热处理通常包括受控的加热、浸泡和冷却步骤。

有五种技术用于材料的热处理。以下是这些主要热处理工艺的概述以及它们如何影响材料。

规范化

该过程包括均匀化或晶粒细化以获得材料微观结构的均匀性。将材料加热到碳化铁相图的上临界线以上的温度,以产生均质的奥氏体相。然后在轻微搅动的空气中进行冷却阶段以形成铁素体。正火通常应用于加工前的钢锭和硬化前的钢套管 [4][5]。正火降低硬度并增加延展性,通常在其他工艺无意增加硬度和降低延展性后使用。

退火

在这个过程中,材料被加热到超过它的上临界点(高于其形成奥氏体的温度),在那里浸泡,然后以缓慢的速度冷却。该工艺主要用于消除内应力,软化和细化金属的晶粒结构。这会导致金属的机械和电气性能发生变化。退火的好处包括改善机械加工性、易于冷加工和增加尺寸稳定性。该工艺通常用于钢合金[4]。

表面硬化

这也称为表面硬化它包括十多种处理方法,其中材料表面硬化形成坚硬的“外壳”,而核心保持坚韧或柔软。这为齿轮、凸轮和套筒等零件提供了改进的耐磨性。这个过程是钢铁最常见的过程之一。 

硬化

该过程包括将材料加热到形成奥氏体的临界点以上,然后冷却。该材料可以在空气、油、水或其他物质中快速冷却。这种快速冷却过程被称为淬火,通常应用于不锈钢和高合金钢,主要是为了在微观结构中产生可控量的马氏体并获得更高的硬度 [2]。硬化通常用于铸铁与金属(如镍和镁)合金化的钢

时效硬化

也称为沉淀硬化,这种硬化过程通过与铜、钛或铝等元素形成合金来提高金属的强度。该工艺通常应用于不锈钢,具有提高耐腐蚀性和抗氧化性的效果[6]。

回火

该过程遵循先前的硬化过程,包括将材料加热到低于下临界点的温度,然后以合适的速率冷却。它主要用于增加延展性和韧性以及增加基体的晶粒尺寸。例如,钢等金属通常比预期的更硬、更脆。回火降低了内部应力和脆性。该工艺主要用于钢和铝基合金[4]。

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