三种必备化学热处理知识
高三化学热处理知识点总结
高三化学热处理知识点总结热处理是指通过加热和冷却对材料进行物理或化学变化，以改变其组织结构和性能的过程。
在高三化学学习中，了解热处理的知识点对于理解材料性质、实验操作及工艺应用都有着重要的作用。
本文将对高三化学热处理的知识点进行总结。
一、热处理的分类1. 相变热处理相变热处理是指物质在固态与液态、气态之间变化过程中受热处理的过程。
常见的相变热处理包括升华、熔化和汽化等。
2. 固态热处理固态热处理是指在物质固态改变过程中进行的热处理，主要包括退火、淬火和回火等。
3. 液态热处理液态热处理是指在物质液态状态下进行的热处理，主要涉及溶解和结晶等。
二、常见的热处理方法1. 退火退火是通过加热材料至一定温度，然后以适当速率冷却的过程，目的是减小材料的硬度和提高延展性。
退火可分为全退火、球化退火、时效退火等。
2. 淬火淬火是将材料加热至临界温度，保持一定时间后迅速冷却，以使材料产生相变，并获得高硬度和高强度。
淬火还可分为水淬、油淬、盐淬等不同介质淬火。
3. 回火回火是在淬火过程中，通过加热材料至较低的温度，然后适当冷却，使材料获得适合使用的组织结构和力学性能。
回火的目的是消除淬火应力和提高材料的韧性。
4. 热残余处理热残余处理是指在材料制备过程中，对材料进行一次或多次退火、淬火和回火等处理，以消除或调整材料内部应力和改变材料组织结构，从而改善材料的性能。
三、热处理对材料性能的影响1. 组织结构的改变热处理可以改变材料的晶格结构、晶粒尺寸和晶界特性，从而影响材料的硬度、强度和韧性等机械性能。
2. 性能的提高通过合理的热处理过程，可以提高材料的硬度、强度、塑性和韧性等性能，使其适应不同的工作环境和使用要求。
3. 应力的消除热处理可以消除材料制备过程中的应力，避免材料在使用过程中发生变形、开裂等问题，提高材料的稳定性和可靠性。
四、热处理的应用领域1. 金属材料加工热处理在金属材料的加工中广泛应用，可以改善金属材料的力学性能，避免加工后出现裂纹、变形等问题，提高产品质量和使用寿命。
5.5 其它热处理方法简介
三、真空热处理
真空热处理是在1.33～0.0133Pa真空度的真空介质中 加热的热处理工艺。 特点及应用： ① 真空热处理可使零件表面无氧化、不脱碳、变形小。 ② 真空热处理广泛用于化学热处理中，如真空渗碳、真空渗 铬等。
四、激光热处理
激光热处理是利用激光加热工件，依靠工件本身的 传热来实现冷却淬火的工艺。 特点： ① 可在0.3s达到最高温度，1s内冷却到Ms点，可在表面 层获得全部马氏体组织。 ② 激光热处理不受钢种的限制，与钢的淬透性无关。
2．钢的氮化 ． 氮化也称渗氮,是指向工件表 面渗入氮原子,以形成高氮硬化层 的化学热处理工艺。 1）氮化工艺 ） ① 气体氮化 在专门设备中通入氨气 并加热至560～570℃。氮化时 间约20～50h，氮化层深度一 般0.1～0.6mm。 ② 离子渗氮 在低真空度容器内，稀薄的氨气在高电压作用下，迫 使电离后的氨离子高速冲击工件，使其渗入工件表面。离 子氮化的优点是氮化时间短，变形小。
二、保护气氛热处理
保护气氛热处理是采用无氧化加热，或采用控制气 氛来防止热处理过程中的氧化和脱碳的一种工艺。 1．采用无氧化加热 ． 此方法是在炉内通入高纯度中性气体N<图片>和氩等 进行加热，以防氧化和脱碳。 2．可控气氛法 ． 一般利用含碳的液体（甲醇、乙醇、丙酮等），分解 和裂化成一定的碳势的控制气氛，引入热处理炉内。 所谓碳势，是指加热时控制气氛的脱碳作用和渗碳作 用保持平衡下钢的含碳量。如某一控制气氛在4%的钢在此气氛中加热 不会脱碳和氧化。
2）氮化用钢及氮化处理技术条件 ） ① 氮化用钢通常是含有Al、Cr、Mo、Tie、V等合金钢。应用 最广泛的是38CrMoAl。 ② 选择氮化层厚度不超过0.6～0.7mm。 ③ 工件在氮化前进行调质处理，氮化后不进行热处理。 3）氮化特点及应用 ） ① 氮化后工件表面硬度高、耐磨性高和热硬性高。 ② 氮化后工件的疲劳强度显著提高。 ③ 氮化工件变形小；耐腐蚀能力高。 ④ 氮化工艺复杂，成本高。 ⑤ 目前氮化工艺主要用于耐磨性和精度均要求很高的零件
常用的化学热处理方法及适用范围
金属制件放在一定的化学介质中，使其表面与介质相互作用，吸收其中某些化学元素的原子，并通过加热，使该原子自表面向内部扩散的过程，就是我们常说的化学热处理。
化学热处理的结果是改变了金属表面的化学成分和性能。
也是改变金属表面层的化学成分和性能的一种热处理工艺。
金属化学热处理的目的是通过改变金属表面的化学成分及热处理的方法获得单一材料难以获得的性能，或进一步提高金属制件的使用性能。
例如低碳钢经过表面渗碳、淬火后，该钟钢制工件表面具有高硬度、高耐磨性的普通高碳钢淬火后的性能，而心部却保留了低碳钢淬火后所具有的良好塑性、韧性，显然，这是单一的低碳钢或高碳钢所不能达到的。
又例如高速钢道具，在进行一般热处理后，再进行软氮化或离子渗氮，则可进一步提高耐磨性和抗腐蚀性能，从而进一步提高刀具的使用寿命。
根据不同元素在金属中的作用，金属表面渗入不同元素后，可以获得不同的性能，因此，金属的化学热处理，常以渗入不同的元素来命名。
1、渗碳：用来提高钢件表面硬度、耐磨性以及疲劳强度，一般用于低碳钢零件，渗层较深，一般为1mm左右。
