第4章 贵金属材料及其合金的热处理
金属材料热处理
金属材料热处理简介金属材料热处理是指通过加热和冷却等工艺来改变金属材料的结构和性能的一种方法。
热处理可以提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性和韧性等特性，从而满足特定的工程要求。
本文将介绍金属材料热处理的基本原理、常用方法和应用领域。
基本原理金属材料的性能主要受其晶体结构和组织状态的影响。
热处理通过改变金属材料的晶体结构和组织状态来改善其性能。
常见的金属材料热处理方法包括退火、淬火、回火和时效等。
•退火：将金属材料加热到一定温度保温一段时间后缓慢冷却。
退火可以消除材料内部的应力和组织缺陷，使材料变得柔软和韧性增加。
•淬火：将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却。
淬火可以使材料迅速形成硬而脆的组织，提高材料的硬度和强度。
•回火：在淬火后将金属材料加热到较低的温度并保持一段时间后冷却。
回火可以减轻淬火过程中产生的应力和脆性，提高材料的韧性和耐腐蚀性。
•时效：将金属材料在较低的温度下长时间保持，使其达到更稳定的状态。
时效可以进一步改善材料的硬度、强度和耐腐蚀性。
常用方法退火退火是金属材料热处理中最常用的一种方法。
根据材料的需求不同，退火可以分为完全退火、球化退火和油墨退火等。
•完全退火：将金属材料加热到其临界温度以上，保温一段时间后冷却到室温。
完全退火可以降低金属材料的硬度和强度，提高其韧性和延展性。
•球化退火：将金属材料加热到其临界温度以上，保温一段时间后冷却到室温。
球化退火可以改善材料的塑性和加工性能，使其更容易进行成型和加工。
•油墨退火：将金属材料加热到临界温度以上，然后快速冷却到低温，再将其加热到较低温度进行保温一段时间后冷却。
油墨退火可以提高材料的硬度、强度和耐腐蚀性。
淬火和回火淬火和回火常常一起进行，以获得所需的材料性能。
淬火可以使材料快速形成硬而脆的组织，而回火可以减轻淬火过程中产生的应力和脆性。
•全淬火：将金属材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却。
全淬火可以使材料达到最大的硬度和强度。
•部分淬火：将金属材料加热到临界温度以上，然后将其冷却到特定温度进行保温一段时间后冷却。
金属材料及热处理教案
金属材料及热处理教案教案标题：金属材料及热处理教案教案目标：1. 了解金属材料的基本特性和分类。
2. 理解热处理对金属材料性能的影响。
3. 学习常见的金属热处理方法及其应用。
4. 培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
教案步骤：引入：1. 通过展示一些常见的金属制品，引起学生对金属材料的兴趣，并提问学生对金属材料的了解程度。
知识讲解：2. 介绍金属材料的基本特性，如导电性、导热性、延展性等，并与非金属材料进行对比。
3. 介绍金属材料的分类，如有色金属和黑色金属，并列举常见的金属材料及其应用。
热处理概述：4. 介绍热处理的概念和作用，解释热处理对金属材料性能的影响。
5. 介绍常见的热处理方法，如退火、淬火、回火等，并讲解每种方法的原理和应用领域。
实验操作：6. 设计一个简单的金属热处理实验，如对某种金属材料进行退火处理。
7. 指导学生进行实验操作，包括材料的准备、加热过程、冷却过程等。
8. 引导学生记录实验数据，并进行数据分析和结果总结。
案例分析：9. 提供一个金属材料应用案例，如汽车发动机的曲轴材料选择和热处理方法。
10. 引导学生分析该案例中金属材料的选择原因和热处理方法的影响。
课堂讨论：11. 组织学生进行课堂讨论，让学生分享他们对金属材料及热处理的理解和应用经验。
12. 解答学生提出的问题，并对学生的回答进行指导和补充。
作业布置：13. 布置相关的课后作业，如阅读金属材料及热处理的相关资料，或进行小组研究报告等。
教学评估：14. 设计一个简单的小测验，检查学生对金属材料及热处理的理解程度。
15. 对学生的实验报告和课堂表现进行评估，评价学生的实验操作能力和数据分析能力。
教学延伸：16. 鼓励学生参加相关的科技竞赛或实验设计比赛，拓展他们对金属材料及热处理的兴趣和应用能力。
17. 提供相关的学习资源和参考书目，供学生进一步深入学习和研究。
教学反思：18. 教学结束后，对本节课的教学过程和效果进行反思，总结教学经验和改进方案。
《金属学与热处理》课件
本课程将介绍金属学基础、金属热力学、金属相变、金属缺陷与强化、金属 热处理以及金属表面处理，让您掌握金属材料与加工的基本知识。
第一章 金属学基础
1
金属的组成
金属是由原子或离子通过共用自由电子结合而成，是导热、导电、延展、可塑性 极强的物质。
2
金属的晶体结构
金属是具有整齐排列、具有规律性的晶体结构。晶格是六面体密排结构。
3
金属的晶界和位错
晶界是晶体内部不同晶粒相交界面。位错是晶粒中原子或离子排列存在的缺陷。
