零件热处理方法及其应用范围
引言
在了解了机械设计常用材料——材料的选用及机械加工方法——常用机加工方法使用范围详解之后，今天小张将给大家详细介绍一下零件热处理方法及其应用范围，希望对还在疑惑的你有所帮助。
什么是热处理？
热处理是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。热处理工艺大体按部位可分为整体热处理，表面热处理和局部热处理等。根据加热介质，加热温度和冷却方法的不同又可分为以下几类，小张将进行详细介绍。
材料的热处理工艺
1 | 钢的退火: （1）完全退火：提高韧性；消除内应力和降低强度，以利于切削加工或冷塑性变形加工，为下一步淬火做好组织上的准备。 （2）球化退火：这种工艺有利于塑性加工和切削加工，还能提高机械韧性。 （3）等温退火：通过等温退火，可降低硬度、细化晶粒、均匀组织和消除内应力。 （4）扩散退火：将铸锭或铸件主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性（晶内偏析或称枝晶偏析）。 （5）去应力退火：目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力，稳定工件尺寸及形状，减少零件在切削加工和使用过程中的形变和裂纹倾向。 （6）再结晶退火：消除加工硬化，提高塑性，便于继续加工。 |
2 | 钢的正火：正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。 |
3 | 钢的淬火：使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。 |
4 | 钢的回火：低温回火保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性。中温回火回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。高温回火得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火一般紧接着淬火进行，其目的是： （a）消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂； （b）调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求； （c）稳定组织与尺寸，保证精度； （d）改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。 |
5 | 表面淬火：表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性。 |
6 | 化学热处理：化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。心部为原始成分的钢，表层则是渗入了合金元素的材料。心部与表层之间是紧密的晶体型结合，它比电镀等表面复护技术所获得的心、表部的结合要强得多。 渗碳：含0.1～0.25%C的低碳钢。含碳量高则心部韧性降低。例如凸轮轴。 渗氮：为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。例如仪表的小轴。 热处理方式耐磨程度比较：高频淬火＜渗碳＜渗氮。 |
为了减少加工的难度 | |
提高零件的综合性能（尤其是力学性能） | |
提高零件的抗冲击性（耐磨性和硬度） | |
重要构件进行大量焊接后 |
