热处理简介，材料特性以及应用详解

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热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
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。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，而后应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。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，以获得需要的组织。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。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或保温时间很短，而化学热处理的保温时间往往较长。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。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

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热处理涉及的物理和化学变化有哪些？
热处理涉及一系列的物理和化学变化，包括：

1.相变：热处理过程中，材料内部的组织结构会发生变化，例如从奥氏体转变为马氏体、铁素体等。
2.晶粒大小变化：通过不同的热处理工艺，可以控制材料内部的晶粒大小，从而改变材料的力学性能和加工性能。
3.析出强化：通过热处理，可以促使材料内部的合金元素析出，形成弥散分布的析出相，从而提高材料的强度和硬度。
4.表面硬化：通过对材料表面进行快速加热和冷却，可以在材料表面形成硬化层，提高材料的表面硬度和耐磨性。
5.氧化和脱碳：在热处理过程中，材料表面会与周围介质发生作用，例如氧化和脱碳等化学反应，这些反应会影响材料表面的状态和性能。
6.残余应力：热处理过程中由于温度梯度和组织变化等因素，会在材料内部产生残余应力，这些应力会影响材料的力学性能和加工性能。
这些物理和化学变化是热处理技术的基础，通过对这些变化的控制和调整，可以实现材料性能的优化和提升。

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热处理在什么场景下应用？
1.金属制造业：热处理技术在金属制造业中被广泛应用，包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等金属的加工和制造。
2.汽车制造业：热处理技术在汽车制造业中也有广泛应用，例如汽车轮毂、汽车齿轮、发动机活塞、汽车轴承等部件的制造。
3.航空航天工业：热处理技术在航空航天工业中也得到广泛应用，例如航空发动机、飞机轮毂、航空铝合金零件等。
4.电子工业：热处理技术在电子工业中也有应用，例如电子元器件、半导体器件等。
5.机械制造业：热处理技术在机械制造业中也有广泛应用，例如模具、轴承、齿轮、机床导轨等部件的制造。
     实际上，热处理技术在各个行业中都有应用，以上只是一些常见的例子。

admin

基础知识，值得学习。

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铁碳合金相图对热处理从业者来说非常重要。