第二章 金属热力学
热力学第一定律
能量可以从一种形式转换成 另一种形式，但能量总量不 变。
热力学第二定律
热量不会自己从低温转移到 高温物体，只有在做功或吸 收外界热量的情况下才可以。
热力学第三定律
在温度绝对零度的情况下， 能量变为零。
2 热处理设备
有固体加热炉、电阻炉、气体加热炉、水加热炉等。
3 热处理工艺控制
包括加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度等控制参数。
第六章 金属表面处理
金属表面处理方法
包括化学处理、机械加工、电 化学处理、热处理、电镀等多 种方法。
金属表面处理工艺流程
表面清洁、表面活化、表面处 理、表面涂装等环节组成。
产生于晶体生长、切割、变形等过程中。
包括薄亚晶带、位错、蠕变加工硬化带。
3
面缺陷
是金属晶体的缺陷，其形状是哑铃、孔
强化机理
4
等。表现为晶界、裂纹等。
金属材料经过不同的加工或处理过程， 可以获得不同的强度、硬度、延展性等
性能。
第五章 金属的热处理
1 热处理工艺
是在一定的加热、保温和冷却条件下，对金属材料进行组织和性能控制的工艺。
《金属材料热处理》课件
热裂纹
热处理过程中，材料可能出 现裂纹，需要注意控制冷却 速度和选择合适的退火工艺。
变形问题
热处理后，材料可能发生变 形，需要采取正确的工艺措 施来避免和修复变形。
残余应力
热处理后的材料可能存在残 余应力，需要进行调控和处 理，以避免影响其性能和使 用寿命。
热处理பைடு நூலகம்金属材料的影响及应用
热处理对金属组织和性能的影响
热处理可以改变金属材料的晶粒结构和性能特点，如提高强度、硬度、韧性等。
热处理的应用
热处理广泛应用于汽车制造、航空航天、钢铁冶金等领域，以提升材料的性能和使用寿命。
热处理中的安全问题
1
热处理的安全注意事项
在进行热处理时，需要注意防护措施、安全操作规程和材料的危险特性。
2
热处理中常见的安全事故
有时在热处理过程中可能发生火灾、爆炸、中毒等意外事故，要加强安全意识和 应急准备。
结语
热处理的重要性
热处理是金属材料加工过程中不可或缺的环节，对最终产品的质量和性能有重要影响。
热处理的研究和发展趋势
随着科技的进步和需求的变化，热处理技术将不断创新和发展，以满足不同行业的需求。
《金属材料热处理》PPT 课件
欢迎来到《金属材料热处理》的课件。本课程将介绍热处理的基本概念、工 艺和方法，以及对金属材料的影响和应用，同时会涉及一些安全注意事项。
热处理的基本概念和分类
热处理的定义
热处理是指通过加热、保温和冷却等手段， 对金属材料进行组织和性能改变的工艺。
热处理的分类
热处理可分为退火、淬火、回火、时效等不 同分类，每种方法都有特定的目的和效果。
热处理工艺和方法
1
热处理工艺流程
金属材料与热处理
金属材料与热处理金属材料是工程领域中使用最广泛的材料之一，其性能的优劣直接影响着工程产品的质量和使用寿命。
而热处理作为一种重要的金属材料加工工艺，对金属材料的性能改善起着至关重要的作用。
本文将从金属材料的特性、热处理的基本原理和常见的热处理工艺等方面进行介绍。
首先，金属材料的性能受到其组织结构的影响。
金属材料的晶粒结构、晶界、位错等微观结构对其力学性能、物理性能和化学性能有着重要的影响。
通过热处理工艺，可以改善金属材料的晶粒结构，消除内部应力，提高材料的硬度、强度和耐磨性，同时还可以改善材料的塑性和韧性。
其次，热处理是通过加热、保温和冷却等工艺对金属材料进行控制加工，以改善其组织结构和性能的工艺。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
退火是将金属材料加热至一定温度后进行缓慢冷却，以消除材料的内应力、提高材料的塑性和韧性；正火是将金属材料加热至一定温度后进行保温一段时间，再进行空气冷却，以提高材料的硬度和强度；淬火是将金属材料加热至临界温度后迅速冷却，以获得高硬度和高强度；回火是在淬火后将金属材料加热至较低温度后进行保温一段时间，以降低材料的脆性。
最后，热处理工艺的选择需要根据金属材料的具体情况和要求来确定。
不同的金属材料对热处理工艺的要求也不同，因此在进行热处理前需要对金属材料的性能和组织结构进行全面的分析和测试，以确定最合适的热处理工艺。
同时，在进行热处理时需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以确保热处理效果。
综上所述，金属材料与热处理是密不可分的关系，热处理工艺的选择和控制对金属材料的性能改善至关重要。
通过合理的热处理工艺，可以使金属材料获得更好的力学性能、物理性能和化学性能，从而满足不同工程产品对材料性能的要求。
希望本文的介绍对大家有所帮助，谢谢阅读！。
金属材料与热处理
金属材料与热处理
金属材料是指由金属元素组成的材料，在工业和日常生活中广泛应用。
金属材料具有良好的导电、导热、强度、延展性和可塑性等特点, 并且可以通过热处理来改变其性质和组织结构。
热处理是指对金属材料进行加热和冷却过程，以改变其组织结构和性能。
