退火处理通常包括三个工序:加热和保温冷却。
加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热、冷却三个过程。这两个过程相互联系,不能中断。
热是一种重要的热处理工艺。对金属进行热处理有多种加热方式,首先是以木炭、煤为热源,再加液气燃料。使用电力,加热更容易控制,而且没有环境污染。这种热源可直接加热,也可通过熔融盐或金属,以漂浮的微粒间接加热。
当金属受热时,工件暴露于空气中,常发生氧化,脱碳(即钢构件表面碳含量减少),这对零件热处理后的表面性能产生了不利影响。因此,金属通常应该在一个控制的气氛或保护气氛下,在熔盐中和真空中加热,也可以用涂料或者包装方法来保护。
高温真空烧结炉的加热温度是热处理工艺的重要参数之一,加热温度的选择与控制对保证热处理质量至关重要。受热温度因所处理的金属材料和热处理目的的不同而不同,通常将其加热到转变温度以上才能得到高温组织。此外,转换需要一定的时间,所以当金属工件表面达到所要求的加热温度时,还必须在该温度下维持一定时间,使内外温度一致,使微观组织完全转变,这个时间叫做保温时间。利用高能量密度加热和表面热处理,加热速度极快,一般不会有保温时间,而化学热处理通常有较长的时间。
在热处理工艺过程中,冷却也是必不可少的环节,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。通常情况下,退火速度最慢,正火冷却速度快,淬火冷却快。但是也因钢种的不同而有不同的要求,例如空硬钢可采用正火式冷却速度进行淬硬。
金属热加工过程大致可分为综合、表面及化学热处理三种。每一大类又根据加热介质、加热温度、冷却方式不同,可以分为几种不同的热处理工艺。相同的金属,用不同的热处理工艺可以得到不同的组织,因而具有不同的性能。钢是工业上使用最广泛的金属,其微观结构也最复杂,所以钢铁的热处理工艺多种多样。
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