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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的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。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。
同時這些氣體還要與金屬中的碳發(fā)生反應(yīng),使其表面脫碳。如果爐中含有一氧化tan或甲wan氣體,還會使金屬表面增碳。對于化學(xué)性質(zhì)非?;顫姷腡i、Zr以及難溶金屬W、Mo、Nb、Ta等,在空氣爐中加熱,除了要生成氧化物、氫化物、氮化物外,還要吸收這些氣體并向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,使金屬材料的性能嚴(yán)重惡化。
這些氧化、脫碳、增碳、吸氣甚至產(chǎn)生腐蝕等弊病,在可控氣氛爐或鹽浴爐中加熱,有時也難以避免。為解決這一問題,通常的做法是在工件熱處理前留有加工余量,熱處理后在加工去掉氧化、脫碳層等。
熱處理通常不改變工件的形狀和整體化學(xué)成分,而是通過改變工件內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)或改變工件表面的化學(xué)成分來賦予或改善工件的性能。其特征在于改善了工件的內(nèi)在質(zhì)量,這通常是肉眼不可見的。
事實上,熱處理的作用是改善材料的機(jī)械性能,消除殘余應(yīng)力并提高金屬的可加工性。根據(jù)熱處理的不同目的,熱處理工藝可分為兩類:預(yù)熱處理和熱處理。