[拼音]：jinshu rechuli

[外文]：heat treatment of metals

利用金屬固態(tài)相變等規(guī)律，使金屬隨溫度變化，發(fā)生組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，以改善并控制金屬的物理、化學(xué)和力學(xué)性能的技術(shù)學(xué)科，簡稱為熱處理。出土的春秋戰(zhàn)國鋼劍表明，中國在二千多年以前就掌握了鋼的滲碳技術(shù)和淬火技術(shù)。但直到19世紀金屬的顯微組織得到觀察、鋼的臨界點及鐵碳平衡圖被測定以后，熱處理技術(shù)才走上實踐與理論相結(jié)合的發(fā)展道路，逐漸形成一門學(xué)科。鋼中奧氏體在臨界點以下的恒溫轉(zhuǎn)變和關(guān)于鋼的淬透性的研究，奠定了熱處理技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著物理測試技術(shù)的發(fā)展，X射線、電子顯微分析等用來研究金屬熱處理中的問題，大大豐富并發(fā)展了這門學(xué)科（見冶金學(xué)）。

熱處理技術(shù)可以分為三大類：一般熱處理、化學(xué)熱處理與形變熱處理。

一般熱處理

是單純利用溫度變化改善金屬的組織與性能的熱處理方法。包括：

（1）退火。即把金屬加熱到臨界點以上溫度，獲得高溫相，然后緩慢冷卻，使金屬在接近平衡的條件下發(fā)生固態(tài)相變，以改善金屬在凝固、范性形變、焊接或以前的熱處理過程中產(chǎn)生的組織；也可以把金屬加熱到不發(fā)生相變的溫度，使金屬得以消除內(nèi)應(yīng)力，或使經(jīng)受冷變形的金屬發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶。退火是使金屬內(nèi)部組織趨近于平衡狀態(tài)的熱處理。若在獲得高溫相后以中速冷卻，使金屬獲得比退火組織較細的組織，以達到與退火相似的效果，同時起著提高性能的作用，則稱為正火。

（2）淬火。把金屬加熱到臨界點以上溫度，獲得高溫相，然后急劇冷卻，獲得不平衡組織，以保持高溫相或形成亞穩(wěn)相，借以利用高溫相的良好性能，并為下一步熱處理作準備。如在高溫下只發(fā)生第二相溶解（基體不發(fā)生相變），然后急冷，將高溫固溶狀態(tài)保留到室溫。則稱為固溶熱處理。

（3）回火。淬火的后繼處理，把淬火后的不平衡組織，加熱到臨界點以下溫度，使金屬重新趨近于平衡的組織；并且控制相變的進程，使金屬獲得合宜的組織和性能。經(jīng)固溶處理后在室溫或通過加熱到某個較低溫度以促進第二相脫溶的工藝，則稱為“時效處理”。

化學(xué)熱處理

利用金屬中的擴散和合金相的形成等規(guī)律，使金屬在特定的可控介質(zhì)中，從表面滲入不同元素，改變金屬表面層的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，并可在隨后的熱處理中使金屬發(fā)生所需要的相變，以改善其化學(xué)、物理或力學(xué)性能的方法。通常滲入的元素有：碳、氮、硼、氧、硫、鋁、鉻、硅、釩、鈦等，也可以同時滲入多種元素?；瘜W(xué)熱處理可以在氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)介質(zhì)中進行。

形變熱處理

在金屬塑性加工過程中，利用金屬范性形變與相變規(guī)律，特別是形變與相變的動態(tài)交互作用，控制金屬內(nèi)部的組織，提高其綜合性能。目前重要的工藝發(fā)展有控制軋制和鍛后余熱淬火。這些工藝既提高金屬的性能，又降低能源消耗。

熱處理工藝

為了使熱處理達到預(yù)期的目的，必須選擇可能發(fā)生某種相變的金屬或合金，同時必須選擇能夠控制其組織變化的熱處理工藝制度(加熱與冷卻制度)。在鋼的熱處理中，用連續(xù)冷卻時過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖將上述兩方面統(tǒng)一起來，使實際工件經(jīng)熱處理后獲得所需要的組織。

加熱使金屬獲得高溫相。高溫相的狀態(tài)決定了金屬在冷卻過程中發(fā)生相變的能力。為了保證在熱處理過程中金屬表面化學(xué)成分不發(fā)生改變，廣泛應(yīng)用了可控保護氣氛或真空熱處理。

高密度能量熱處理，如電感應(yīng)加熱、離子轟擊熱處理、激光加熱與電子束加熱等可以有效地強化熱處理工藝、節(jié)約能源。電感應(yīng)加熱利用感應(yīng)電渦流的集膚效應(yīng)，將金屬表面層迅速加熱到高溫后淬火，已是較成熟的工藝，被廣泛地運用于熱處理生產(chǎn)。離子轟擊熱處理是在低氣壓電場下使氣體介質(zhì)離子化，在高電壓下高能量離子轟擊金屬表面，把工件表面層迅速加熱到所需溫度、并把離子注入金屬表面層，達到改變其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的目的。離子轟擊熱處理在氮化處理已表現(xiàn)出其優(yōu)越性，正迅速地擴展到其他化學(xué)熱處理，激光加熱和電子束加熱與激冷相結(jié)合可在更寬廣的范圍內(nèi)改變金屬表面的組織與性能（見非晶態(tài)金屬）。

熱處理工藝的計算機程序控制，不僅能夠精確控制工藝參數(shù)，保證工件質(zhì)量，而且可以充分發(fā)揮生產(chǎn)設(shè)備效率，節(jié)約能源。因此，微處理機已經(jīng)在熱處理生產(chǎn)中開始應(yīng)用。

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標簽：金屬熱處理

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