热处理可以分为退火、淬火、回火和固溶处理等几种主要方法。
退火是将金属材料加热到一定温度，然后逐渐冷却的过程。
通过退火，可以使金属材料的晶粒长大，同时消除应力和改善塑性。
退火常用于消除冷加工应变、改善材料的韧性和减少材料的硬度。
淬火是将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却的过程。
通过淬火，可以使金属材料形成马氏体等硬质组织，提高金属的硬度和强度。
淬火常用于制造刀具、齿轮等需要高强度和硬
度的零件。
回火是将经过淬火处理的金属材料加热到一定温度，然后冷却的过程。
通过回火，可以减轻材料的脆性和强度，提高材料的韧性和韧化。
回火常用于改善淬火后的组织和性能，使金属
材料同时具有一定的强度和韧性。
固溶处理是将金属材料加热到一定温度，然后迅速冷却的过程。
通过固溶处理，可以将金属中的固溶体变为溶解形态，提高材料的塑性和韧性。
固溶处理常用于改善合金材料的性能和提高
其耐腐蚀性。
总之，热处理是一种重要的金属材料处理方法，可以通过改变金属材料的组织结构和性质，使其具有所需的特定性能。
不同的热处理方法适用于不同的金属和应用领域，但共同的目标是提高金属材料的性能和使用寿命。
金属材料及热处理
金属材料及热处理
金属材料是工程中常用的材料之一，其性能的优劣直接影响着工程产品的质量。
而金属材料的性能又与其热处理工艺密切相关。
因此，对金属材料及其热处理工艺的研究具有重要的意义。
首先，金属材料的选择对于工程产品的性能至关重要。
金属材料的性能包括力
学性能、物理性能和化学性能等多个方面。
在实际工程中，需要根据产品的具体要求来选择合适的金属材料，以满足产品的使用需求。
比如，对于需要具有较高强度的产品，可以选择高强度的合金钢作为材料；对于需要具有良好导热性能的产品，可以选择铜或铝等金属材料。
因此，对于不同的工程产品，需要根据其具体要求来选择合适的金属材料，以保证产品的性能。
其次，金属材料的热处理工艺对其性能也有着重要的影响。
热处理工艺是通过
加热、保温和冷却等工艺来改变金属材料的组织结构和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
通过不同的热处理工艺，可以调整金属材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能，从而满足不同工程产品的要求。
比如，对于需要具有较高硬度和强度的产品，可以采用淬火工艺来提高材料的硬度和强度；对于需要具有较高韧性的产品，可以采用回火工艺来提高材料的韧性。
因此，热处理工艺的选择对于金属材料的性能具有重要的影响。
总之，金属材料及其热处理工艺对于工程产品的性能具有重要的影响。
在实际
工程中，需要根据产品的具体要求来选择合适的金属材料，并通过合适的热处理工艺来调整材料的性能，以满足产品的使用需求。
只有这样，才能保证工程产品具有良好的性能和质量，从而满足用户的需求。
金属材料与热处理
金属材料与热处理金属材料是工业生产中常用的材料之一，其具有良好的导电性、导热性和机械性能，因此在各行各业中得到广泛应用。
然而，金属材料的性能在制造过程中往往不能达到最佳状态，这就需要进行热处理。
热处理是对金属材料进行加热或冷却处理，以改变其组织结构和性能的一种工艺。
通过控制材料的加热温度、冷却速率和保温时间等参数，可以使金属材料达到理想的机械性能、延展性和强度等特性。
金属材料的热处理可以分为多种类型，包括退火、淬火、回火等。
其中，退火是指将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以降低硬度、改善延展性和强度等性能。
淬火则是指将金属材料加热到相变温度，然后迅速冷却，以提高硬度和强度等性能。
回火是在淬火后对材料进行再加热处理，以减轻淬火时的残余应力和脆性。
热处理的过程非常关键，不同的热处理工艺对金属材料的性能影响很大。
例如，合理的退火处理可以使金属材料获得较好的塑性和韧性，适用于制造弯曲、拉伸等工艺要求较高的产品；而淬火处理则适用于需要获得较高硬度和强度的零部件。
另外，金属材料的选择也会影响热处理效果。
不同金属材料具有不同的热处理特性和需求，因此需要根据具体情况选择合适的金属材料和热处理工艺。
一些常见的金属材料包括钢铁、铝、铜等，它们各自有不同的机械性能和热处理特点。
总的来说，金属材料与热处理密不可分。
通过合理的热处理工艺，可以改善金属材料的性能，提高产品的质量和使用寿命。
因此，在金属加工和制造领域，热处理是一项重要的工艺，需要专业人员严格控制各项参数，以保证金属材料的优良性能和性价比。
热处理在金属材料加工和制造中起着至关重要的作用，它可以改善金属材料的组织结构和性能，提高其强度、耐磨性、耐腐蚀性等特性，同时也能够消除金属材料制造过程中产生的应力、缩小尺寸误差等问题，从而提高产品的质量和使用寿命。
一种常见的热处理工艺是退火。
退火是指将金属材料加热到其临界温度以上，然后进行缓慢冷却。