2、渗氮：用来提高金属的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及疲劳强度，一般常用于中碳钢耐磨结构零件，不锈钢，工、模具钢，铸铁等。
一般渗层深度在0.3mm，渗氮层有较高的热稳定性。
3、碳氮共渗：用来提高工具的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及疲劳强度，高温碳氮共渗一般适用于渗碳钢，并用来代替渗碳，低于渗碳温度，变形小。
低温碳氮共渗适用于中碳结构钢及工模具上。
4、渗硫：减磨，提高抗咬合磨损能力，适用钢种较广，可根据钢种不同，选用不同渗硫方法。
5、渗铝：提高工件抗氧化及抗含硫介质腐蚀的能力。
6、渗铬：提高工件抗氧化、抗腐蚀能力及耐磨性。
7、渗硅：提高工件抗各种酸腐蚀的性能。
8、渗锌：提高铁的抗化学腐蚀及有机介质中的腐蚀能力。
热处理基础知识
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11、钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。
化学热处理
化学热处理化学热处理是将工件置入含有活性原子的特定介质中加热和保温，使介质中一种或几种元素（如Ｃ、Ｎ、Ｓi、Ｂ、Ａl、Ｃr、Ｗ等）渗入工件表面，以改变表层的化学成分和组织，达到工件使用性能要求的热处理工艺。
其特点是既改变工件表面层的组织，又改变化学成分。
它可比表面淬火获得更高的硬度、耐磨性和疲劳强度，并可提高工件表层的耐蚀性和高温抗氧化性。
各种化学热处理都是由以下三个基本过程组成的。
1）分解由介质中分解出渗入元素的活性原子。
2）吸收工件表面对活性原子进行吸收。
吸收的方式有两种，即活性原子由钢的表面进入铁的晶格形成溶体，或与钢中的某种元素形成化合物。
3）扩散已被工件表面吸收的原子，在一定温度下，由表面往里迁移，形成一定厚度的扩散层。
1、渗碳:渗层组织:淬火后为碳化物、马氏体、残余奥氏体。
渗层厚度（mm），0.3～1.6，表面硬度，57～63HRC，作用与特点，提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度，渗碳温度（930℃）较高，工件畸变较大；应用，常用于低碳钢、低碳合金钢、热作模具钢制作的齿轮、轴、活塞、销、链条。
渗碳件渗碳后，都要进行淬火、低温回火，回火温度一般为150～200℃。
经淬火和低温回火后，渗碳件表面为细小片状回火马氏体及少量渗碳体，硬度可达58～64HRC，耐磨性能很好。
心部组织决定于钢的淬透性。
普通低碳钢如15、20钢，心部组织为铁素体和珠光体，硬度为10～15HRC。
低碳合金钢如20CrMnTi心部组织为回火低碳马氏体、铁素体及托氏体，硬度为35～45HRC，具有较高的强度、韧性及一定的塑性。
2.液体氮化也称软氮化，低温氰化，或者氮碳共渗，在渗氮过程中，碳原子也参与，因而比一般的单一气体渗氮具有更高的渗速，在渗层表面硬度相当的情况下，氮化层的脆性也比气体氮化小，软氮化因此得名。
氮化主要是往炉中加入纯氨，在200℃以上氨分解为活性氮原子，在500～580℃时，活性氮原子往钢件表面渗氮和扩散，得到0.3～0.5mm厚的高硬度、耐腐蚀、抗疲劳的氮化层。
热处理必备基础知识整理
热处理知识：一、强化1、细晶强化：细小等轴晶的晶界长，杂质分布较分散，各方向的力学性能差异小，晶粒越细小，强度、硬度、塑性、韧性都好。
2、固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
3、第二相强化：当合金中有第二相金属化合物质点存在时，使质点周围基体（固溶体）金属产生晶格畸变，同时增加了基体与第二相的界面，两者都使位错运动阻力增大，故使合金的强度、硬度提高。
合金硬度、强度优于纯金属，因为2、3、4、热处理强化（相变强化）：利用重结晶的方法使相或组织发生变化。
二、相和组织1、铁素体：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
2、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
3、渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。
4、珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）5、莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳 4.3%）三、热处理知识1、热处理：把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
2、退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。
3、正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。
4、淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。
5、回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。
