金屬熱處理基礎(chǔ)知識

金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。2100433B

金屬：具有不透明、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體（即晶體）。

合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。

相：合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。

固溶體：是一個(gè)（或幾個(gè)）組元的原子（化合物）溶入另一個(gè)組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。

固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度升高，這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。

化合物：合金組元間發(fā)生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結(jié)構(gòu)。

機(jī)械混合物：由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物，雖然是兩面種晶體，卻是一種組成成分，具有獨(dú)立的機(jī)械性能。

鐵素體：碳在a-Fe（體心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。

奧氏體：碳在g-Fe（面心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。

滲碳體：碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物（Fe3c）。

珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物（F Fe3c 含碳0.8%）

萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機(jī)械混合物（含碳4.3%）

基礎(chǔ)理論知識

(1)識圖知識。

(2)金屬材料基礎(chǔ)知識。

(3)常用非金屬材料知識。

(4)熱傳遞基礎(chǔ)知識。

1.4.2金屬熱處理工基礎(chǔ)知識

(1)常用熱處理設(shè)備知識(用途及基本結(jié)構(gòu))。

(2)金屬的一般熱處理工藝、表面改性熱處理工藝。

(3)典型零件(主軸、齒輪等)的熱處理工藝。

(4)熱處理工藝管理知識。

(5)熱處理各種淬火介質(zhì)的冷卻性能知識。

(6)熱處理輔助設(shè)備、控溫儀表知識。

(7)熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)及校正知識。

工裝制作基礎(chǔ)知識

(1)識圖及繪圖。

(2)鉗工操作一般知識。

電工知識

(1)通用設(shè)備常用電器的種類及用途。

(2)電氣傳動(dòng)及控制原理基礎(chǔ)知識。

(3)安全用電知識。

安全文明生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)知識

(1)現(xiàn)場文明生產(chǎn)要求。

(2)安全操作與勞動(dòng)保護(hù)知識。

(3)環(huán)境保護(hù)知識。

質(zhì)量管理知識

(1)企業(yè)的質(zhì)量方針。

(2)崗位的質(zhì)量要求。

(3)質(zhì)量保證措施與責(zé)任。

1.4.7相關(guān)法律、法規(guī)知識

(1)勞動(dòng)法相關(guān)知識。

(2)合同法相關(guān)知識。

加熱是金屬熱處理主要工序之一。選用合理的加熱方法可以保證和提高金屬熱處理的質(zhì)量（見金屬熱處理質(zhì)量控制）。有些零件在熱處理后出現(xiàn)的缺陷就是由于加熱方法不當(dāng)造成的。加熱時(shí)，應(yīng)保持溫度適當(dāng)而均勻以避免或減少金屬表面氧化、脫碳，同時(shí)還應(yīng)控制加熱速度。這些都與恰當(dāng)?shù)剡x擇加熱方法有關(guān)。早期的加熱是以木炭或煤為燃料，在敞開的灶式爐中進(jìn)行的。后來改變?nèi)紵业奈恢?，制成不同形式的反射爐，提高了加熱效率。為了改變因火焰直接接觸工件而引起的表面氧化脫碳，一些中、小型工件常采用間接加熱方法，如將工件埋在熔融鹽液等介質(zhì)中加熱，即“浴爐”加熱，可以基本上避免氧化，減少脫碳。液體和氣體燃料的采用，電加熱的擴(kuò)大應(yīng)用，使金屬熱處理的加熱方法更趨完善，加熱溫度更易于控制，同時(shí)避免了環(huán)境污染。在第一次世界大戰(zhàn)前后出現(xiàn)專門制造熱處理加熱爐的企業(yè) 。

金屬熱處理綜述

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。

金屬熱處理加熱

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。

金屬加熱時(shí)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異，但一般都是加熱到某特性轉(zhuǎn)變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致， 使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長。

金屬熱處理冷卻

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。