通过退火处理，金属材料的晶粒可以重新长大，原来的晶界处的碎屑得到消除；同时，还能消除金属的内应力，提高塑性和韧性。
《金属材料及热处理》课件
热处理：通过加热和冷却，改变金属材料的微观结构，提高耐磨性
合金化：添加其他元素，形成合金，提高耐磨性
表面处理：如电镀、喷涂、涂层等，提高耐磨性
结构设计：优化金属材料的形状和尺寸，提高耐磨性
05
金属材料的应用领域
航空航天领域
飞机制造：铝合金、钛合金、不锈钢等金属材料广泛应用于飞机制造
热处理的应用
提高金属材料的强度和硬度
改善金属材料的塑性和韧性
消除金属材料的内应力和变形
提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性
改善金属材料的表面质量和尺寸精度
提高金属材料的使用寿命和可靠性
04
金属材料的性能改善
金属材料的强度提升
热处理：通过加热和冷却改变金属的微观结构，提高强度
合金化：通过添加其他元素形成合金，提高强度
03
淬火是将金属材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料内部形成马氏体组织，提高硬度和耐磨性
04
回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使马氏体组织转变为回火马氏体，降低硬度和脆性，提高韧性和塑性
05
正火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织均匀化，提高塑性和韧性
06
退火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织软化，降低硬度和脆性，提高塑性和韧性
热处理工艺流程
加热：将金属材料加热到预定温度
保温：保持金属材料在预定温度下保温一段时间
冷却：将金属材料冷却到室温或低于室温
回火：将金属材料加热到一定温度后冷却，以消除内应力，提高韧性和塑性
淬火：将金属材料加热到一定温度后快速冷却，以获得高硬度和耐磨性
退火：将金属材料加热到一定温度后缓慢冷却，以消除内应力，提高塑性和韧性
金属材料及热处理
▪ 正火的加热温度通常在Ac3或Accm以上30-50℃，
正火是比较简单、经济的热处理方法，在生产 中应用较广泛，主要目的是为了细化晶粒，使 其组织更加均匀，改善机加工性能，在阀门中 一般25#，45#钢的零件采用此工艺
淬火
▪ 将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上一定温度．保温一
定时问，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使 过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的热处理工 艺称为淬火，它可以显著提高钢的强度和硬度
▪ 通过调质后的零件材料金相组织为回火索低体， 其目的是得到强度硬度，塑性和韧性良好的综 合机械性能调质处理在阀门中的零件是常用的 热处理工序
▪ 调质处理用作于马氏体不锈钢（1Cr13、2Cr13、 1Cr17Ni2）及合金钢软化手段，它可作为预先 热处理，也可作为最终热处理
▪ 作为预选热处理，一方面是为了满足切削加工 上的需要，如降低硬度，另一方面也是为最终 热处理作好组织准备调质处理，得到回火索氏 体组织，其机械性能比正火要优越得多，如碳 钢45钢调质后屈服极限和冲击韧性，比正火处 理高40%，而强度极限和断面收缩率也比正火 高5-6%，调质后的性能是与零件的淬透性密切 相关的，只有当零件淬透时才能获得最佳的机 械性能
Hale Waihona Puke 氏硬度是用单位压痕面积的力作为布氏硬度值的计量即试验力除以压痕表面积，
优点是测定的数据准确、稳定、 数据重复性强，常用于测定退火、 正火、调质钢、铸铁及有色金属的 硬度。布氏硬度试验还可用于有色 金属和软钢，采用小直径球压头可 以测量小尺寸和较薄材料。
优点是测定的数据准确、稳定、 数据重复性强，常用于测定退火、 正火、调质钢、铸铁及有色金属的 硬度。布氏硬度试验还可用于有色 金属和软钢，采用小直径球压头可 以测量小尺寸和较薄材料。
金属材料与热处理总结
金属材料与热处理总结金属材料是工程领域中最常用的材料之一，其性能和用途很大程度上取决于其热处理过程。
热处理是通过控制金属材料的温度、时间和冷却速率来改变其内部结构和性能的工艺。
本文将对金属材料的热处理方法和效果进行总结，以期为工程实践提供参考。
首先，我们来谈谈金属材料的热处理方法。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火。
退火是将金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却至室温，以消除内部应力和改善塑性。
正火是将金属材料加热至适当温度，然后在空气中冷却，以提高硬度和强度。
淬火是将金属材料加热至临界温度，然后迅速冷却至室温，以获得高硬度和强度。