6、调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。
7、表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。
45 钢力学性能冷却方式抗拉强度屈服点断后伸长率% 断面收缩率% 硬度/ ＨＢＳ退火（炉冷）５３０２８０３２. ５４９. ３１６０左右正火（空冷）６７０-７２０３４０１５-１８４５- ５０２１０左右淬火（水冷）１１００７２０７- ８１２- １４５２-６０ＨＲＣ1.退火（炉冷）――半成品热处理、预先热处理将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。
化学热处理方法
化学热处理方法
化学热处理是一种在工件表面涂覆化学物质并利用化学反应来
改善工件材料的热处理工艺。
以下是常见的化学热处理方法:
1. 渗碳:在工件表面涂覆碳素墨水,并在高温下加热,碳素墨水
会将碳元素渗入工件表面,形成渗碳层。
这种热处理方法可以用于制作高强度、高硬度的零部件。
2. 渗氮:在工件表面涂覆氮化墨水,并在高温下加热,氮化墨水
会使工件表面形成氮化层,提高工件的耐磨性和耐腐蚀性。
这种热处理方法可以用于制作耐磨、耐腐蚀的零部件。
3. 硬化:在工件表面涂覆硬化剂,并在高温下加热,硬化剂会在
工件表面形成坚硬的硬化层,提高工件的强度和硬度。
这种热处理方法可以用于制作高强度、高硬度的零部件。
4. 氧化:在工件表面涂覆氧化剂,并在高温下加热,氧化剂会在
工件表面形成氧化层,提高工件的耐腐蚀性。
这种热处理方法可以用于制作耐蚀的零部件。
5. 电镀:在工件表面涂覆电镀剂,并在高温下加热,电镀剂将工
件表面形成电镀层,提高工件的耐腐蚀性和耐磨性。
这种热处理方法可以用于制作需要耐腐蚀性和耐磨性的零部件。
化学热处理方法的应用范围非常广泛,可以用于制作各种零部件,如汽车发动机零件、航空航天部件、机械零件等。
热处理工作者必备的基础知识
热处理工作者必备的基础知识根据朋友的要求，现将热处理工作者必修的基础知识作简要的概括，以供参考。
※必须具备的基础知识内容：1.铁碳相图、相图中的基本相区组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围；2.连续加热时的组织转变；3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法；4.冷却转变曲线以及其应用；5.淬透性曲线以及其应用；6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响；7.各种冷却介质的特性以及其应用；8.硬度与回火温度的关系曲线；※应掌握的基础知识：热处理人员应该掌握的基础知识有：1．金属学中的基础知识：晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆定律。
固体金属扩散的初步知识。
比较重要的知识是铁碳（Fe-Fe3C）相图知识。
2．金属热处理原理知识：热处理金相组织的种类：珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、魏氏体等。
各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。
各种热处理转变曲线的读图和使用方法。
3．化学热处理的基本知识：化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影响、常用气氛的组成。
4．合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类金属材料的基本知识。
热处理缺陷的产生原因和预防方法。
对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出事前判断。
返修品的处理措施等。
5．常用辅助材料的基本知识：各类盐、淬火油、有机淬火剂、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。
6．热处理常用设备：加热设备、冷却设备、附属设备（校正、喷砂、冷处理、液氮、制氮机）、真空泵、热工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。
耐火材料知识。
筑炉知识。
7．火花鉴别知识。
8．电工学的基本知识。
9．机械识图的知识。
10．热处理质量管理体系知识。
11．安全文明生产知识。
12.环境保护及清洁热处理。
化学热处理技术
化学热处理技术一、概述1.化学热处理的概念化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表层，特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件，表层的性能尤为重要。
经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。
工件心部为原始成分的钢，表层则是渗入了合金元素的材料。
心部与表层之间是紧密的晶体型结合，它比电镀等表面防护技术所获得的心部、表面的结合要强得多。
