金属学与热处理原理中的时效处理
固溶与时效处理名词解释
固溶与时效处理名词解释固溶与时效处理是金属材料加工中常用的两种热处理方法，旨在改进金属材料的性能，提高其力学性能和耐蚀性等方面。
固溶处理是指将金属加热至一定温度，使合金中的固溶体溶解为均匀的固溶液，然后在适当的条件下冷却，使固溶体重新凝固。
时效处理则是在固溶处理之后，将金属再次加热至较低的温度，并保持一定的时间，以促使金属中形成一定的沉淀物或固溶体，从而使合金的性能进一步提高。
固溶与时效处理的原理在于金属材料的结构变化。
在固溶处理时，金属中的固溶体因为高温而变得不稳定，可以溶解更多的合金元素，使合金组织均匀化。
而在时效处理时，通过控制温度和时间，促使合金中的溶质原子在金属基体中析出，形成均匀的沉淀相或固溶体粒子，从而增加材料的硬度和强度。
固溶与时效处理对金属材料性能的影响是多方面的。
固溶处理可以改善合金的应力腐蚀开裂和晶界腐蚀倾向，提高合金的强度和塑性，减少合金的点蚀和腐蚀疲劳敏感性。
而时效处理则可以使合金的硬度、抗拉伸强度、抗屈服强度等性能得到提高，同时提高了合金的抗疲劳性和耐久性，延长了材料的使用寿命。
在实际工程中，固溶与时效处理常常被广泛应用于各种金属材料的生产和加工过程中。
例如，航空航天领域中常用的高强度铝合金和钛合金，通过固溶与时效处理可以使其具有良好的强度和疲劳性能，提高材料的使用寿命。
其他行业中，如汽车制造、机械加工等领域也常采用固溶与时效处理来改善材料性能，满足不同工程需求。
在固溶与时效处理中，温度、时间、冷却速率等参数的控制至关重要。
合适的处理工艺可以使合金达到理想的结构和性能，而处理不当则可能导致材料性能变差甚至失效。
因此，在实际操作中需要严格遵循处理工艺要求，确保每个步骤的准确执行，以保证材料的质量和性能。
综上所述，固溶与时效处理是一种重要的金属热处理方法，通过调控金属材料的结构和组织，实现提高材料性能的目的。
在金属材料加工和生产中，固溶与时效处理的合理应用能够改善材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性等方面，为各行业的发展提供了重要支撑。
热处理之时效处理
时效处理科技名词定义中文名称：时效处理英文名称：ageing treatment 定义：合金工件经固溶热处理后在室温或稍高于室温保温，以达到沉淀硬化目的。
所属学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；整体热处理（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片时效处理炉指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。
目录[隐藏]简介发展简史生产工艺aging 为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。
对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。
若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理，若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。
在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工。
这种措施也被称为时效。
但这种时效不属于金属热处理工艺。
[编辑本段]发展简史20世纪初叶，德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现，这种合金淬火后硬度不高，但在室温下放置一段时间后，硬度便显著上升，这种现象后来被称为沉淀硬化。
这一发现在工程界引起了极大兴趣。
随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金，开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金，原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。
1简述常用的热处理的方法及时效处理
1简述常用的热处理的方法及时效处理。
答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。
时效处理有人工时效处理，自然时效处理。
退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。
正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。
淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。
回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。
2简述钢回火的目的答：回火又称配火。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。
通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。
3简述钢的表面淬火的作用及分类。
答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
4简述感应热处理技术的工作原理及特点。
简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。
答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。
时效热处理的目的和原理
时效热处理的目的和原理时效热处理是一种热处理方法，它的主要目的是通过控制材料的温度和时间，使其达到理想的力学性能和耐腐蚀性能。
时效热处理的原理是通过固溶处理和时效处理两个步骤来实现的。
固溶处理是时效热处理的第一步，它的目的是将合金中的固溶体溶解在基体中，形成一个均匀的固溶体溶液。
这个过程需要将材料加热到一定的温度，使固溶体分解并溶解在基体中。
这个温度通常比合金的熔点低，因此不会使材料熔化。
固溶处理的时间通常是几分钟到几小时不等，具体时间取决于材料的类型和厚度。
固溶处理完成后，材料需要进行快速冷却，以防止固溶体重新形成。
这个过程被称为淬火，它可以通过水、油或空气等介质来完成。
淬火的目的是使材料快速冷却，从而形成一个均匀的固溶体溶液。
