金屬表麵熱處理的基礎知識

 一、概念：金屬熱處理：是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中保持一定時間後
，又以不同速度冷卻的一種工藝。

    二、金屬組織：

    金屬：具有不透明、jinshuguangzelianghaodedaorehedaodianxingbingqieqidaodiannenglisuiwendudezenggaoerjianxiao，fuyouyanxinghezhanxingdengtexingdewuzhi。jinshuneibuyuanzijuyouguilvxingpailiedeguti(即晶體)。

    合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成
，具有金屬特性的物質。

    相：合金中成份
、結構
、性能相同的組成部分。

    固溶體：是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。

    固溶強化：由於溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點
，使晶格發生畸變
，使固溶體硬度和強度升高，這種現象叫固溶強化現象。

    化合物：合金組元間發生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的晶體固態結構。

    機械混合物：由兩種晶體結構而組成的合金組成物，雖然是兩麵種晶體，卻是一種組成成分，具有獨立的機械性能。

    鐵素體：碳在a-Fe(體心立方結構的鐵)中的間隙固溶體。

    奧氏體：碳在g-Fe(麵心立方結構的鐵)中的間隙固溶體。

    滲碳體：碳和鐵形成的穩定化合物(Fe3c)。

    珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物(F+Fe3c含碳0.8%)

    萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機械混合物(含碳4.3%)

    三、金屬熱處理工藝：

    1
、金jin屬shu熱re處chu理li工gong藝yi是shi機ji械xie製zhi造zao中zhong的de重zhong要yao工gong藝yi之zhi一yi，與yu其qi它ta加jia工gong工gong藝yi相xiang比bi，熱re處chu理li一yi般ban不bu改gai變bian工gong件jian的de形xing狀zhuang和he整zheng體ti的de化hua學xue成cheng分fen，而er是shi通tong過guo改gai變bian工gong件jian內nei部bu的de顯xian微wei組zu織zhi
，或huo改gai變bian工gong件jian表biao麵mian的de化hua學xue成cheng分fen，賦fu予yu或huo改gai善shan工gong件jian的de使shi用yong性xing能neng。其qi特te點dian是shi改gai善shan工gong件jian的de內nei在zai質zhi量liang，而er這zhe一yi般ban不bu是shi肉rou眼yan所suo能neng看kan到dao的de。

    2、為使金屬工件具有所需要的力學性能、wulixingnenghehuaxuexingneng，chuhelixuanyongcailiaohegezhongchengxinggongyiwai，rechuligongyiwangwangshibibukeshaode。gangtieshijixiegongyezhongyingyongzuiguangdecailiao
，gangtiexianweizuzhifuza，keyitongguorechuliyuyikongzhi
，suoyigangtiederechulishijinshurechulidezhuyaoneirong。lingwai，lv、銅

、鎂
、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。

    四、熱處理的發展史：

    在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認識。早在公元前770～前222年
，中國人在生產實踐中就已發現，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而變化。

    白口鑄鐵的柔化處理就是製造農具的重要工藝。

    公(gong)元(yuan)前(qian)六(liu)世(shi)紀(ji)
，鋼(gang)鐵(tie)兵(bing)器(qi)逐(zhu)漸(jian)被(bei)采(cai)用(yong)，為(wei)了(le)提(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)硬(ying)度(du)，淬(cui)火(huo)工(gong)藝(yi)遂(sui)得(de)到(dao)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)。中(zhong)國(guo)河(he)北(bei)省(sheng)易(yi)縣(xian)燕(yan)下(xia)都(dou)出(chu)土(tu)的(de)兩(liang)把(ba)劍(jian)和(he)一(yi)把(ba)戟(ji)，其(qi)顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)中(zhong)都(dou)有(you)馬(ma)氏(shi)體(ti)存(cun)在(zai)
，說(shuo)明(ming)是(shi)經(jing)過(guo)淬(cui)火(huo)的(de)。

    隨著淬火技術的發展，人們逐漸發現淬冷劑對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陝西斜穀為諸葛亮打製3000badao

，xiangchuanshipairendaochengdouqushuicuihuode。zheshuomingzhongguozaigudaijiuzhuyidaobutongshuizhidelengquenenglile，tongshiyezhuyileyouheniaodelengquenengli。zhongguochutudexihan(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%，而表麵含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝。但當時作為個人“手藝”的秘密

，不肯外傳，因而發展很慢。

    1863年(nian)，英(ying)國(guo)金(jin)相(xiang)學(xue)家(jia)和(he)地(di)質(zhi)學(xue)家(jia)展(zhan)示(shi)了(le)鋼(gang)鐵(tie)在(zai)顯(xian)微(wei)鏡(jing)下(xia)的(de)六(liu)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)金(jin)相(xiang)組(zu)織(zhi)，證(zheng)明(ming)了(le)鋼(gang)在(zai)加(jia)熱(re)和(he)冷(leng)卻(que)時(shi)，內(nei)部(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)組(zu)織(zhi)改(gai)變(bian)，鋼(gang)中(zhong)高(gao)溫(wen)時(shi)的(de)相(xiang)在(zai)急(ji)冷(leng)時(shi)轉(zhuan)變(bian)為(wei)一(yi)種(zhong)較(jiao)硬(ying)的(de)相(xiang)。法(fa)國(guo)人(ren)奧(ao)斯(si)蒙(meng)德(de)確(que)立(li)的(de)鐵(tie)的(de)同(tong)素(su)異(yi)構(gou)理(li)論(lun)，以(yi)及(ji)英(ying)國(guo)人(ren)奧(ao)斯(si)汀(ting)最(zui)早(zao)製(zhi)定(ding)的(de)鐵(tie)碳(tan)相(xiang)圖(tu)，為(wei)現(xian)代(dai)熱(re)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)初(chu)步(bu)奠(dian)定(ding)了(le)理(li)論(lun)基(ji)礎(chu)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，人(ren)們(men)還(hai)研(yan)究(jiu)了(le)在(zai)金(jin)屬(shu)熱(re)處(chu)理(li)的(de)加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)中(zhong)對(dui)金(jin)屬(shu)的(de)保(bao)護(hu)方(fang)法(fa)，以(yi)避(bi)免(mian)加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)中(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)氧(yang)化(hua)和(he)脫(tuo)碳(tan)等(deng)。

    1850～1880年
，對於應用各種氣體(諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等)進行保護加熱曾有一係列專利。1889～1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。

    二十世紀以來
，金屬物理的發展和其它新技術的移植應用，使金屬熱處理工藝得到更大發展。一個顯著的進展是1901～1925年，在工業生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳;30年代出現露點電位差計,使爐內氣氛的碳勢達到可控，以後又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進一步控製爐內氣氛碳勢的方法;60年代，熱處理技術運用了等離子場的作用，發展了離子滲氮、滲碳工藝;激光、電子束技術的應用
，又使金屬獲得了新的表麵熱處理和化學熱處理方法。