2.化学热处理的分类化学热处理的方法繁多，多以渗入元素或形成的化合物来命名，例如渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、渗硅、碳氮共渗、氧氮化、硫氰共渗，还有碳、氮、硫、氧、硼五元共渗及碳（氮）化钛覆盖等。
3.化学热处理的基本过程化学热处理包括三个基本过程：化学渗剂分解为活性原子或离子的分解过程；活性原子或离子被钢件表面吸收和固溶的吸收过程；被渗元素原子不断向内部扩散的扩散过程。
（1）分解过程化学渗剂是含有被渗元素的物质。
被渗元素以分子状态存在，它必须分解为活性原子或离子才可能被钢件表面吸收及固溶，很难分解为活性原子或离子的物质不能作渗剂使用。
例如，普通渗氮时不用氮而用氨，因为氨极易分解出活性氮原子。
根据化学反应热力学，分解反应产物的自由能必须低于反应物的自由能，分解反应才可能发生。
但仅满足热力学条件是不够的，在实际生产中应用还必须考虑动力学条件，即反应速度；提高反应物的浓度和反应温度，虽然均可加速渗剂的分解，但受材料或工艺等因素的限制。
在实际生产中，使用催化剂以降低反应过程的激活能，可使一个高激活能的单一反应过程变为有若干个低激活能的中间过渡性反应过程，从而加速分解反应。
铁、镍、钴、铂等金属都是使氨或有机碳氢化合物分解的有效催化剂，所以钢件表面本身就是良好的催化剂，渗剂在钢件表面的分解速率比其单独存在时的分解速率可以提高好几倍。
热处理必备基础知识整理
热处理知识：一、强化1、细晶强化：细小等轴晶的晶界长，杂质分布较分散，各方向的力学性能差异小，晶粒越细小，强度、硬度、塑性、韧性都好。
2、固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
3、第二相强化：当合金中有第二相金属化合物质点存在时，使质点周围基体（固溶体）金属产生晶格畸变，同时增加了基体与第二相的界面，两者都使位错运动阻力增大，故使合金的强度、硬度提高。
合金硬度、强度优于纯金属，因为2、3、4、热处理强化（相变强化）：利用重结晶的方法使相或组织发生变化。
二、相和组织1、铁素体：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
2、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
3、渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。
4、珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）5、莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）三、热处理知识1、热处理：把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
2、退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。
3、正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。
4、淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。
5、回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。
6、调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。
7、表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。
1.退火（炉冷）――半成品热处理、预先热处理将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。
退火的目的：（完全退火、等温退火）是为了消除过热组织、残余应力，同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。
化学热处理的种类及应用
化学热处理的种类及应用化学热处理是一种通过改变材料的组织结构和性能来提高材料性能的方法。
通过控制材料的加热、冷却和处理过程中的化学反应，使材料的硬度、强度、耐蚀性、耐磨性、耐疲劳性等性能得到改善。
化学热处理一般包括淬火、回火、正火、退火、固溶处理等处理方法，下面我将逐一介绍这些热处理的种类及应用。
淬火是化学热处理中最常见的一种方法，它是通过迅速冷却材料来使组织结构变硬，从而提高材料的硬度和强度。
淬火一般分为水淬、油淬、盐浴淬和气体淬火等不同的冷却介质。
不同的材料需要选择合适的淬火介质来获得最佳的性能。
淬火广泛应用于钢铁行业，如汽车制造、机械制造、航空航天等领域。
回火是淬火后的一种处理方法，它通过加热材料，控制加热温度和时间来改变材料的硬度和脆性，使其具有更好的可加工性和韧性。
回火也可分为不同的温度范围，如低温回火、中温回火和高温回火。
回火广泛应用于制造业，如工具制造、模具制造、刀具制造等领域。
回火可以提高材料的韧性和抗冲击性能，使其不易断裂。
正火是指将材料加热到足够的温度后，以自然冷却的方式使其组织结构改变，从而获得所需的性能。
