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金属材料热处理技术发展现状及未来发展方向

发布时间:2018/05/22

金属材料与各种科学活动以及经济社会有着密切的联系,人类社会发展到今天。随着时代的进步和科技的发展,金属的替代品不断地被研发出来,金属材料热处理技术也得到了前所未有的提高,下文将对其发展现状及未来发展方向进行简要的叙述和分析。
        关键词:金属材料热处理技术;现状;发展方向
        前言
        金属材料是人类发展的最重要材料之一,无论哪个时代,金属材料都在人们的生活中发挥着巨大的作用。金属材料根据其特点具有韧度高、硬度强度大等特点,而且金属材料容易获得,且不少金属制作简易。随着现代金属工艺的发展和推广、科学技术的发展壮大,金属材料在机械制作、国防领域、工业、农业、电子信息等行业,都有明显的性价比优势和广阔的发展前景市场。
        1.金属热处理技术的现状
        1.1普通热处理
        普通热处理的目的在于改善金属组织结构、调整强度、硬度、韧性,改善金属的加工性能,不改变金属的化学成分。主要工艺为退火、正火、淬火及回火。
        退火是将钢加热到工艺要求值,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得平衡状态的热处理工艺。退火的目的主要有降低硬度,以利于金属机工性能;细化晶粒,提高塑性及韧性;消除内应力。
        正火是将钢加热到Ac3以上30-50℃或Acm 以上30-50℃,保温后在空气中冷却的热处理工艺。正火的作用是将钢加热到奥氏体区,使钢进行重结晶,从而解决钢的晶粒粗大和组织不均匀问题。
        淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃,保温后在淬火介质中快速冷却,使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。由于淬火时工件容易产生裂纹或形变,在工艺上还要严格控制淬火加热温度、合理选择淬火介质、正确选择淬火方法,以获得更好的淬火效果。
        回火是将淬火钢重新加热到Ac1以下某温度,保温后冷却使其转变为稳定的回火组织。回火的主要目的是消除淬火内应力,以降低钢的脆性,防止产生裂纹,同时使钢获得所需的力学性能。
        普通热处理技术在我国机械工业生产中得到广泛应用,并在设备、工艺方面取得良好的发展。如高压气瓶生产中,经钢板多次冲拔形成的杯形体,每次冲拔后均需进行退火,以细化晶粒、消除内应力,防止后续冲拔作业中产生断裂、变形。
        1.2表面热处理
        表面热处理是对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺。主要工艺为:表面淬火和化学热处理。
        表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定深度,而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法。表面淬火的主要目的是获得高硬度、高耐磨性的表层,而心部仍保持良好的韧性,常用于机床主轴、齿轮、发动机曲轴等。
        化学热处理是将工件置于一定的化学介质中加热、保温,使介质中的活性原子渗入工件表层,以改变工件表层的化学成分和组织,获得所需的力学性能和理化性能。依据所渗入的元素不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮、渗硼、渗铝等。如果同时渗入两种以上元素,则称之为共渗,如碳氮共渗、铬铝硅共渗等。