什么是热处理?

更新：2023年02月21日 11:08 好一点

好一点小编带来了什么是热处理?，希望能对大家有所帮助，一起来看看吧！

热处理是将金属材料加热到一定的温度，保温一定的时间后，以一定的速率降温到常温或更低，从而达到改善材料组织结构获得性能优异的材料，一般是指对金属材料特别是钢材的处理。

常用的分类方法是以下四种（“四把火”）：正火（在台湾称为正常化）、退火、回火和淬火（淬火和高温回火两个过程通常称为调质）。然而在如德国的西方国家，正火只是退火的一个子类。

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工业生产中，热处理可以视为一系列的用来改变材料的物理性质，偶尔也用来改变材料的化学性质冶金工程步骤。热处理在冶金学方面有非常普及的应用，但是是陶瓷、玻璃材料的生产过程中也常有热处理程序的出现。热处理用升高或冷却的方式进行，通常涉及极端的温度，以期改变材料的硬度、韧性等一系列性质。

随着热处理技术的进步，热处理可以改成透过温度的控制与冷却速率的调整，来改变材料的特性。比如说深冷技术（或称深冷处理），便是将钢材在淬火后冷却到零下七八十度到一百多度的热处理技术。

参考资料来源：百度百科-热处理

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。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，钢铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是*农具的重要工艺。

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热处理原理：

使用热作用来消除应力与蠕变期间的应力松弛密切相关。关于压力去除过程有两种观点。

一种观点是材料的屈服强度随着加热温度的升高而降低。因此，在加热时，此温度下的残余应力超过此时的屈服应力，发生塑性变形，残余应力减轻，但缓和应力永远不会低于屈服应力，因此应力消除仅为极限。

另一种观点是它是由一般的压力放松引起的。理论上，只要给出足够的时间，就可以完全去除应力，并且不受应力大小的限制。当淬火钢回火时，由于结构结构的变化，淬火钢被软化和增韧，并且残余应力也被去除或重新分布。

参考资料来源：百度百科-热处理

热处理：金属材料在固态下，通过加热、保温、冷却的手段，改变金属材料内部的组织状态，从而获得所需性能的一种热加工工艺。
常用的方法有：
1、退火：有完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、均匀化退火、去氢退火、扩散退火等等。
2、正火
3、淬火：有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等等。
4、回火：有低温回火、中温回火、高温回火、稳定化回火、附加回火等等
5、化学热处理：有渗碳、渗氮、离子氮化、碳氮共渗、渗金属等等
6、表面热处理：有火焰加热、中频加热、高频加热、超音频加热、激光热处理等等。
热处理行业的许多小伙伴们都了解热处理工艺中的4把火：分别是退火、正火、淬火、回火。在热处理工艺中回火工艺是淬火后接着进行的一种操作步骤，一般又是工件进行热处理的最终一道工艺程序。按加热温度的差异，把回火分成低温回火，中温回火，和高温回火。回火是将淬火后的金属材质或零部件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，因此把淬火和回火的协同工艺称之为最终热处理。淬火与回火的主要目的性是：
1）减低脆性：工件淬火后有很大的脆性，如无法及时回火会使工件变形以至于开裂。
2）调整工件的机械性能：为了满足各类工件不同的特性需求，根据回火来调整，硬度标准，强度，塑性和坚韧性。
3）稳定工件尺寸：根据回火能使金相组织趋于稳定，以确保在之后的使用过程中不再造成变形。
4）改善某些合金钢的切削性能。
为了达到这些目的回火工艺要用到回火淬火油，回火淬火油对表面光亮性和硬度均匀性要求高的零件，选用回火油比用一般空气炉回火，可得到更好的实际效果。回火淬火油要具有高闪点、高燃点，还要具备很高的安全性能，热氧化稳定性，挥发性低、油烟小等特征。

热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。下面介绍几种常用的热处理工艺方法。
常用的热处理方法如下：
1．正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2．退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3．固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4．时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5．固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6．时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7．淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织
8．回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9．钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、离子渗氮在低于一个大气压的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间的产生的辉光放电进行渗氮的工艺称为离子渗氮。其特点是：渗氮速度快；组织易控制，氮层脆性小；变形小；易保护，节约能源；污染少。
11．调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
12．钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。随着现代科学技术的发展、热处理技术也不断地发展的越来越先进，给工业企业也带来了更大的便利，而传统的热加工工艺总是需要投入很多的资源和原材才能加工出优质的金属工件，而且在过程中也会产生大量的浪费现象，原材料利用不充分等等，而如今的离子渗氮炉在进行离子渗氮热处理加工工艺过程中却更能节约能源、排放污染物和气体更少、而且也提高了工作效率。是热处理历史中又一重要的发明。

热处理是将金属材料适当的加热、再适当的冷却，以调整金属结晶形态的过程；通常可包括淬火、退火、回火、正常化等的处理，是一种能改变金属机械性质的工作。
热处理的工艺过程：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。
金属热处理是机械*中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，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。

金属材料热处理，就是把金属材料加热到一定温度，如500摄氏度或950摄氏度，保温一段时间，然后控制冷却的过程，通过热处理，改变金属材料内部金相组织，从而改变金属材料的力学性能。常用热处理工艺有正火、退火、淬火、回火等等，淬火可以提高金属材料的硬度，退火是为了降低金属材料硬度以利于机加工，回火是为了去除残余应力。