正火可以改变材料的晶体结构并均匀分布碳化物，提高材料的硬度和强度。
正火广泛应用于汽车发动机制造、工程机械制造等领域，提高材料的耐磨性和强度。
退火是通过加热材料到一定的温度后，以适当的速度冷却，使其组织结构和性能得到改善。
退火可以消除材料中的内应力，改善材料的可加工性和韧性，提高材料的塑性和延展性。
退火广泛应用于铝制品、铜制品、不锈钢等金属材料的制造过程中，提高材料的可塑性和延展性。
固溶处理是指将固溶体加热到一定的温度，使固溶体溶解，然后快速冷却，使固溶体析出新的微观结构，改善材料的性能。
固溶处理常用于合金材料的制备。
固溶处理可以提高合金的硬度、强度和抗腐蚀性能，广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造等领域。
总结起来，化学热处理涵盖了淬火、回火、正火、退火和固溶处理等不同的处理方法，每一种方法都有其独特的适用范围和应用领域。
化学热处理知识总结
化学热处理知识总结#Vol.1 化学热处理的定义化学热处理是将金属或合金工件置于含有适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
化学热处理亦称“表面渗扩”或“热扩渗”处理。
实际上，化学热处理是把金属材料或制件置于含有一种或多种化学元素的固体、液体或气体介质中，在炉中加热到一定温度，通过介质高温裂解物在金属材料表面的分解、吸附、固溶、化合反应使这些元素进入金属表面，并经过热扩散逐渐渗入金属材料，在金属表层形成富一种或多种合金元素的渗层。
化学热处理技术在现代工业中占有很高的比重，它之所以被广泛应用，是因其可在很大程度上提高工件“表硬内韧”的性能要求，如要求工件表面高强度、高硬度、高耐磨性等力学性能、抗咬合性能、抗疲劳性能以及特殊的耐蚀性、抗高温氧化性能等物理化学性能等，同时工件自身还应保持原有的良好的塑韧型等基本性能，从而提高机器零件在各种复杂工况下的耐用度。
化学热处理的主要特征是：固体扩散渗入，既改变工件表面层的化学成分，又改变其组织，渗层与基体之间有扩散层，获得单一材料难以获得的性能或进一步提高工件的使用性能。
化学热处理的驱动力是浓度梯度。
化学热处理形成渗层的结构遵守相图，其结构是连续的，属于冶金结合。
#Vol.2 化学热处理的分类01按渗入元素的种类分类✦可分为渗碳、渗氮（氮化）、渗硼、渗铝、渗硫、碳氮共渗、碳铬复合渗等。
02按渗入元素的种类和先后顺序分类✦01单元渗，渗入单一种元素如渗碳（单元渗碳）、渗硼（单元渗硼）等。
02二元共渗。
同时渗入两种元素的称为二元共渗如同时渗入碳、氮两种元素即称碳氮二元共渗（简称碳氮共渗），同时渗入硼、铝两种元素即称硼铝二元共渗（简称硼铝共渗）等。
03多元共渗。
同时渗入两种以上元素的称为多元共渗如同时渗入碳、氮、硼三种元素即称碳氮硼三元共渗等。
04二元复合渗。
先后渗入两种元素的称为二元复合渗如先后渗入钨和碳两种元素即称钨碳二元复合渗等。
化学热处理
2.组织和性能： ●组织 外层：白色ε或γ相的氮化物薄层，很脆，用精 磨磨去。 中间：暗黑色含氮共析体（α＋γ′）层。 心部：原始回火索氏体组织。
Fe-N相图 倍
38CrMoAl钢氮化层显微组织 400
氮 化 层 组 织
38CrMoAl氮化层硬 度
●性能 （1）氮化后硬度很高 (1000 HV-1100 HV), 在600 ℃-650 ℃不下降, 具有很高的耐磨性和热硬性。 （2）渗氮层体积增大, 造成表面压应力, 疲劳强度 大大提高。 （3）氮化温度低, 零件变形小。 （4）表面形成致密的化学稳定性较高的ε相层, 耐 蚀性好, 在水中、过热蒸气和碱性溶液中均很稳定。
实际应用：丝杠、镗床主轴
三、碳氮共渗
碳氮共渗：同时向零件表面渗入碳和氮的 化学热处理工艺，也称氰化。
一般采用高温或低温两种气体碳氮共渗。 低温碳氮共渗以氮为主，实质为软氮化。
1.高温碳氮共渗工艺 2.工碳件氮放共炉渗内后，的加性热能到、8应3用0 ℃～850 ℃，滴入 煤油(1，) 共同渗时并通淬氨火气后，,保得温到1含h氮～马2 氏h后体，, 耐共磨渗性层比可 达 渗0碳.2的m更m好～。0.5 mm。 高 (2)温共碳渗氮层共具渗有主比要渗是碳渗层碳更，高氮的的压渗应入力使, 碳疲浓劳度强 很 度更快高提,高耐，蚀使性共也渗较温好度。降低和时间缩短。 碳实氮际共应渗用后：淬齿火轮,、再凸低轮温轴回火。
不锈钢活塞环表面渗氮
离子氮化的优点： 渗速是气体渗氮的3-4倍。 渗层具有一定的韧性。 处理后变形小, 表面银白色, 质量好。 能量消耗低, 渗剂消耗少, 对环境几乎无污染。
工程应用：用于轻载、高速条件下工作的需要耐 磨耐蚀的零件及精度要求较高的细长杆类零件。
化学热处理的方法
化学热处理的方法化学热处理是通过改变物质的化学组成和物理结构来改变材料性能的一种方法。
常见的化学热处理方法包括淬火、回火、固溶处理、沉淀处理等。
淬火是将材料急速冷却，使其从高温状态迅速转化为低温状态的过程。
淬火可以通过将材料放入冷却介质中，如水或油中进行，也可以通过将材料暴露在大量冷空气中实现。
淬火后的材料通常具有高硬度和高强度，但是也会变脆。
淬火是通过迅速将材料中的相变来改变其物理和化学性质的方法。
回火是将淬火后的材料在适当温度下进行加热保温一段时间，然后再冷却的过程。
回火可以降低材料的硬度，提高韧性和延展性。