时效处理是时效热处理的第二步，它的目的是通过加热材料到一定的温度和时间，使固溶体中的溶质重新分布，形成一种新的晶体结构。
这个过程被称为时效，它可以分为两种类型：自然时效和人工时效。
自然时效是将材料放置在室温下，让其自然老化。
这个过程需要几天到几周不等，具体时间取决于材料的类型和厚度。
自然时效的优点是成本低，但缺点是时间长，不适用于需要快速生产的情况。
人工时效是将材料加热到一定的温度和时间，以加速固溶体中的溶质重新分布。
这个过程需要控制温度和时间，以确保材料达到理想的力学性能和耐腐蚀性能。
人工时效的优点是时间短，适用于需要快速生产的情况，但缺点是成本高。
时效热处理的目的是通过控制材料的温度和时间，使其达到理想的力学性能和耐腐蚀性能。
时效热处理的原理是通过固溶处理和时效处理两个步骤来实现的。
固溶处理的目的是将合金中的固溶体溶解在基体中，形成一个均匀的固溶体溶液。
时效处理的目的是通过加热材料到一定的温度和时间，使固溶体中的溶质重新分布，形成一种新的晶体结构。
时效热处理可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性能，适用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。
时效热处理的目的和原理
时效热处理的目的和原理目的时效热处理是金属材料加工中常用的一种热处理方法，其主要目的是通过控制材料的热处理温度和时间，改善材料的性能和特性。
时效热处理主要应用于合金材料，如铝合金、钛合金和镍基合金等，其目的包括：1.提高材料的硬度和强度：通过时效热处理，可以使合金材料中的析出相细化和均匀分布，从而提高材料的硬度和强度。
具体来说，时效热处理可以促进固溶体中原子和析出相的扩散，使析出相尺寸减小，晶体结构更加紧密，从而提高材料的硬度和强度。
2.改善材料的耐腐蚀性能：通过时效热处理可以使合金材料中的析出相对晶界和晶内存在一定的强化作用，从而提高材料的耐腐蚀性能。
同时，时效热处理还可以消除材料中的应力和缺陷，降低氧化速率，提高材料的抗腐蚀能力。
3.调控材料的组织和性能：时效热处理可以调控合金材料的组织和性能，实现材料的定向凝固、形状记忆、超塑性等特性。
通过控制时效热处理的温度和时间，可以调控合金材料中析出相的形态、数量和分布，实现材料性能的定制化。
原理时效热处理是通过在合金材料固溶处理的基础上，通过加热保温、固定时间后的快速冷却（也称为淬火）来实现的。
其主要原理包括以下几个方面：1.固溶处理：在固溶处理过程中，将合金材料加热到固溶温度，使固溶体中的溶质原子溶解在基体原子中，形成一个固溶体溶液。
固溶处理的目的是消除材料中的过饱和溶质，使各元素均匀分散，准备进行析出相的形成。
2.时效处理：固溶处理后，将材料快速冷却到时效温度进行保温。
时效温度一般低于固溶温度，但高于室温。
在保温过程中，固溶体中的溶质开始析出形成析出相，如细小的颗粒、板条状或球形等形态。
此时，析出相的形态、大小、数量和分布会对材料的性能产生重要影响。
3.淬火：在时效处理后，为了避免析出相的重新溶解，需要进行快速冷却，即淬火。
淬火的目的是尽量降低析出相再溶解的可能性，从而保持材料的优良性能。
淬火温度通常低于室温，可采用水冷、油冷或空气冷却等方式。
压铸铝合金时效处理工艺
压铸铝合金时效处理工艺一、引言压铸铝合金是一种重要的工程合金，具有优良的物理性能和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
时效处理是压铸铝合金重要的热处理工艺之一，可以显著改善其力学性能和耐腐蚀性能。
本文将详细介绍压铸铝合金时效处理工艺的原理、工艺参数以及影响因素。
二、时效处理原理时效处理是指将铝合金经过固溶处理后，在较低的温度下保持一定时间，使合金中的溶质元素重新分布并形成稳定的强化相。
在时效处理过程中，合金的硬度和强度会显著增加，而塑性和韧性会有所降低。
这是因为时效处理过程中，溶质元素通过扩散和析出作用，形成了细小的弥散相，从而阻碍了位错的移动，增加了合金的强度。
三、时效处理工艺参数压铸铝合金的时效处理工艺参数包括时效温度、时效时间和冷却方式等。
时效温度是指合金在时效过程中所处的温度，通常在合金的时效曲线上选择。
时效时间是指合金在时效温度下保持的时间，通常根据合金的性能要求和厚度确定。
冷却方式是指将合金从时效温度迅速冷却到室温的方式，可以采用水淬、油淬或自然冷却等方式。
四、时效处理影响因素时效处理的效果受到许多因素的影响，包括合金成分、时效温度、时效时间和冷却方式等。
合金成分是影响时效处理效果的重要因素，不同的合金成分会影响合金中强化相的形成和分布。
时效温度和时效时间是决定合金强化相形成的重要参数，过高或过低的温度和时间都会导致时效效果不理想。
冷却方式对合金的时效效果也有一定影响，快速冷却可以产生更细小的弥散相，从而提高合金的强度。
五、时效处理工艺优化为了优化压铸铝合金的时效处理工艺，可以从以下几个方面进行考虑。
首先，合理选择合金成分，确保合金中的溶质元素含量适当，以利于形成稳定的强化相。
其次，合理选择时效温度和时效时间，根据合金的性能要求和厚度进行合理的匹配。
此外，可以采用复合时效工艺，即先进行一次较高温度的时效处理，再进行一次较低温度的时效处理，以进一步提高合金的性能。
六、时效处理质量控制时效处理质量的控制是确保合金性能稳定的关键。
热处理之时效处理
时效处理科技名词定义中文名称：时效处理英文名称：ageing treatment 定义：合金工件经固溶热处理后在室温或稍高于室温保温，以达到沉淀硬化目的。
所属学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；整体热处理（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片时效处理炉指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。
目录[隐藏]简介发展简史生产工艺aging 为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。
对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。
若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理，若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。
在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工。