将金属在固态范围内通过一定方式的加热、保温和冷却处理程序，使金属的性能和显微组织获得改善或改变，这种工艺方法称为热处理。根据热处理的目的不同，有不同的热处理方法，主要可分为下述几种：

（1）退火（代号Th）：在退火热处理炉内，将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右，其显微组织将发生相变或部分相变，例如钢被加热到此温度时，珠光体将转变为奥氏体。然后保温一段时间，再缓慢冷却（一般为随炉冷却）至室温出炉，这整个过程称为退火处理。退火的目的是清除热加工时产生的内应力，使金属的显微组织均匀化（得到近似平衡的组织），改善机械性能（例如降低硬度，提高塑性、韧性和强度等），改善切削加工性能等等。视退火处理工艺的不同，可分为普通退火、双重退火、扩散退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多种退火工艺方式。

（2）正火（代号Z）：在热处理炉内，将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上200~600℃左右，使显微组织全部变成均匀的奥氏体（例如钢在此温度时，铁素体完全转变为奥氏体，或者二次渗碳体完全溶解于奥氏体），保温一段时间，然后置于空气中自然冷却（包括吹风冷却和堆放自然冷却，或者单件在无风空气中自然冷却等多种方法），这整个过程称为正火处理。正火是退火的一种特殊形式，由于其冷却速度比退火快，能得到较细的晶粒和均匀的组织，使金属的强度和硬度有所提高，具有较好的综合机械性能。

（3）淬火（代号C）：在热处理炉内，将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右，使显微组织全部转变成均匀的奥氏体，保温一段时间，然后快速冷却（冷却介质包括水、油、盐水、碱水等等），获得马氏体组织，可显着提高金属的强度、硬度和耐磨性等等。淬火时的快速冷却导致的急剧组织转变会产生较大的内应力，并使脆性增大，因此必须随后及时进行回火处理或时效处理，以获得高强度与高韧性相配合的性能，一般较少仅仅采用淬火处理的工艺。视淬火处理的对象和目的不同，淬火处理可分为普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等温淬火、分级淬火、光亮淬火、高频淬火等多种淬火工艺方式。

（4）表面淬火：这是淬火处理中的一种特殊方式，它是利用例如火焰加热法、高频感应加热法、工频感应加热法、电接触加热法、电解液加热法等多种加热方式，使金属的表面快速加热到临界温度以上，在热量还未来得及传入金属内部之前就迅速加以冷却（即淬火处理），这样可以达到将金属表面淬硬到一定深度（形成有一定深度的淬硬层），而金属内部仍保持原组织，满足外硬内韧的使用需要。表面淬火的加热速度快、温度高，金属内外温差大，加上冷却速度快，因此内应力很大，容易产生裂纹，这是必须注意的。

（5）回火（代号H）：将已淬火的金属重新加热到临界温度以下的某一温度（视此温度的不同而有高温回火、中温回火和低温回火之分），保温一段时间，然后在空气中或油中冷却，这整个过程称为回火处理。回火处理的目的是降低淬火处理引起的脆性和消除内应力，稳定金属零件的几何尺寸和获得所需要的机械性能。

金属材料淬火后如果不及时回火，则往往容易造成工件开裂（硬度很高然而脆性很大）和变形较大。但是，如果回火温度选择不当，在某些温度区域回火时会发生回火脆性（回火处理后韧性反而下降），这是必须注意的。

在实际应用中，常把淬火+高温回火统称为调质处理（代号T）。

（6）化学热处理：把金属放入化学介质中进行加热时，某些化学元素的原子将借助高温发生原子扩散，渗入到金属表面层，改变了金属表面层的化学成分，使金属表面层具备特定的组织和性能，这种方法称为化学热处理。化学热处理的方法主要有：

渗碳-向金属表面层渗入碳原子，用以提高金属表面层的含碳量，从而提高金属表面层的硬度和耐磨性，常用的渗碳介质是木炭。

渗氮（氮化）-利用氨气在加热时分解出来的活性氮原子渗入金属表面层，可提高金属表面层的耐磨性。

碳氮共渗（氰化）-把渗碳与渗氮结合起来，将活性碳原子与氮原子同时渗入金属表面层来提高金属表面层的硬度和耐磨性。

化学热处理的主要目的是提高金属表面的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及抗疲劳性等，除了上述常见的三种化学热处理方法外，还有渗硅、渗硼、渗铝、渗铬等，以适应不同的目的用途。

（7）时效：金属或合金经过淬火处理或加工，特别是经过一定程度的冷、热加工变形后，其性能会随时间而改变，这种现象称为时效现象，经过时效后的金属或合金其强度和硬度能有所增加，塑性、韧性和内应力有所降低，显微组织更加稳定。

在热处理工艺方法中的时效处理，是指把金属或合金有意识地在室温或者较高温度下存放一定时间，以达到改善性能、稳定显微组织目的的工艺过程。

将淬火或者淬火+回火后的金属在时效处理炉中加热到室温以上（一般为100~200℃左右），保温一段时间，然后取出自然冷却，这种方法称为人工时效（若为淬火+人工时效，代号为CS）。如果在淬火后利用室温或自然环境温度达到时效效果时，则称为自然时效（代号CZ）。

时效处理多用于有色金属，例如铝合金、镁合金、钛合金等，也有用于钢，以达到稳定显微组织和几何尺寸，增强机械性能（强化）的效果。