回火的温度和时间可以根据需要调节，以实现所需的性能。
回火是通过改变材料中残留的淬火应力和调整组织结构来改变物质性能的方法。
固溶处理是将固体溶质溶解在固体溶剂中的过程。
在固溶处理中，材料被加热到高温，使固体溶质在固体溶剂中溶解。
然后，将材料快速冷却以形成固溶体。
固溶处理通常用于合金材料，通过调整溶质的含量和分布来改变材料的物理和化学性质。
固溶处理可以增加合金材料的强度、硬度和耐腐蚀性。
沉淀处理是通过在溶液中加入适当的化学试剂，使材料中的某些成分析出并形成沉淀物的过程。
沉淀处理可以用来改变材料的化学组成、晶体结构和晶粒尺寸等。
通过控制沉淀处理的条件和处理时间，可以对材料进行精确的调控。
沉淀处理可以用于改变材料的导电性、磁性和光学性质。
除了上述的常见化学热处理方法，还有一些特殊的热处理方法，如氧化还原处理、硝酸处理和氢气处理等。
这些方法根据不同的材料和处理目的选择不同的处理条件。
总的来说，化学热处理是通过改变材料的化学组成和物理结构来改变材料性能的一种方法。
不同的热处理方法可以实现对材料性能的精确调控，从而使材料可以适应不同的应用领域。
化学热处理在金属、合金、陶瓷等材料的制备和加工过程中起着重要的作用。
热处理基础知识
热处理基础知识热处理是一种对金属或合金材料进行加热和冷却的工艺，以达到改变材料组织和性能的目的。
这种工艺被广泛应用于冶金、机械制造、汽车制造和航空航天等领域。
在这篇文章中，我们将介绍热处理的基础知识。
热处理的类型热处理主要分为三种类型：退火、淬火和回火。
1. 退火退火是一种将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
这种工艺通常用于解除应力、改善加工性能和增强材料韧性。
在退火过程中，材料的晶体结构将发生重组，使晶格缺陷得到修复，晶体大小得到调整。
2. 淬火淬火是一种将材料迅速加热到一定温度，然后将其迅速冷却的工艺。
这种工艺可以使材料达到高硬度、高强度和高耐磨性等优点。
淬火过程中，由于温度的变化速度很快，使材料组织形态产生了变化，从而改变材料性质。
3. 回火回火是一种通过将淬火后的材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
这种工艺可以使淬火后的材料降低硬度，增加韧性。
此外，回火还可改善材料的加工性能和耐腐蚀性能，缓解加工应力。
热处理的影响因素热处理的影响因素主要有以下几个方面：1. 热处理温度热处理温度是影响材料在热处理过程中性能和组织的重要因素。
一般来说，热处理温度越高，材料的强度、硬度越高，但是对材料韧性的影响则不同。
2. 热处理时间热处理时间是影响材料性能和组织的另一个重要因素。
一般来说，热处理时间越长，材料的组织结构越稳定，抵抗变形、断裂等现象的能力越强。
3. 冷却速度不同的热处理工艺采用的冷却速度不同，对材料性能和组织有重要影响。
一般来说，淬火时采用的冷却速度越快，材料的组织越致密，硬度和强度越高。
而回火时采用的冷却速度较慢，材料的组织结构会较为柔软，韧性和可塑性更高。
4. 热处理介质不同的热处理工艺采用的热处理介质不同，如油、水、盐和空气等。
这些介质的物理化学性质和介质与材料的接触方式会影响材料的热处理效果。
热处理工艺的应用热处理技术被广泛应用于各种金属和合金材料。
例如，汽车制造业中的底盘、齿轮和曲轴等零部件，通常需要采用淬火工艺来增加其硬度和强度。
化学热处理的基本过程
化学热处理的基本过程一、引言化学热处理是指通过在材料加热的同时进行化学反应，以改变材料的物理性能和化学性质的一种方法。
它广泛应用于金属材料的改性和加工过程中，具有重要的工程意义。
本文将介绍化学热处理的基本过程。
二、预处理在进行化学热处理之前，首先需要对待处理材料进行预处理。
预处理的目的是去除材料表面的污染物和氧化层，以保证化学热处理的效果。
常用的预处理方法包括酸洗、碱洗和电解清洗等。
酸洗可以去除材料表面的氧化皮和锈蚀物，碱洗可以去除材料表面的油脂和污垢，电解清洗可以通过电解作用去除材料表面的氧化物。
三、加热加热是化学热处理的关键步骤。
在加热过程中，需要将材料加热到一定的温度范围，使其达到所需的相变温度。
相变温度是指材料在加热过程中发生相变的温度，常见的相变包括固态相变和液态相变。
加热可以通过多种方式进行，如电阻加热、感应加热和火焰加热等。
其中，电阻加热是最常用的加热方式，通过通电使加热元件发热，将热量传递给待处理材料。
四、反应在加热过程中进行的化学反应是化学热处理的核心部分。
化学反应的种类和机理取决于待处理材料的组成和所需的性能改善。
常见的化学反应包括固溶体形成、相变和析出等。
固溶体形成是指在加热过程中，溶质原子溶解在晶格中形成固溶体。
相变是指材料的组织结构发生变化，常见的相变有奥氏体转变、铁素体转变和马氏体转变等。
析出是指在加热过程中，溶质原子从固溶体中析出形成新的相。
五、冷却冷却是化学热处理过程的最后一步。
在冷却过程中，需要将已经完成化学反应的材料快速冷却，以固定其组织结构和性能改善的效果。
冷却可以通过多种方式进行，如水冷、气冷和盐浴冷却等。
其中，水冷是最常用的冷却方式，通过将材料浸入冷却介质中，使其迅速降温。
六、后处理化学热处理完成后，还需要进行后处理工序。
后处理的目的是消除化学热处理过程中产生的不良效果，如残余应力和氢脆等。
