金属热处理是将金属工件放在必定的介质中加热到适合的温度，并在此温度中坚持必定时刻后，又以不同速度冷却的一种工艺。
    1．金属安排
    金属：具有不透明、金属光泽杰出的导热和导电性并且其导电才干随温度的增高而减小，赋有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规则性摆放的固体（即晶体）。
    合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
    相：合金中成份、结构、功能相同的组成部分。
    固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍坚持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分空隙固溶体和置换固溶体两种。
    固溶强化：因为溶质原子进入溶剂晶格的空隙或结点，使晶格发作畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
    化合物：合金组元间发作化合效果，生成一种具有金属功能的新的晶体固态结构。
    机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，尽管是双面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械功能。
    铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的空隙固溶体。
    奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的空隙固溶体。
    渗碳体：碳和铁构成的安稳化合物（Fe3c）。
    珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）
    莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）
    金属热处理是机械制作中的重要工艺之一，与其它加工工艺比较，热处理一般不改动工件的形状和全体的化学成分，而是通过改动工件内部的显微安排，或改动工件表面的化学成分，赋予或改进工件的运用功能。其特色是改进工件的内涵质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
    为使金属工件具有所需求的力学功能、物理功能和化学功能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不行少的。钢铁是机械工业中运用最广的材料，钢铁显微安排杂乱，能够通过热处理予以操控，所以钢铁的热处理是金属热处理的首要内容。别的，铝、铜、镁、钛等及其合金也都能够通过热处理改动其力学、物理和化学功能，以取得不同的运用功能。
    在从石器时代开展到铜器时代和铁器时代的进程中，热处理的效果逐步为人们所知道。早在公元前770～前222年，我国人在出产实践中就已发现，铜铁的功能会因温度和加压变形的影响而 改动。白口铸铁的柔化处理就是制作耕具的重要工艺。
    公元前六世纪，钢铁武器逐步被选用，为了进步钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速开展。我国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微安排中都有马氏体存在，阐明是通过淬火的。
    跟着淬火技能的开展，人们逐步发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这阐明我国在古代就留意到不同水质的冷却才干了，一起也留意了油和尿的冷却才干。我国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，阐明已运用了渗碳工艺。但其时作为个人“手工”的隐秘，不愿别传，因而开展很慢。
    1863年，英国金相学家和地质学家展现了钢铁在显微镜下的六种不同的金相安排，证明了钢在加热和冷却时，内部会发作安排改动，钢中高温时的相在急冷时改动为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德建立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早拟定的铁碳相图，为现代热处理工艺开端奠定了理论基础。与此一起，人们还研讨了在金属热处理的加热进程中对金属的维护办法，以防止加热进程中金属的氧化和脱碳等。
    1850～1880年，关于运用各种气体(比如、煤气、等)进行维护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克取得多种金属亮光热处理的专利。
    二十世纪以来，金属物理的开展和其它新技能的移植运用，使金属热处理工艺得到更大开展。一个明显的开展是1901～1925年，在工业出产中运用转筒炉进行气体渗碳 ；30年代呈现露点电位差计,使炉内气氛的碳势到达可控，今后又研讨出用二氧化碳红外仪、氧探头号进一步操控炉内气氛碳势的办法；60年代，热处理技能运用了等离子场的效果，开展了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束技能的运用，又使金属取得了新的表面热处理和化学热处理办法。
    金属热处理的工艺
    热处理工艺一般包含加热、保温、冷却三个进程，有时只需加热和冷却两个进程。这些进程彼此联接，不行接连。
    加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热办法许多，最早是选用木炭和煤作为热源，进而运用液体和气体燃料。电的运用使加热易于操控，且无环境污染。运用这些热源能够直接加热，也能够通过熔融的盐或金属，以致起浮粒子进行直接加热。
    金属加热时，工件暴露在空气中，常常发作氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量下降)，这关于热处理后零件的表面功能有很晦气的影响。因而金属一般应在可控气氛或维护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装办法进行维护加热。
    加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，挑选和操控加热温度 ，是确保热处理质量的首要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的意图不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以取得高温安排。别的改动需求必定的时刻，因而当金属工件表面到达要求的加热温度时，还须在此温度坚持必定时刻，使表里温度共同，使显微安排改动彻底，这段时刻称为保温时刻。选用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时刻，而化学热处理的保温时刻往往较长。
    冷却也是热处理工艺进程中不行短少的进程，冷却办法因工艺不同而不同，首要是操控冷却速度。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，例如空硬钢就能够用正火相同的冷却速度进行淬硬。
    金属热处理工艺大体可分为全体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。依据加热介质、加热温度和冷却办法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属选用不同的热处理工艺，可取得不同的安排，然后具有不同的功能。钢铁是工业上运用最广的金属，并且钢铁显微安排也最为杂乱，因而钢铁热处理工艺品种繁复。
    全体热处理是对工件全体加热，然后以恰当的速度冷却，以改动其全体力学功能的金属热处理工艺。钢铁全体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种根本工艺。
    退火是将工件加热到恰当温度，依据材料和工件尺度选用不同的保温时刻，然后进行缓慢冷却，意图是使金属内部安排到达或挨衡状况，取得杰出的工艺功能和运用功能，或许为进一步淬火作安排预备。正火是将工件加热到适合的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火类似，只是得到的安排更细，常用于改进材料的切削功能，也有时用于对一些要求不高的零件作为终究热处理。
    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，但一起变脆。为了下降钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一恰当温度进行长时刻的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是全体热处理中的“四把火”，其间的淬火与回火关系密切，常常合作运用，缺一不行。
    “四把火”跟着加热温度和冷却办法的不同，又演变出不同的热处理工艺 。为了取得必定的强度和耐性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火构成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的恰当温度下坚持较长时刻，以进步合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
    把压力加工形变与热处理有用而严密地结合起来进行，使工件取得很好的强度、耐性合作的办法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不只能使工件不氧化，不脱碳，坚持处理后工件表面亮光，进步工件的功能，还能够通入渗剂进行化学热处理。
    表面热处理是只加热工件表层，以改动其表层力学功能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，运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，使工件表层或部分能短时或瞬时到达高温。表面热处理的首要办法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧或氧等火焰、感应电流、激光和电子束等。
    化学热处理是通过改动工件表层化学成分、安排和功能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改动了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时刻，然后使工件表层进入碳、氮、硼和铬等元素。进入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的首要办法有渗碳、渗氮、渗金属。
    热处理是机械零件和工模具制作进程中的重要工序之一。大体来说，它能够确保和进步工件的各种功能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还能够改进毛坯的安排和应力状况，以利于进行各种冷、热加工。
    例如白口铸铁通过长时刻退火处理能够取得可锻铸铁，进步塑性 ；齿轮选用正确的热处理工艺，运用寿数能够比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地进步；别的，价廉的碳钢通过进入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢功能，能够替代某些耐热钢、不锈钢；工模具则简直悉数需求通过热处理方可运用。
    钢的分类
    钢是以铁、碳为首要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。钢是经济建设中极为重要的金属材料。
    钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼取得的合金，除铁、碳为其首要成格外，还含有少数的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有必定的机械功能，又有杰出的工艺功能，且报价低廉。因而，碳钢取得了广泛的运用。但跟着现代工业与科学技能的迅速开展，碳钢的功能已不能彻底满意需求，所以人们研发了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有意图地参加某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的功能有明显的进步，故运用日益广泛。
    因为钢材品种繁复，为了便于出产、保管、选用与研讨，有必要对钢材加以分类。按钢材的用处、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：
    一． 按用处分类
    按钢材的用处可分为结构钢、东西钢、特殊功能钢三大类。

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