金属热处理的概念、分类和作用
2023-06-02
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，以不同速度冷却的一种工艺方法。金属热处理的目的是通过改变金属材料表面或内部的组织结构，来控制其性能，如强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等。
金属热处理的工艺一般包括加热、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。加热是热处理的重要步骤之一。加热温度和保温时间取决于被处理的金属材料和热处理的目的，但一般都是加热到相变温度以上，以获得需要的组织。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。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。退火、正火、淬火、回火随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。
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，有激光热处理、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。
局部热处理是对工件局部加热，然后以适当的速度冷却，以改变其局部力学性能的金属热处理工艺。局部热处理的目的是提高工件局部的强度、硬度、耐磨性或改善其应力状态。局部热处理的方法有火焰加热、电阻加热、感应加热、激光加热等。
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。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗硼和渗铬等。
综上所述，金属热处理是一种重要的金属加工工艺，它可以根据不同的目的和要求，选择不同的方法和参数，使金属材料获得所需的组织和性能，以满足各种工程和生活的需要。
金属热处理的工艺一般包括加热、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。加热是热处理的重要步骤之一。加热温度和保温时间取决于被处理的金属材料和热处理的目的，但一般都是加热到相变温度以上，以获得需要的组织。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。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。退火、正火、淬火、回火随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。
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，有激光热处理、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。
局部热处理是对工件局部加热，然后以适当的速度冷却，以改变其局部力学性能的金属热处理工艺。局部热处理的目的是提高工件局部的强度、硬度、耐磨性或改善其应力状态。局部热处理的方法有火焰加热、电阻加热、感应加热、激光加热等。
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。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗硼和渗铬等。
综上所述，金属热处理是一种重要的金属加工工艺，它可以根据不同的目的和要求，选择不同的方法和参数，使金属材料获得所需的组织和性能，以满足各种工程和生活的需要。
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