常见的后处理方法包括退火、回火和淬火等。
退火是通过加热材料并使其缓慢冷却，以消除残余应力和提高材料的塑性。
九年级化学热处理知识点
九年级化学热处理知识点热处理是指通过加热和冷却的方式来改变材料的物理和化学性质，使其达到所需要的性能和结构。
在九年级的化学学习中，我们需要掌握一些热处理的基本知识点。
本文将围绕九年级化学热处理知识点展开讨论。
一、热处理的基本概念及分类热处理是指通过加热和冷却的过程来改变材料的性质。
根据处理温度和目的的不同，热处理可以分为淬火、回火、退火以及时效等不同的类别。
1. 淬火淬火是指将材料加热至适当温度后迅速冷却，以改变其组织和硬度的热处理方法。
淬火可以使金属材料达到硬、脆的状态，增加其强度和硬度。
2. 回火回火是指在淬火后将材料加热至适当温度并进行保温，然后缓慢冷却的过程。
回火能够减轻淬火后材料的脆性，提高其韧性和可靠性。
3. 退火退火是指将材料加热至一定温度后经过一段时间的保温，然后缓慢冷却的过程。
退火能够消除材料内部的应力和组织缺陷，提高其塑性和可加工性。
4. 时效时效是指将材料加热至一定温度进行保温一段时间后迅速冷却的过程。
时效能够稳定材料的组织结构，提高其强度和耐蚀性。
二、常见热处理方法及其影响不同的热处理方法对材料的性质有着不同的影响。
以下将介绍几种常见的热处理方法及其影响。
1. 淬火淬火可以使金属材料的硬度增加，但同时也会增加其脆性。
淬火后的材料晶粒较细小，表面剩余应力较大。
2. 回火回火能够减轻淬火后材料的脆性，提高其韧性。
通过不同的回火温度和时间，可以获得不同的硬度和韧性组合。
3. 退火退火能够消除材料内部的应力和组织缺陷，提高其塑性和可加工性。
退火后的材料具有较高的韧性和良好的可塑性。
4. 时效时效能够稳定材料的组织结构，提高其强度和耐蚀性。
不同的时效条件可以获得不同的强度和耐蚀性。
三、热处理在实际应用中的重要性热处理在实际应用中具有重要的意义。
通过热处理可以改善材料的性能，使其适用于不同的工程领域。
以下是几个实际应用中热处理的例子。
1. 汽车制造在汽车制造中，发动机缸体和曲轴等零部件经过热处理，可以提高其强度和耐磨性，从而提高整个发动机的性能。
化学热处理
化学热处理在金属切削加工中，经常遇到的是淬火、退火、正火和回火。
其中应用较多的是淬火与回火。
淬火是将钢件加热到临界点以上某一温度，保温适当时间后，在水或盐水等淬冷介质中快速冷却的一种金属热处理工艺。
淬火后硬度一般比原来硬度高，但有些牌号淬火后需要进行低温回火。
化学热处理的基本原理是把零件和工具浸没在一定浓度的化学介质(主要是渗碳剂)中进行加热处理，随着处理温度的升高和保温时间的增长，使渗碳层的组织转变为马氏体、贝氏体或托氏体，由于表面硬度升高，从而提高了零件表面的耐磨性。
这种表面处理叫做渗碳。
渗碳后还需要对零件进行高温回火。
它的目的是消除渗碳所引起的表面硬化及脆性，同时可降低零件中残余奥氏体的含量，并使工件具有良好的综合机械性能。
这种处理方法所能达到的硬度不高，只有60～70HRC左右。
一般低于60HRC的处理称为调质，它的工艺范围宽，适应性强。
用于各种类型、各种性能的钢材。
如弹簧钢、轴承钢、工具钢、高速钢以及要求特别硬度的工模具钢等。
正火是将工件加热到临界点以下某一温度后在空气中冷却，然后在水中冷却的金属热处理工艺。
正火后的组织比较均匀，有良好的综合力学性能，广泛用于各种结构零件的处理。
如碳素结构钢和低合金结构钢，各种工具钢，滚动轴承钢等。
常用于各种重要结构件、一般机器零件及高速切削刀具。
如车轴、机床主轴、内燃机曲轴、气缸体、齿轮、凸轮轴、连杆、小齿轮、活塞销等。
回火是将工件加热到临界点以上某一温度，保温一定时间，然后在水中或油中冷却，获得回火马氏体组织，以便进行切削加工或淬火后的中间退火。
最早的一种铝合金的化学热处理。
是在金属的碳氮共渗基础上开发出来的新工艺。
它采用较高的加热温度(一般为Ac1)和较低的加热速度(200 ℃/h)，使碳氮化合物分解而析出弥散分布的渗碳体，从而提高了硬度、耐磨性和疲劳强度。
现代铝合金的化学热处理广泛地应用于航空、宇航、汽车等领域。
近年来还在电子、电工等方面应用。
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一．软氮化热处理
为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近年间在原氮化工艺基础上发展了软氮化和离子氮化两种新氮化工艺。
软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。
1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。
目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。
气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。
活性氮、碳原子被工件表面吸收，通过扩散渗入工件表层，从而获得以氮为主的氮碳共渗层。
气体软氮化温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度值最高。
