金屬材料熱處理新工藝

一、金屬材料及熱處理的進(jìn)展史我國是世界上最早使用金屬材料及熱處理技術(shù)的國家之一。依據(jù)4000年前，我們的祖先就開頭使用金屬材術(shù)方面有了突飛猛進(jìn)得進(jìn)展，促進(jìn)了冶金、機(jī)械制造、石油化工、儀表儀器航空航天等現(xiàn)代化工業(yè)的進(jìn)步。原子彈、氫彈、、人造地球衛(wèi)星、超導(dǎo)材料、納米材料、載人航天飛機(jī)等重大工程的爭論與試驗水平。二、熱處理工藝簡介形變熱處理是將塑性變形與熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的工藝方法。它能同時獲得形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化綜合效果。真空熱處理是將工件置于有肯定真空度的加熱爐內(nèi)進(jìn)展的熱處理。包括真空退火、真空淬火、真空回火及真空化學(xué)熱處理等。三、熱處理進(jìn)展的主要趨勢是，不斷改革加熱和冷卻技術(shù)，進(jìn)展真空熱處理，可控氣氛形變熱處理等，以及制造的外表熱處理工藝。工藝和技術(shù)的進(jìn)展主要是：⑴為了提高零件的強(qiáng)度、韌性；增加零處理過程中零件的變形；⑷節(jié)約能源，降低本錢，提高經(jīng)濟(jì)效益；⑸熱處理、真空熱處理和形變熱處理，以及外表氣相沉積技術(shù)。㈠可控氣氛熱處理在爐氣成分可以掌握的爐內(nèi)進(jìn)展的熱處理稱為可控氣氛熱處理。爐氣分滲碳性、復(fù)原性和中性氣氛等。僅用于防碳，節(jié)約鋼材，提高工件質(zhì)量；可實現(xiàn)光亮熱處理，保證工件的尺寸復(fù)碳；可進(jìn)展穿透滲碳處理，例如，某些外形簡單且要求高彈性或高強(qiáng)度的工件，用高碳鋼制造加工困難，可用低碳鋼沖壓成形，然后進(jìn)展穿透滲碳，以代替高碳鋼。這樣可以大大革加工程序。⒈吸熱式氣氛燃料氣〔自然氣、城市煤氣、丙烷、丁烷〕按肯定比例與空氣混合后，通入發(fā)生器進(jìn)展加熱，在觸媒的作用下，經(jīng)吸碳鋼的保護(hù)氣氛。⒉放熱式氣氛燃料氣〔自然氣、乙烷、丙烷等〕按肯定比例與的熱量，故稱為放熱式氣氛。它是全部制備氣氛中最廉價的一種，主淬火等。⒊放熱-吸熱式氣氛這種氣氛用放熱和吸熱兩種方式綜合制成。第一步，先將氣體燃料〔如自然氣等〕和空氣混合，在燃燒室中進(jìn)展放熱式燃燒；其次步，將燃燒室中的燃燒產(chǎn)物再次與少量燃料混合，-吸熱式氣氛。它可用于吸熱式和放熱式氣氛原來使用的各個方面。輕氫脆傾向。⒋滴注式氣氛用液體有機(jī)化合物〔如甲醇、乙醇、丙酮、甲?；旌系稳牖蚺c空氣混合后噴入熱處理爐內(nèi)所得到的氣氛稱為滴注式氣氛。它主要用于滲碳、碳氮共滲、軟氮化、保護(hù)氣氛淬火和退火等?？沾慊?、真空退火、真空回火和真空化學(xué)熱處理等。氧化—真空中氧的分壓很低，金屬的氧化受到抑制。實踐證明，在13.3Pa1.33×10-3Pa真空度下?？梢詫崿F(xiàn)無氧化加熱。⑶可以凈化外表—在高真空中，外表的氧化物發(fā)生分解，工件可得到光亮的外表。另外，工件外表的油氣作用，有利于改善鋼的韌性，提高工件的使用壽命。序，改善勞動條件，實現(xiàn)自動掌握。⒉真空熱處理的應(yīng)用真空技術(shù)的進(jìn)展，以及對重要零件的更高性能和使用牢靠性的要求，碳和去氣、脫脂的作用，除了鋼、銅及其合金外，還可用于處理一些與氣體親和力較強(qiáng)的金屬，如鈦、鉭、鈮、鋯等。⑵真空淬火已大量用于各種滲碳鋼、合金工具鋼、高速鋼和不銹鋼的淬火，以及各種時碳相比有很多優(yōu)點(diǎn)：可顯著縮短滲碳周期，削減滲碳?xì)怏w的消耗，能常組織和發(fā)生晶間氧化，工件外表光亮，根本上不造成環(huán)境污染，并可顯著改善勞動條件，等等。㈢形變熱處理形變強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化都是金屬及合金最根本的奧氏體晶粒細(xì)化，位借密度增高，晶界發(fā)生畸變，碳化物彌散效果增加變；在相變中進(jìn)展形變；在相變后進(jìn)展形變。不管哪一種方法，都能獲得形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的綜合效果。⒈高溫形變熱處理的軟化過程，所以，形變后應(yīng)馬上快速冷卻。由于鋼件外表有較大的剩余壓應(yīng)力，還可使疲乏強(qiáng)度顯著提高。來，省去重加熱過程，從而節(jié)約能源，削減材料的氧化、脫碳和變快的進(jìn)展。⒉中溫形變熱處理提高強(qiáng)度，而不降低塑性，甚至略有提高。此外，還可提高鋼的回火穩(wěn)定性和疲乏強(qiáng)度。中溫形變熱處理要求鋼有高的淬透性〔即過冷奧氏體的亞穩(wěn)區(qū)較大，較寬〕，以使在形變時不產(chǎn)生非馬氏體轉(zhuǎn)變。的功率要大。這種方法的強(qiáng)化效果雖好，但因工藝實施較難，目前僅用于強(qiáng)度要求很高的彈簧鋼絲、軸承等小型零件及刀具等。㈣外表氣相沉積氣相沉積主要分化學(xué)氣相沉積〔CVD〕和物理氣相沉積〔PVD〕兩種。上沉積成膜的方法。利用多種化學(xué)反響，可得到不同的金屬、非金屬或化合物鍍層。物理氣相沉積包括真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍?nèi)N方法，由于它們都是在真空條件下進(jìn)展，因此也稱為真空鍍膜法。氣相沉積鍍層的特點(diǎn)是附著力強(qiáng)，均勻，快速，質(zhì)量好，公害小，選〔如TiN、TiC、WC2、23AlO等〕、耐蝕膜〔