热处理

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热处理是将材料加热到一定的温度,保温一定的时间后,以一定的速率降温到室温或更低,从而达到改善材料组织结构获得性能优异的材料,一般是指对金属材料特别是钢材的处理。常用的分类方法是以下四种(“四把火”):正火(在台湾称为正常化)、退火回火淬火(淬火和高温回火兩個过程通常称为调质)。然而在如德国的西方国家,正火(德文:Normalglühen)只是退火(德文:Glühen)的一个子类。

工业生产中,热处理可以视为一系列的用来改变材料的物理性质,偶尔也用来改变材料的化学性质冶金工程步骤。熱處理在冶金学方面有非常普及的應用,但是陶瓷、玻璃材料的生产过程中也常有热处理程序的出現。热处理用升高或冷却的方式进行,通常涉及极端的温度,以期改变材料的硬度、韧性等一系列性质。

随着热处理技术的进步,热处理的定义可以改写成透过温度的控制与冷却速率的调整,来改变材料的特性。比如说目前的深冷技术(或称深冷处理),便是將钢材在淬火后冷却到零下七八十度到一百多度的热处理技术。

正處於980℃的熱處理爐

物理過程[编辑]

金止屬材料在微觀結構下有很多細小的晶體稱為晶粒。晶粒的大小、組成可謂影響金屬機械性質最決定性的因素。熱處理提供一種有效的方式來控制金屬微觀結構下的擴散速率與冷卻速率,來達到需要的金屬性質。通常熱處理要改變的機械性質不外乎五種: 1.硬度 2.應力-應變性質 3.韌性 4.延性 5.彈性

熱處理有兩種重要的機轉可以改變合金的性質: 1.麻田散鐵轉變,用來產生形變 2.金屬擴散機轉,用來改變同質性(使材料呈現單一特徵的傾向)

組成的影響[编辑]

合金系統的確切組成對於熱處理的結果有巨大的影響。若合金中各組成物的比例正確無誤,則冷卻後該合金將呈現單一且連續的微觀結構,此混合物稱之為共晶系統。然而,若是合金中組成物溶質的比例異於共晶系統,則兩種或兩種以上的微觀結構將同時形成。溶質的含量以過共析溶液高於共晶混合物,共晶混合物又高於亞共析溶液。