氮化时间常为2-3小时，因为超过2.5小时，随时间延长，氮化层深度增加很慢。
2、软氮化层组织和软氮化特点：钢经软氮化后，表面最外层可获得几微米至几十微米的白亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，次层为的扩散层，它主要是由γ`相和ε相组成。
软氮化具有以下特点：
(1)、处理温度低，时间短，工件变形小。
(2)、不受钢种限制，碳钢、低合金钢、工模具钢、不锈钢、铸铁
及铁基粉未冶金材料均可进行软氮化处理。
工件经软氮化后的表面硬度与氮化工艺及材料有关。
3、能显著地提高工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。
在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能。
4、由于软氮化层不存在脆性ξ相，故氮化层硬而具有一定的韧性，不容易剥落。
因此，目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、刀具（如：高速钢刀具）等、曲轴、齿轮、气缸套、机械结构件等耐磨工件的处理。
二.长轴氮化热处理
目前，国内一般细长轴(2—3m)的热处理变形量要求不大于0.03～0.05mm，按传统制造工艺是很难达到这个要求。
经过对传统制造工艺流程和工艺进行改进和完善，使长轴最终氮化处理的变形量达到国内同行业先进水平。
1、38CrMoAl长轴传统工艺流程和热处理工艺
热处理氮化要求：
a.硬度HV≥850，渗透度深度大于0.50mm，脆性级别1～2级；
b.全长变形量≤0.05mm。
在38CrMoA长轴投产初期，仍按传统制造工艺流程拟定了工艺路线和热处理工艺。
工艺路线如下：
锻坯一退火一调质一粗车—稳定回火—粗车一精车一铣健槽一粗磨一氮化一精磨成活
热处理采用二段氮化工艺。
氮化后按GB／T43401—1999标准和GB／T9451—88标准检验，其结果如下：
a．维氏硬度：表面：HV945；距表面0.05mm：HVl910；距表面0.60mm：HV348；中心硬度：HV294。
b．脆性级别测定用维氏负荷硬度计HV5000g，脆性级别为2级；
c．检测轴全长变形量为3～4mm。
分析氮化后产生严重变形的原因，主要是加工工艺流程的工序安排采用传统方法是不合理的，其热处理工艺也有改进的余地。
2、改进工艺流程的工序和热处理工艺
针对上述情况，查阅许多有关资料，长轴的制造工序和热处理工艺作了合理的设计，制订了新的工艺流程方案和热处理工艺措施。
在工序方面增加了稳定回火和加工键槽后配制假键，并对热处理氮化工艺作了一定的修改，由原来氮化炉炉冷至150℃出炉，改为炉冷至室温出炉。
改进后的加工工序如下：
锻坯一退火一调质一粗车一稳定回火一精车（Ⅰ）一铣键槽—稳定回火一精车（Ⅱ）一粗磨一配制假键一氮化一精磨成活氮化后按GB／T43401-1999和GB／T9451—88检验，其结果如下：
a．维氏硬度：表面：HV981；距表面0.05mm：HV938；距表面0.60mm：HV346；中心硬度HVl50g-292。
b．脆性级别测定用维氏负荷硬度计HV5000g，脆性级别为Ⅰ级；
c. 检测轴全长变形量为0.02～0.03mm。
3、结束语
在38CrMoAl长轴氮化处理工中，通过不断总结经验，制订出合理的工艺规程，并对工艺的实施严格控制，最终将氮化处理过程中的变形量控制在国内同行业先进水平。
三.木屑在热处理中的运用
1、渗碳
（1）用木屑+0.5%-1%BaCO3制成固体渗碳剂（加催渗剂），820-830℃×1h，渗层可达0.25-0.30mm，碳浓度达0.70%-0.90%，生产劳动条件优于一般固体渗碳，节电80%-90%，成本仅为原工艺的10%。
（2）90%木屑+10%Na2CO3制成渗碳剂。
（3）88%木屑+12%BaCO3制成渗碳剂。
（4）按原苏联资料报道，每70g苏打粉（Na2CO3）和亚铁氰化钾（黄白盐）加1kg木屑配制成的固体渗碳剂，均匀混合后即可使用，930℃×4h，渗层可达1.0mm，要达到此渗速，普通固体渗碳要8h。
此法渗速快，成本低，而且节能。
（5）66%木屑+27% BaCO3+7% Na2CO3制成渗碳剂。
2、固体渗氮
60%木屑+30%尿素+7%生石灰+3%氯化铵，渗氮温度（550±10℃），时间4-10h，渗层厚0.12-0.15mm。
适用于3Cr2W8V、H13等热作模具，高速钢刀具制品等。
3、C-N共渗
80%木炭+12%木屑+7.5尿素+0.5% Na2CO3组成C+N共渗剂。
4、防氧化碳保护剂
（1）为了节约Cr12MoV合金钢，把磨损、崩牙的滚丝模翻新利用，有较高的经济价值。
在空气炉中加热，780-790℃缩孔，高温回火700-720℃，淬火加热980-1000℃时，都撒上木屑适量，能起很好的保护作用。
（2）鲤鱼钳，克丝钳模锻后在箱式炉中退火时，只要在工件上撒上一层木屑，退火后工件表面光洁美观。
（3）在高速钢锻件上放一些木屑，再装箱退火，能大大减轻氧化脱碳程度。
（4）高速钢刀具或模具返修品在空气炉中退火时，用木屑和纯碱混合物作保护剂，能保证工件不氧化、不脱碳。
（5）木屑在热处理中的其它用途
拉刀淬火后用木屑擦，大而薄的铣刀片等温淬火后用木屑擦，可为热校直赢得时间，确保淬弯的工件得到及时校直。