熱處理——標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵平臺(tái)質(zhì)量的靈魂

鑄鐵經(jīng)過各種熱處理以后，性質(zhì)就要發(fā)生變化，退火后變軟，淬火后變硬，或者熱處理后使其更加堅(jiān)韌有力，從而使鑄鐵的性能更加符合使用要求。例如，白口鑄鐵性硬而脆，但是當(dāng)給予它石墨化退火而變?yōu)榭慑戣T鐵時(shí)，它就變得軟而堅(jiān)韌有力了，甚至可以承受沖擊力的作用。 熱處理能夠減少或者某些鑄造上的。例如，鑄件上某些部分帶有白口，鑄件太硬、太脆，或者鑄件本身有很大的內(nèi)應(yīng)力，這些都可以用熱處理的方法來減少或者。 熱處理可以降低鑄件的硬度，使它容易加工。所有鑄件很大部分都要進(jìn)行機(jī)械加工，如果鑄件太硬，勢(shì)必對(duì)加工造成困難。為此，可以用熱處理（退火）的辦法來降低硬度，以便機(jī)械加工

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學(xué)熱處理等。

整體熱處理

整體熱處理是對(duì)鑄鐵平臺(tái)整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣?，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。

退火：是將標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵平臺(tái)加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。

正火：是將鑄鐵平臺(tái)加熱到適宜的溫度后在空氣中，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于低碳材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為zui終熱處理。

淬火：是將鑄鐵平臺(tái)加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、水溶液等淬冷介質(zhì)中快速。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。

回火：為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鑄鐵平臺(tái)在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行。

“四把火”隨著加熱溫度和方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理。

把壓力加工形變與熱處理而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行，使鑄鐵平臺(tái)獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高平臺(tái)的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。

表面熱處理

只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的密度，即在單位面積的工件上給予較大的，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

化學(xué)熱處理

通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。

熱處理是鑄鐵平臺(tái)制造過程中的重要工序之一。它可以控制工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕、磁性能等。還可以毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；平臺(tái)采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的平臺(tái)成倍或幾十倍地提高。

回火的作用在于：

① 提高組織穩(wěn)定性，使鑄鐵平臺(tái)在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使平臺(tái)幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。

② 內(nèi)應(yīng)力，以便工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。

③ 調(diào)整平臺(tái)的力學(xué)性能以滿足使用要求。

回火之所以具有這些作用，是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，原子活動(dòng)能力增強(qiáng)，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進(jìn)行擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)原子的重新排列組合，從而使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡組織。內(nèi)應(yīng)力的還與溫度升高時(shí)金屬強(qiáng)度降低有關(guān)。一般鑄鐵平臺(tái)回火時(shí)，硬度和強(qiáng)度下降，塑性提高?；鼗饻囟仍礁?，這些力學(xué)性能的變化越大。有些合金元素含量較高的合金鋼，在某一溫度范圍回火時(shí)，會(huì)析出一些顆粒細(xì)小的金屬化合物，使強(qiáng)度和硬度上升。這種現(xiàn)象稱為二次硬化。

力學(xué)性能：隨著回火溫度的升高，硬度、強(qiáng)度下降，塑性韌性升高。

熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變鑄鐵平臺(tái)的形狀和整體的化學(xué)成分，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(xué)成分，賦予或工件的使用性能。其特點(diǎn)是工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。

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