時效硬化

退火是將工件加熱到適當溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達到或接近平衡狀態(tài)，或者是使前道工序產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力得以釋放，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

正火或稱常化是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。

淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。

為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行較長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。

時效硬化是不改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，在原有金屬特征的基礎(chǔ)上發(fā)生沉淀、偏聚、有序化等。從而使強度和硬度增加

絕大多數(shù)進行時效強化的合金，原始組織都是由一種固熔體和某些金屬化合物所組成。固熔體的熔解度隨溫度的上升而增大。在時效處理前進行淬火，就是為了在加熱時使盡量多的熔質(zhì)熔入固熔體，隨后在快速冷卻中熔解度雖然下降，但過剩的熔質(zhì)來不及從固熔體中分析出來，而形成過飽和固熔體。為達到這一目的而進行的淬火常稱為固熔熱處理。經(jīng)過長期反復(fù)研究證實，時效硬化的實質(zhì)是從過飽和固熔體中析出許多非常細小的沉淀物顆粒(一般是金屬化合物，也可能是過飽和固熔體中的熔質(zhì)原子在許多微小地區(qū)聚集)，形成一些體積很小的熔質(zhì)原子富集區(qū)。

在時效處理前進行固熔處理時，加熱溫度必須嚴格控制,以便使熔質(zhì)原子能最大限度地到固熔體中,同時又不致使合金發(fā)生熔化。許多鋁合金固熔處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進行人工時效處理,必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間，才能得到比較理想的強化效果。生產(chǎn)中有時采用分段時效，即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間，然后在更高的溫度下再保溫一段時間。這樣作有時會得到較好的效果。

馬氏體時效鋼淬火時會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，形成馬氏體。馬氏體就是一種過飽和固熔體。這種鋼也可采用時效處理進行強化。

低碳鋼冷態(tài)塑性變形后在室溫下長期放置，強度提高，塑性降低，這種現(xiàn)象稱為機械時效。

分類

將淬火后的金屬工件置于室溫或較高溫度下保持適當時間，以提高金屬強度的金屬熱處理工藝。室溫下進行的時效處理是自然時效；較高溫度下進行的時效處理是人工時效。在機械生產(chǎn)中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長期放置，然后才進行切削加工。這種措施也被稱為時效。但這種時效不屬于金屬熱處理工藝。

歷史

20世紀初葉，德國工程師A.維爾姆研究硬鋁時發(fā)現(xiàn)，這種合金淬火后硬度不高，但在室溫下放置一段時間后，硬度便顯著上升，這種現(xiàn)象后來被稱為沉淀硬化。這一發(fā)現(xiàn)在工程界引起了極大興趣。隨后人們相繼發(fā)現(xiàn)了一些可以采用時效處理進行強化的鋁合金、銅合金和鐵基合金，開創(chuàng)了一條與一般鋼鐵淬火強化有本質(zhì)差異的新的強化途徑──時效硬化。

鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。