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金属热处理的工艺

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作　者：王顺兴　主编

出 版 社：哈尔滨工业大学出版社

出版时间：2009-9-1

版　次：1页　数：299字　数：450000 印刷时间：2009-9-1开　本：16开纸　张：胶版纸 印　次：1I S B N：9787560329321包　装：平装

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交叉性、前沿性、融合相关学科、代表材料领域的发展方面；先进性、科学性、院士专家著书、反映材料科学的最新成果；可读性、广交性、内容丰富翔实、促进材料工程的应用实践。

内容简介

本书主要阐述有关钢的热处理基本原理和工艺，共11章，内容包括金属热处理概述、金属的加热、合金的时效、钢中奥氏体的形成、过冷奥氏体转变动力学、珠光体转变和钢的退火与正火、马氏体转变、贝氏体转变、钢的淬火和回火、表面淬火和化学热处理，并适当反映了近年来国内外在这方面的某些新理论、新成果和新发展。

本书是高等工科院校金属材料工程专业的教材，也可供从事金属材料热处理工作的工程技术人员参考。

目录

第1章　金属热处理概述

1.1　金属的主要性能

1.1.1　金属的物理性能

1.1.2　金属的化学性能

1.1.3　金属的力学性能

1.1.4　金属的工艺性能

1.1.5　金属的经济性

1.2　金属的强化与韧化机制简介

1.2.1　固溶强化

1.2.2　细晶强化

1.2.3　位错强化

1.2.4　第二相强化

1.3　金属热处理分类

1.3.1　热处理概念

1.3.2　热处理分类

金属热处理的工艺

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，进而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。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，以获得高温组织。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，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。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。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。退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。“四把火”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。某些合金淬火形成过饱固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。