回火是将淬火后的金属材料重新加热至适当温度，然后进行缓慢冷却，以降低硬度和提高韧性。
其次，我们来探讨金属材料热处理的效果。
热处理可以显著改变金属材料的组织结构和性能。
通过退火，金属材料的晶粒得以细化，内部应力得以消除，从而提高其塑性和韧性。
通过正火，金属材料的碳化物颗粒得以析出，晶粒得以再结晶，从而提高其硬度和强度。
通过淬火，金属材料的组织得以马氏体化，从而获得极高的硬度和强度。
通过回火，金属材料的马氏体得以转变，内部应力得以释放，从而平衡硬度和韧性。
最后，我们需要注意的是金属材料的热处理过程中需要严格控制温度、时间和冷却速率。
温度过高或时间过长会导致晶粒长大，从而降低金属材料的性能；冷却速率过快会导致金属材料产生裂纹或变形。
因此，在实际工程中，需要根据金属材料的具体成分和要求，合理选择热处理方法和工艺参数，以获得最佳的性能和效果。
总之，金属材料的热处理是工程领域中不可或缺的工艺之一，通过合理的热处理方法和工艺参数，可以显著改善金属材料的性能和用途。
因此，在工程实践中，我们需要深入理解金属材料的热处理原理和方法，灵活运用于实际生产中，以满足不同工程需求。
金属材料的热处理方法
金属材料的热处理方法金属材料的热处理方法是通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织和性能的方法。
热处理可以提高材料的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性等性能，并且可以使材料达到特定的性能要求。
下面我将介绍几种常见的金属热处理方法。
1.回火回火是通过将淬火后的金属材料加热至适当温度，然后控制冷却速率，使其在固态下进行与淬火相对应的组织和性能调整的一种热处理方法。
回火可以减轻残余应力，提高材料的韧性和可加工性，降低硬度和强度。
2.淬火淬火是将金属材料加热至临界温度以上，然后快速冷却至室温以下的热处理方法。
淬火可以使材料获得高硬度和高强度，这是由于快速冷却过程中形成了马氏体组织而引起的。
淬火通常可分为水淬、油淬和气冷等不同方式，不同淬火介质可以得到不同的组织结构，从而影响材料的性能。
3.时效处理时效处理是将金属材料在合适的温度下保温一定时间，然后进行适当的冷却处理。
时效处理可以使材料的强度和韧性得到调整和提高，并且还可以调整材料的析出相和分布，从而控制材料的性能。
4.固溶处理固溶处理是将金属材料加热至固溶温度，然后进行充分保温，再进行快速冷却的热处理方法。
固溶处理主要用于合金材料，目的是将固溶体中的溶质原子溶解在基体中，从而调整材料的组织和性能。
5.正火正火是将金属材料加热至适宜的温度，然后进行适当冷却的热处理方法。
正火可以提高材料的韧性和延展性，常用于中碳钢的热处理过程中。
6.退火退火是将金属材料加热至一定温度，然后进行适当的冷却，目的是消除材料内部的应力、提高可塑性和韧性，并改善材料的冷加工性能。
退火通常可分为全退火、球化退火、过共析退火等不同类型。
以上是金属材料常见的一些热处理方法，每种方法都有其特定的温度和时间要求，不同的金属材料和工件形状也会影响到热处理的方法选择。
在实际应用中，需要根据具体要求和工艺特点选择合适的热处理方法，以获得所需的材料性能。
(首饰贵金属材料及工艺学)第四章贵金属材料及其合金的热处理
第一节 贵金属材料的退火热处理
退火热处理：将贵金属材料或首饰半成品加热到 适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温 时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组 织达到或接近平衡状态的一种热处理工艺。
第四章 贵金属材料及其 合金的热处理
加热温度
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选 择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问 题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目 的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上， 以获得需要的组织。
另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面 达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定 时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全， 这段时间称为保温时间。
淬火
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机 盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后 金属工件变硬，但同时变脆。
