为了使金属工件具有所需的力学、物理和化学性能外，合理选择材料和各种成型工艺外，热处理工艺它通常是必不可少的。让小编带你去了解一下热处理过程！
1.热处理简介热处理及其特点
热处理是指金属材料在固态下通过加热、保温和冷却一种获得预期组织和性能的金属热加工工艺。
工艺特点
与其它加工工艺相比，金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，热处理通常不会改变工件的形状和整体化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织或工件表面的化学成分来赋予或提高工件的使用性能。其特点是提高工件内部质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
2.热处理工艺分类热处理工艺分类
金属热处理工艺一般可分为：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不同的类别可以分为几种不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可以获得不同的组织，从而具有不同的性能。
3.钢铁热处理工艺钢是机械工业中应用最广泛的材料。钢显微组织复杂，可通过热处理控制，因此钢的热处理是金属热处理的主要内容。此外，铝、铜、镁、钛及其合金也可以通过热处理改变其机械、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
钢铁热处理工艺制定依据-铁碳相图
铁碳相图中的几个重要点、线和温度
符号C温度为1148℃，含碳量0.43%，E温度1148℃，含碳量2.11%，碳在γ-Fe最大溶解度K温度727℃，含碳量6.69%，Fe3C的成分P温度727℃，含碳量0.0218%，碳在α-Fe最大溶解度S温度727℃，含碳量0.77%，共析点GS（A3）奥氏体转化为铁素体的开始线ES（Acm）奥氏体中碳的溶解度线PSK（A1）AS→Fp Fe3C 分析转换线PQ碳在铁素体中的溶解度线钢铁微观组织结构及性能
组织
力学性能奥氏体低硬度，低屈服强度，高塑性铁素体低强度、低硬度、高塑性和韧性渗碳体高硬度、高强度、高耐磨性、低塑性和韧性珠光体性能取决于组织形态莱氏体高硬度、高强度、高耐磨性退火退火工艺可分为：全退火、扩散退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火等。
操作方法
加热钢件Ac3 30~50℃或Ac1 30~50℃或Ac1以下温度(可查阅相关信息)后，一般随炉温缓慢冷却。目的
降低硬度，提高塑性，提高切削加工和压力加工性能；
细化晶粒，提高机械性能，为下一步做准备；
消除冷热加工产生的内应力。
应用要点
锻件、焊接件及供应状态不合格的原材料适用于合金结构钢、碳工具钢、合金工具钢、高速钢；
一般在毛坯状态下退火 。
正火操作方法
加热钢件Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以冷却速度略大于退火速度冷却，一般为空冷。目的
降低硬度，提高塑性，提高切削加工和压力加工性能；
细化晶粒，提高机械性能，为下一步做准备；
消除冷热加工产生的内应力。
应用要点
正火通常用作锻件、焊接件和渗碳部件的预热处理工艺。低碳、中碳碳结构钢和低合金钢件也可作为最终热处理。对于一般的中高合金钢，空冷会导致完全或局部淬火，因此不能作为最终的热处理工艺。淬火
操作方法
将钢加热到相变温度Ac3或Ac保温一段时间以上，然后在水、硝盐、油或空气中快速冷却。目的
淬火一般是为了获得高硬度的马氏体组织，有时是为了获得单一均匀的奥氏体组织，以提高一些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）的耐磨性和耐腐蚀性。应用要点
碳钢和合金钢一般用于含碳量大于0.3%；
淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会产生较大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧性，因此需要回火以获得更好的综合力学性能。
回火操作方法
将淬火的钢件重新加热至Ac保温后，在空气或油、热水、水中冷却以下温度。目的
淬火后减少或消除内应力，减少工件变形开裂；
调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；
稳定工件尺寸。
应用要点
淬火后保持高硬度和耐磨性，提高弹性和屈服强度，保持高冲击韧性和塑性，有足够的强度。
一般钢尽量避免230~280度不锈钢400度~回火在450度之间，因为此时会产生回火脆性。
调质操作方法
淬火后高温回火称为调质，即钢件加热至比淬火时高10~20度温度，绝缘后淬火，然后400度~在720度的温度下回火。目的
提高切削性能，提高加工表面光洁度；
淬火时减少变形开裂；
综合力学性能好。
应用要点
适用于合金结构钢、合金工具钢合金工具钢和高速钢；
它不仅可以作为各种重要结构的最终热处理，还可以作为一些紧密部件，如丝杠，以减少变形。
时效操作方法
将钢件加热到80~200度，保温5~20小时冷却20小时或更长时间。目的
钢淬火后稳定组织，减少储存或使用过程中的变形；
磨削后降低淬火和内应力，稳定形状和尺寸。
应用要点
适用于淬火后的各种钢种；
常用于要求形状不变的紧密工件，如紧密丝杠、测量工具、床箱等。
一文了解热处理工艺下的热处理工艺
1、固溶处理
固溶处理操作方法
将合金加热到高温(980~12500℃）保持单相区恒温是将过剩相完全溶解到固溶体中厚度的快速冷却。
目的
获得单相奥氏体组织；
提高钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理做好准备；
充分溶解合金中的各种相，增强固溶体，提高韧性和耐腐蚀性；
为了继续加工或成型，消除应力和软化。
应用要点
固溶温度应根据合金的使用温度进行调整，环境温度越高，冷却速度越快，饱和度越高。
2、深冷处理深冷处理
操作方法
在低温介质(如干冰、液氮)中冷却淬火钢件－40～－80℃或较低，温度均匀后取出均温至室温。
目的
将淬火钢件中的残余奥氏体全部或大部分转化为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限；
稳定钢组织 ，稳定钢件的形状和尺寸。
应用要点
钢件淬火后应立即冷却，然后低温回火，以消除低温冷却时的内应力；
冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密件。
三、表面热处理表面热处理是只加热工件表面，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表面而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热，常用的热源有火焰、感应电流、激光和电子束等。
火焰加热表面淬火
操作方法
用氧乙炔混合气体燃烧的火焰喷射到钢表面，快速加热，达到淬火温度后立即喷水冷却。目的
提高钢件的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，保持心脏的韧性。应用要点
多用于中碳钢制件，淬透层深度一般为2~6mm；
适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。
感应加热表面淬火
操作方法
将钢件放入传感器中，使钢件表面产生传感电流，在很短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。目的
提高钢件的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，保持心脏的韧性。应用要点
多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件；
由于皮肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1~2mm，中频淬火一般为3~5mm，高频淬火一般大于10mm。
4.化学热处理通过化学热处理改变工件表面的化学成分、组织和性能金属热处理工艺。化学热处理是在含碳、氮或其他合金元素的介质（气体、液体、固体）中加热工件，使工件表面渗透碳、氮、硼和铬。
渗碳操作方法
将钢件放入渗碳介质中，加热至900~950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。目的
提高钢件的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，保持心脏的韧性。应用要点
用于量为0.15％～0.低碳钢和低合金钢零件25%，一般渗碳层深度为0.5～2.5mm；
渗碳后必须淬火，使表面得到马氏体，以达到渗碳的目的。
氮化
操作方法
活性氮原子在500~600度时被氨分解，使钢表面被氮饱和，形成氮化层。目的
提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性。应用要点
主要用于含有铝、铬、钼等合金元素的碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁氮化层深度为0.025～0.8mm。碳氮共渗
操作方法
向钢件表面同时渗碳和渗氮。目的
提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。应用要点
多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0.02～3mm；
氮化后还要淬火和低温回火。
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文章来源：材易通
