的物理和化学性质的过程。

下面将介绍一些常见的热处理方法及其要求。

1. 退火：退火是将金属合金加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。

它的目的是消除内部应力、改善金属的塑性和韧性，并提高金属的机械性能。

退火温度和时间应根据合金的成分和要求进行控制。

2. 固溶处理：固溶处理是将某些合金元素溶解到金属基体中，然后迅速冷却以形成固溶体。

这种处理方法能够提高合金的强度和硬度。

固溶处理温度和时间的选择应根据合金的成分和固溶度曲线进行。

3. 淬火：淬火是将金属合金加热到临界温度以上，然后迅速冷却。

它的目的是形成马氏体或贝氏体结构，从而提高合金的硬度和强度。

淬火过程中的冷却速度需要合理控制，以避免产生过多应力和开裂。

4. 回火：回火是将淬火后的合金加热到较低的温度，然后保温一段时间后冷却。

回火的目的是降低合金的硬度和脆性，提高其韧性。

回火温度和时间应根据具体合金的要求进行选择。

5. 等温处理：等温处理是将金属合金在一定温度下保温一定时间，并进行适当的冷却。

这种处理方法可用于形成细小均匀的晶粒结构，提高合金的韧性和耐磨性。

以上是金属合金热处理的一些常见方法及其要求。

在实际应用中，需要根据具体合金的成分、要求以及工艺条件等因素来选择合适的热处理方法，并进行严格的控制和监测，以确保得到理想的热处理效果。

按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。

1.退火：退火是将铸钢件加热到Ac3以上20~3（FC,保温一定时间，冷却的热处理工艺。

退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。

碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。

适用于所有牌号的铸钢件。

2,正火：正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30~50。

C保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。

正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也是作为以后热处理的预备处理。

正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。

经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。

一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。

正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。

3淬火：淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后（AC。

或Ac•以上），保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。

常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。

铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数:Q）淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。

原则上,亚共析铸钢淬火温度为Ac o以上20~30℃,常称之为完全淬火。

共析及过共析铸钢在Ac o以上30~50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。

这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。

（2）淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。

为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。

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。

金属材料热处理方法有几种各有什么特点金属材料热处理方法有退火、谇火及回火，渗碳、氮化及氰化等。

(1) 退火处理退火处理按工艺温度条件的不同，可分为完全退火、低温退火和正火处理。

①完全退火是把钢材加热到Ac3 (此时铁素体开始溶解到奥氏体中，指铁碳合金平衡图中Ac3，即临界温度）以上2030℃，保温一段时间后，随炉温缓冷到400500(，然后在空气中冷却。

完全退火适用于含碳量小于%的铸造、锻造和焊接件。

目的是为了通过相变发生重结晶，使晶粒细化，减少或消除组织的不均匀性，适当降低硬度，改善切削加工性，提高材料的韧性和塑性，消除内应力。

② 低温退火是一种消除内应力的退火方法。

对钢材进行低温退火时.先以缓慢速度加热升温至500600匸，然后经充分的保温后缓慢降温冷却。

低温退火（消除内应力退火）主要适用于铸件和焊接件，是为了消除零件铸造和焊接过程中产生的内应力，以防止零件在使用工作中变形。

采用这种退火方法，钢材的结晶组织不发生变化。

③ 正火是退火处理中的一种变态，它与完全退火不同之处在于零件的冷却是在静止的空气中，而不是随炉缓慢降温冷却。

正火处理后的晶粒比完全退火更细，增加了材料的强度和韧性，减少内应力，改善低碳钢的切削性能。

正火处理主要适合那些无需调质和淬火处理的一般零件和不能进行淬火和调质处理的大型结构零件。

正火时钢的加热温度为753900°C。

(2) 淬火及回火处理淬火可分整体淬火和表面淬火，淬火后的钢一般都要进行回火。

回火是为了消除或降低淬火钢的残余应力，以使淬火后的钢内纟且织趋于稳定。

钢材淬火后为了得到不同的硬度，回火温度可采用几种温度段。

① 淬火后低温回火目的是为了降低钢中残余应力和脆性、而保持钢淬火后的高硬度和耐磨性，硬度在HRC5864范围内。

适合于各种工具、渗碳零件和滚动轴承。

回火温度为150250匸。

② 淬火后中温回火目的是为了保持钢材有一定的韧性、在此基础上提高其弹性和屈服极限。

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。

常用金属材料热处理规范热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺方法，使金属材料在固态下发生化学、物理或机械性能变化的过程。

热处理可以提高金属材料的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，从而满足具体的应用要求。

下面将介绍几种常用金属材料的热处理规范。

1.碳钢的退火处理碳钢是最常见的金属材料之一，经过退火处理后可以提高其塑性和韧性。

通常将碳钢加热至800-900°C，保温时间由材料厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。

然后将材料冷却到室温，这样可以得到具有良好塑性和韧性的碳钢。

2.不锈钢的固溶处理不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，但在焊接后会出现晶间腐蚀的问题。

固溶处理是为了解决晶间腐蚀问题而进行的热处理过程。

通常将不锈钢加热至1050-1150°C，保温时间取决于材料的厚度。

然后将材料迅速冷却到室温，这样可消除晶界处的过饱和元素，减少晶界的碳化物析出，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。

3.铸铁的正火处理铸铁是一种含碳量较高的金属材料，通过正火处理可以提高其硬度和强度。

通常将铸铁加热至850-950°C，保温时间由材料的厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。

然后将材料冷却到室温。

正火处理可以改善铸铁的组织和性能，提高其机械性能。

4.铝合金的时效处理铝合金具有良好的强度和韧性，但在加工过程中可能会出现软化现象。

时效处理是为了提高铝合金的强度和稳定性的热处理过程。

通常将铝合金加热至150-200°C，保温时间由材料的合金组成决定，通常是几小时至几十小时。

然后将材料迅速冷却到室温。

以上是几种常用金属材料的热处理规范，不同的金属材料可能需要不同的热处理工艺。

在进行热处理时，需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以保证热处理的效果。

同时，需要根据具体应用要求选择适当的热处理工艺，以获得期望的材料性能。

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。