为了降低金属工件的脆性，将淬火后的工件在高 于室温而低于某一适当温度进行长时间的保温， 再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四 把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合 使用，缺一不可。
晶，因此，会提高再结晶的温度； 由于再结晶退火后合金的强度、硬度降低，塑性变形能力大大
提高，故在合金材料冷变形加工的过程中，常常要进行再结晶 退火。 4．原始晶粒尺寸
晶粒越细，变形抗力越大，冷变形后储存能越多，再结晶温 度越低。
均匀化退火
把贵金属合金材料工件加工到接近熔点的温度，保持一定 时间，而后以缓慢的速度冷却，消除合金材料晶粒组织的 不均匀状态的工艺方法。
金属材料热处理
金属材料热处理金属材料热处理是指通过加热、保温和冷却等一系列工艺操作，改变金属材料的组织结构和性能，以达到满足特定要求的目的。
热处理是金属材料加工过程中非常重要的一环，能够显著提高金属材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能，同时也能改善其加工性能和使用性能。
本文将对金属材料热处理的基本原理、常见方法和应用进行介绍。
一、热处理的基本原理。
金属材料的组织结构和性能与其晶粒大小、晶界分布、相组成等密切相关。
在热处理过程中，通过控制金属材料的加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以改变其晶粒大小和分布，调整相组成，从而达到改善材料性能的目的。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等，它们分别适用于不同类型的金属材料和不同的性能要求。
二、常见的热处理方法。
1. 退火。
退火是将金属材料加热至一定温度，保持一定时间后，以适当速度冷却到室温的热处理工艺。
退火可以消除材料内部应力，软化材料，改善塑性，提高加工性能。
常见的退火工艺包括全退火、球化退火、再结晶退火等。
2. 正火。
正火是将金属材料加热至临界温度以上，然后在空气中冷却的热处理工艺。
正火可以提高材料的硬度和强度，改善耐磨性和耐蚀性。
常见的正火工艺包括普通正火、等温正火等。
3. 淬火。
淬火是将金属材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却到室温的热处理工艺。
淬火可以使材料获得高硬度和高强度，但也容易导致脆性。
因此，在淬火后通常需要进行回火处理，以提高材料的韧性。
4. 回火。
回火是将经过淬火处理的金属材料加热至较低的温度，然后保温一定时间后冷却的热处理工艺。
回火可以降低材料的硬度和强度，提高其韧性和韧韧性。
常见的回火工艺包括低温回火、中温回火、高温回火等。
三、热处理在金属材料加工中的应用。
金属材料热处理在机械制造、汽车制造、航空航天、船舶制造等领域都有着广泛的应用。
通过合理的热处理工艺，可以使金属材料获得理想的力学性能和物理性能，满足不同工程要求。
例如，通过淬火处理可以制备高强度的齿轮、轴承等零部件；通过回火处理可以制备具有良好韧性和韧韧性的焊接结构；通过正火处理可以制备具有优良耐磨性的刀具等。
金属材料热处理课件
通常用用标准试 样在一定条件下 淬火能够淬硬的 深度H或全部淬 透的最大直径D 表示。
测定结构钢的 淬透深度规定以 体积分数为50% 淬火M的硬度作 为基准。
三、淬透性与淬硬性的区别
淬透性是钢的一种属性。主要和钢的过冷奥氏体的稳 定性有关。淬透性有时用淬硬层深度来表示
淬硬性是指钢淬火后获得M的最高硬度，淬硬性主要 与钢中的碳含量（A中的C含量 ）有关（如图）。
（5）铸钢件正火，
细化铸态组织（即细化铸件中粗大晶粒，
消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组 织的不均匀性，如等轴晶-柱状晶-粗晶）。
改善切削加工性能
由于铸件一般形状较复杂，偏析严重，韧性较 差。∴在正火中应采用较为缓慢的加热，以免热 应力造成变形开裂，加热T也较锻件高。
退火和正火的加热温度
第四节 钢的回火
回火：淬火钢件加热至AC1以下某温度保温一定 时间，而后冷却的热处理工艺。
一、回火目的
（1） 减小或消除淬火应力，防零件变形和开裂。
（2） 稳定组织，防止组织转变引起的零件形状、
尺寸和性能变化。
淬火
（3） 获得所需力学性能。
回火
二、回火时组织转变及力学性能变化
1、回火时组织转变 以碳钢为例： （1）马氏体开始分解（100～200℃）：
氏体 + 析出碳化物
力学性能：残余应力消除，高硬度、高强度，较
低的塑性和韧性
回 火 马 氏 体
主要适用 高碳钢制造的各类工模具、机械零件（如轴承）
如锉刀 T12 160-180 ℃ ∽64HRC 渗C及CN共渗淬火后的零件 低合金超高强度钢 30CrMnSiNi2A 250-300
