金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度吟因,并在此溫度中保持一定時間后揽浙,又以不同速度冷卻的一種工藝骂妻。
1.金屬組織
金屬:具有不透明搓萧、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小橱孽,富有延性和展性等特性的物質(zhì)旷偿。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體(即晶體)砚作。
合金:由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成懂扼,具有金屬特性的物質(zhì)禁荸。
相:合金中成份、結(jié)構(gòu)阀湿、性能相同的組成部分赶熟。
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(tài)金屬晶體陷嘴,固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種映砖。
固溶強化:由于溶質(zhì)原子進入溶劑晶格的間隙或結(jié)點,使晶格發(fā)生畸變罩旋,使固溶體硬度和強度升高啊央,這種現(xiàn)象叫固溶強化現(xiàn)象。
化合物:合金組元間發(fā)生化合作用涨醋,生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結(jié)構(gòu)瓜饥。
機械混合物:由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物逝撬,雖然是兩面種晶體,卻是一種組成成分快混,具有獨立的機械性能愚矗。
鐵素體:碳在a-Fe(體心立方結(jié)構(gòu)的鐵)中的間隙固溶體。
奧氏體:碳在g-Fe(面心立方結(jié)構(gòu)的鐵)中的間隙固溶體穿互。
滲碳體:碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物(Fe3c)椭药。
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%)
金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一,與其它加工工藝相比峡徽,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分蓬甩,而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分绣首,賦予或改善工件的使用性能珠慧。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量,而這一般不是肉眼所能看到的施旱。
為使金屬工件具有所需要的力學性能唬辛、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成形工藝外乌迎,熱處理工藝往往是必不可少的泉扛。鋼鐵是機械工業(yè)中應用最廣的材料,鋼鐵顯微組織復雜区转,可以通過熱處理予以控制苔巨,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外蜗帜,鋁恋拷、銅、鎂厅缺、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學蔬顾、物理和化學性能,以獲得不同的使用性能湘捎。
在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中诀豁,熱處理的作用逐漸為人們所認識。早在公元前770~前222年窥妇,中國人在生產(chǎn)實踐中就已發(fā)現(xiàn)舷胜,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制造農(nóng)具的重要工藝活翩。
公元前六世紀烹骨,鋼鐵兵器逐漸被采用,為了提高鋼的硬度矩袖,淬火工藝遂得到迅速發(fā)展陵阁。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟第六,其顯微組織中都有馬氏體存在,說明是經(jīng)過淬火的锹鹉。
隨著淬火技術(shù)的發(fā)展乙遵,人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀塑满,相傳是派人到成都取水淬火的轮庵。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了,同時也注意了油和尿的冷卻能力硫联。中國出土的西漢(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%沦靖,而表面含碳量卻達0.6%以上,說明已應用了滲碳工藝援仍。但當時作為個人“手藝”的秘密擦蚣,不肯外傳,因而發(fā)展很慢亿永。
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