⾦属材料及热处理的基本知识⾦属材料及热处理的基本知识⾦属热处理是将⾦属⼯件放在⼀定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持⼀定时间后，⼜以不同速度冷却的⼀种⼯艺。
⾦属热处理是机械制造中的重要⼯艺之⼀，与其它加⼯⼯艺相⽐，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。
为使⾦属⼯件具有所需要的⼒学性能、物理性能和化学性能，除合理选⽤材料和各种成形⼯艺外，热处理⼯艺往往是必不可少的。
钢铁是机械⼯业中应⽤最⼴的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是⾦属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合⾦也都可以通过热处理改变其⼒学、物理和化学性能，以获得不同的使⽤性能。
⾦属热处理的⼯艺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。
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。
“表⾯热处理是只加热⼯件表层，以改变其表层⼒学性能的⾦属热处理⼯艺。
为了只加热⼯件表层⽽不使过多的热量传⼊⼯件内部，使⽤的热源须具有⾼的能量密度，即在单位⾯积的⼯件上给予较⼤的热能，使⼯件表层或局部能短时或瞬时达到⾼温。
表⾯热处理的主要⽅法有⽕焰淬⽕和感应加热热处理，常⽤的热源有氧⼄炔或氧丙烷等⽕焰、感应电流、激光和电⼦束等。
化学热处理是通过改变⼯件表层化学成分、组织和性能的⾦属热处理⼯艺。
化学热处理与表⾯热处理不同之处是后者改变了⼯件表层的化学成分。
化学热处理是将⼯件放在含碳、氮或其它合⾦元素的介质(⽓体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从⽽使⼯件表层渗⼊碳、氮、硼和铬等元素。
预备热处理和最终热处理在金属材料加工过程中，热处理是必不可少的步骤，它可以改变材料的内部结构，进而改变材料的物理和机械性能。
根据处理的目的和效果，热处理可以分为预备热处理和最终热处理。
一、预备热处理预备热处理主要在加工的早期阶段进行，它的主要目的是为后续的加工过程做准备，并改善材料的可加工性。
主要的预备热处理方法包括：1.退火：退火是一种将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后以适当速度冷却的热处理工艺。
其主要目的是消除内应力，降低硬度，提高可塑性。
2.正火：正火是将金属加热到临界温度以上，保温一段时间后，在空气中自然冷却的热处理工艺。
其主要目的是细化晶粒，消除铸造和焊接等过程中产生的缺陷，提高金属的力学性能。
二、最终热处理最终热处理是在金属材料加工过程的最后阶段进行，它的主要目的是确保材料满足所需的最终性能要求。
主要的最终热处理方法包括：1.淬火：淬火是将金属加热到临界点以上，保温一段时间后，迅速冷却的热处理工艺。
其主要目的是提高金属的硬度、强度和耐磨性。
2.回火：回火是在淬火后进行的一种热处理工艺，它将淬火后的金属加热到低于临界点的温度，保温一段时间后冷却。
其主要目的是消除淬火产生的内应力，提高金属的韧性和塑性。
3.退火：在某些情况下，退火也可以作为最终热处理的一部分。
例如，对于一些需要提高韧性和塑性的零件，可以在淬火和回火之后进行退火处理，以进一步改善材料的性能。
总的来说，预备热处理和最终热处理的正确应用对于优化金属材料的性能和满足特定的工程要求至关重要。
不同的热处理方法可以改变材料的硬度、强度、韧性、塑性和耐腐蚀性等关键性能指标，因此需要根据具体的应用需求选择合适的热处理工艺。
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。