℃
（2）中温回火（350～500℃） 回火组织：回火托氏体：铁素体 + 极细粒状渗碳体 力学性能：较高的屈服强度,高的弹性极限，较好的
第四章 有色金属及其合金的热处理
第4章有色金属及其合金的热处理n有色金属及其合金最常使用的热处理是退火、固溶处理及时效。
n有色金属及其合金的退火同钢铁材料类似，其目的均是为了消除金属半成品或制件的残余内应力、成分不均匀、组织不稳定等缺陷，以改善其工艺性能和使用性能等。
n淬火是将合金在高温下所具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室温，或使基体变成晶体结构与高温状态不同的亚稳状态的热处理形式。
n淬火后大多数合金得到亚稳定的过饱和固溶体，因为是亚稳态的，所以存在自发分解趋势。
有些合金室温就可分解，但它们中的大多数需要加热到一定温度，增加原子热激活几率，分解才得以进行。
这种室温保持或加热以使过饱和固溶体分解的热处理称为时效或回火。
4.1 固溶处理n4.1.1基本概念成分为C的合金，室温平衡组织为α+β，α为基体固溶体，β为第二相。
合金加热至T时，β相将溶于基体而得到单相α固溶体，这就是固溶化。
如果合金自Tq温度以足够大的速度冷却下来，合金元素原子的扩散和重新分配来不及进行，这时合金的室温组织为成分C的α单相过饱和固溶体，这就是淬火（无多型性转变的淬火），又称为固溶处理。
n固溶处理后的组织不一定只为单相的合金，在过饱和固溶体，如图中的C1低于共晶温度都包含有β相，加热至Tq，合金的组织为m点成分的饱和α固溶体加β相。
若自Tq淬火，α固溶体中过剩β相来不及析出，合金室温的组织仍与高温相同，只是α固溶体成为过饱和的了（成分仍为m）。
n可见，除成分与相图上固溶度曲线相交的合金能固溶处理外，凡在不同温度下平衡相成分不同的合金原则上均可运用固溶处理工艺，这种工艺不仅广泛应用于铝合金、镁合金、铜合金、镍合金及其他有色合金，而且一些合金钢也采用。
4.1.2 合金固溶处理后的性能变化n固溶处理后性能的改变与相成分、合金原始组织及淬火状态组织特征、淬火条件、预先热处理等一系列因素有关，不同合金性能的变化不大相同。
一些合金固溶处理后，强度提高，塑性降低，而另一些合金则相反，经处理后强度降低，塑性提高，还有一些合金强度与塑性均提高，此外，有很多合金固溶体处理后性能变化不明显。
有色金属及合金的热处理概述
有色金属及合金的热处理概述有色金属材料分为五类：①有色轻金属，密度小于等于4.5克每立方厘米，如：铝2.7、镁1.72、钛4.5、锂0.53,以上四种已用作结构零件；②有色重金属，密度大于4.5克每立方厘米，如：铜、铅；③贵金属，如：金、银、铂；④稀有金属，包括：稀有轻金属，如：锂，铷；稀有高熔点金属，如：钨、锆；稀土金属；分散金属，如：锗、镓；稀有放射性金属，如：镭、铀；⑤半金属（半导体），如：硅、硼、硒。
对许多有色金属和合金来讲，其性能不仅取决于它们的成分和组织，而且与其所承受的加工过程，特别是热处理有密切的关系。
金属材料及其制品在生产过程中，热处理的主要作用和目的是：①改善工艺性能，保证后道工序顺利进行；②提高使用性能，充分发挥材料潜力。
热处理：将金属及合金加热到所需的温度，在此温度下对金属及合金保温到所设定的时间，随后按一定的规程进行冷却。
退火：把工件加热到适当温度，保持一定时间（成为保温），以缓慢的速度进行冷却的一种工艺过程。
去应力退火：把合金加热到一个较低的温度（低于材料的再结晶开始温度），保持一定时间，以缓慢的速度冷却的一种热处理工艺。
再结晶退火：把工件加热到再结晶的温度以上，保持一定时间，而后已缓慢的速度冷却的工艺过程。
再结晶过程是一个形核及核长大的过程。
再结晶退火的目的是细化晶粒，充分消除内应力，使合金的硬度降低、塑性提高。
为了获得细小的晶粒组织，必须正确控制加热温度、保温时间和冷却速度三个因素。
影响再结晶温度的主要因素如下：①变形程度；②成分；③合金为两相混合物时，第二项（一般为化合物）质点的性质及大小能够硬性再结晶温度。
均匀化退火：也称为扩散退火，即将合金加热到接近熔点的温度，保持一定时间后，以缓慢的速度冷却的过程。
影响均匀化退火质量的因素主要是：加热温度和保温时间，对某些合金，冷却速度和加热速度也有重要影响。
有色金属合金的均匀化温度一般为0.95Tm。
保温时间取决于加热温度及合金的原始组织，合金化程度越高，合金组织越粗大，耐热性越好（导热性越差），所需要的保温时间就越长。
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第一阶段：在过饱和固溶体中，溶质原子沿基体的 一定晶面富集，形成偏聚区即G.P.区。 G.P.区长 大并转变为一种中间过渡相，其成分及晶体结构处 于基体相与稳定的中间相之间的某种过渡状态。 第二阶段：过渡相转变为具有独立晶体结构的稳定 的中间相，开始析出中间相处于弥散状态分布于基 体之中，达到强化固溶体的作用，这一过程称为脱 溶（或沉淀）转变。 第三阶段：脱溶相继续长大并粗化，反而使固溶体 的硬度降低，出现过时效现象。
