热处理的简介，材料特性以及应用详解
热处理是是什么？
热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得需要的组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间或保温时间很短，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。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，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
热处理涉及的物理和化学变化有哪些？
热处理涉及一系列的物理和化学变化，包括：
相变：热处理过程中，材料内部的组织结构会发生变化，例如从奥氏体转变为马氏体、铁素体等。
晶粒大小变化：通过不同的热处理工艺，可以控制材料内部的晶粒大小，从而改变材料的力学性能和加工性能。
析出强化：通过热处理，可以促使材料内部的合金元素析出，形成弥散分布的析出相，从而提高材料的强度和硬度。
表面硬化：通过对材料表面进行快速加热和冷却，可以在材料表面形成硬化层，提高材料的表面硬度和耐磨性。
氧化和脱碳：在热处理过程中，材料表面会与周围介质发生作用，例如氧化和脱碳等化学反应，这些反应会影响材料表面的状态和性能。
残余应力：热处理过程中由于温度梯度和组织变化等因素，会在材料内部产生残余应力，这些应力会影响材料的力学性能和加工性能。
这些物理和化学变化是热处理技术的基础，通过对这些变化的控制和调整，可以实现材料性能的优化和提升。
热处理在什么场景下应用？
金属制造业：热处理技术在金属制造业中被广泛应用，包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等金属的加工和制造。 汽车制造业：热处理技术在汽车制造业中也有广泛应用，例如汽车轮毂、汽车齿轮、发动机活塞、汽车轴承等部件的制造。
航空航天工业：热处理技术在航空航天工业中也得到广泛应用，例如航空发动机、飞机轮毂、航空铝合金零件等。
电子工业：热处理技术在电子工业中也有应用，例如电子元器件、半导体器件等。
机械制造业：热处理技术在机械制造业中也有广泛应用，例如模具、轴承、齿轮、机床导轨等部件的制造。
实际上，热处理技术在各个行业中都有应用，以上只是一些常见的例子。
总结
在实际操作中，热处理工艺需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以保证处理质量和产品性能。同时，还需要注意安全问题，如防止氧化、脱碳、变形和开裂等。
因此，热处理工作需要具备专业知识和技能，严格遵守操作规程和安全规范。
文案来源：时光
排版编辑：时光
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来源：非标机械专栏