3 冷变形对时效强化效果的影响 合金固溶温度越高，淬火冷却速递越快，在淬 火过程中固定下来的固溶体晶格空位浓度越大，则 固溶体的分解速度及硬化效果都将增大
C 加热温度 低于合金再结晶温度T再 D 效果 合金材料的组织没有发生变化，材料的强度、 硬度基本上不降低，仍保留原来硬化的效果，但是 a 制品的内应力减少 b 应力腐蚀倾向减小 c 制品稳定性提高 E 影响因素 a 加热温度 b 保温时间
2 再结晶退火热处理 A 定义 把工件加热到再结晶温度以上，保持一定的时间， 而后以缓慢速度冷却，使合金材料的晶粒组织恢复 到冷变形加工以前的状态 B 原理 复冷变形加工造成的晶粒畸变，达到细化晶粒， 充分消除内应力，使合金的硬度降低，塑性变形能 力提高。 晶粒畸变或拉长扭曲最严重部位 一定温度 逐渐长大、 “吃”掉周围牛扭曲旧晶粒 形成新晶粒 新晶粒互相接触 完成结晶任务 升高或保持温度 晶粒长大（聚集再结晶）
C 加热温度 0.95T熔 D 效果 合金材料的强度、硬度和抗蚀性增强 E 影响因素 a 加热温度 b 保温时间 对于某些合金： c 冷却速度 d 加热速度
第2节 贵金属材料脱溶转变与时效强化 处理
一 原理
固溶处理 时效处理 固溶处理：两相合金，其中一相（溶质）在基体相（溶 剂）中的固溶度随温度降低而显著减小时可将它们加 热至溶质相能全部或最大限度地溶入基体相的温度， 保持一定时间后，以快于溶质相自基体相中析出的速 度冷却（即淬火），即饱和固溶体。 时效处理：过饱和固溶体在适当的条件下，如在一定的 温度条件下进行较长时间的保温处理，过饱和固溶体 中的溶质原子将发生分解脱溶，并形成偏聚或中间相
二 时效强化效果的影响因素
1 时效温度对时效强化效果的影响 随着时效温度的升高，合金硬度不断增大，直 至达到极大值，进一步升高温度，硬度开始下降 最佳温度Ta=0.5-0.6T熔 2 时效时间对时效强化效果的影响 在较低温度下时效，硬化效果随时间的延长而 增大，但达不到最高值，当温度达到一定数值后， 时效时间范围内出现最大值。但若进一步提高时效 温度，则合金在较早时间内即开始软化，而且硬度 随时效时间的延长而不断降低
1 去应力退火热处理 A 定义 去应力退火热处理就是把合金材料或半成品零 件加热到一个较低的温度（低于材料在结晶的起始 温度），保温一定时间，并以缓慢速度冷却的一种 热处理工艺 B 原理 在加热保温过程中，由于温度升高，原子活动 能力增大，使合金材料在加工过程中造成的晶格畸 变而引起的内应力得到释放，从而消除内应力
二 退火处理目的 1 降低合金材料的硬度，以利于冷加工 2 细化晶粒，改善组织，提高力学性能 3 消除内应力，提高制品的稳定性和耐腐蚀 性能 4提高合金的塑性和韧性，便于进行冷冲压或冷拉 拔加工等 三 退火的种类 1 去应力退火热处理 2 再结晶退火热处理 3 均匀化退火热处理 4 同素异构重结晶退火
C 加热温度 0.7—0.8T熔 D 效果 再结晶退火后合金的强度、硬度降低，塑性变形 能力大大提高 E 影响因素 a 加热温度 b 保温时间 c 加热速度 加快升温速度，提高退火温度，缩短保温时间有 利于提高生产效率，也可获得细小均匀的组织
3 均匀化退火热处理 A 定义 为了消除组织上的不均匀性，会使合金材料的 强度、硬度和抗蚀性能严重下降这些缺陷，将合金 加热到接近熔点的温度，保持一定时间后，以缓慢 速度冷却。 B 原理 温度高，原子扩散速度快，原有的树枝状偏析 组织将被消除，沿晶界分布的不平衡共晶及其他不 平衡相将被溶解，在均匀化温度下仍处于饱和状态 的固溶体，在均匀化保温过程中将析出成为第二相， 有时这种第二相还有可能被球化，从而显著提高合 金的塑像以及组织和化学稳定性。
影响脱溶速度和时效的因素 a 时效温度升高，原子扩散速度加快，脱溶速度增 加； b 时效处理前的冷变形加工，或辐照处理可以加快 脱溶过程，这是因为变形或辐照处理使材料产生 晶格缺陷，固溶体结构中产生大量沉淀相的成核 位置 c 在固溶体中存在一些不溶解的杂质也会增加脱溶 速度，因为杂志的存在大大增加沉淀相的成核率 d 溶质与溶剂之间的性质差异越大，脱溶速度越快， 因为这可能增大沉淀相的成核驱动力。
第4章 贵金属材料及 其合金的热处理
第1节 贵金属材料的退火热处理
合金材料常存在残余应力、化学成分不均匀、组 织结构不稳定等缺陷，要消除这些缺陷，就要进行 退火处理。 一、定义 把合金材料、已制成的零部件或首饰的半成品加 热到适当温度，保持一定时间（称为保温时间）后， 以缓慢速度冷却，获得接近于平衡状态的组织的一 种热处理工艺
T溶：合金熔点的绝对温度 T再：指冷变形70%以上，在一个小时的保温时间内 能完成再结晶的最低温度。 影响再结晶温度的主要因素: a 变形程度：变形程度越大，再结晶温度越低 b 成分：材料纯度越高，再结晶温度就越低，合金 元素的扩散系数越小；固溶体成分越复杂，则再 结晶温度就可能越高； c 第二相质点的性质及大小：第二相质点的性质大 小能够影响再结晶温度