这种措施也被称为时效。
但这种时效不属于金属热处理工艺。
[编辑本段]发展简史20世纪初叶，德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现，这种合金淬火后硬度不高，但在室温下放置一段时间后，硬度便显著上升，这种现象后来被称为沉淀硬化。
这一发现在工程界引起了极大兴趣。
随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金，开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金，原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。
金属时效处理
金属热处理:时效处理将淬火后的金属工件置于室温或较高温度下保持适当时间﹐以提高金属强度的金属热处理工艺。
室温下进行的时效处理是自然时效﹔较高温度下进行的时效处理是人工时效。
在机械生产中﹐为了稳定铸件尺寸﹐常将铸件在室温下长期放置﹐然后才进行切削加工。
这种措施也被称为时效。
但这种时效不属于金属热处理工艺。
20世纪初叶﹐德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现﹐这种合金淬火后硬度不高﹐但在室温下放置一段时间后﹐硬度便显著上昇﹐这种现象后来被称为沉淀硬化。
这一发现在工程界引起了极大兴趣。
随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金﹑铜合金和铁基合金﹐开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径──时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金﹐原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。
固溶体的溶解度随温度的上昇而增大。
在时效处理前进行淬火﹐就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体﹐随后在快速冷却中溶解度虽然下降﹐但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来﹐而形成过饱和固溶体。
为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。
经过长期反复研究证实﹐时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物﹐也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集)﹐形成一些体积很小的溶质原子富集区。
在时效处理前进行固溶处理时﹐加热温度必须严格控制﹐以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中﹐同时又不致使合金发生熔化。
许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。
进行人工时效处理﹐必须严格控制加热温度和保温时间﹐才能得到比较理想的强化效果。
生产中有时采用分段时效﹐即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间﹐然后在更高的温度下再保温一段时间。
这样作有时会得到较好的效果。
马氏体时效钢淬火时会发生组织转变﹐形成马氏体。
马氏体就是一种过饱和固溶体。
这种钢也可采用时效处理进行强化。
低碳钢冷态塑性变形后在室温下长期放置﹐强度提高﹐塑性降低﹐这种现象称为机械时效。
1简述常用的热处理的方法及时效处理
1简述常用的热处理的方法及时效处理。
答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。
时效处理有人工时效处理，自然时效处理。
退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。
正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。
淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。
回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。
2简述钢回火的目的答：回火又称配火。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。
通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。
3简述钢的表面淬火的作用及分类。
答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
4简述感应热处理技术的工作原理及特点。
简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。
答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。
金属 时效的变化
金属 时效的变化
金属时效（Aging）是指金属材料在特定温度下经过一段时间后性能发生变化的过程。
这个过程包括时效硬化和时效软化两种情况，取决于金属合金的成分及其在时效过程中的处理方式。
1. 时效硬化（Aging Hardening）
•硬化机制： 时效硬化是一种强化金属的过程，通常用于某些合金材料，如铝合金、镁合金和部分不锈钢等。
在时效过程中，合金中的固溶体中的溶质元素会在晶界或位错周围形成析出相，导致晶体中的位错运动受到阻碍，提高了金属的硬度和强度。
•变化特点： 经过时效处理后，金属材料的硬度和强度得到显著提高，但可能会伴随一定程度的降低塑性。
2. 时效软化（Aging Softening）
•软化机制： 对某些合金来说，在特定温度和时间范围内，固溶体中的溶质元素会发生固溶或扩散，导致析出相溶解或粒子重新分布。
这样会使合金的硬度和强度降低，但塑性可能会增加。
•变化特点： 时效软化使金属材料的硬度和强度降低，但提高了其塑性和韧性。
应用和控制
•时效处理是金属材料加工和制造过程中常用的热处理工艺之一。
控制合金材料的时效处理参数 （如温度、时间）对其性能的影响至关重要。
•通过精确控制合金材料的时效工艺参数，可以获得更为理想的金属材料性能，满足特定工程应用的要求。
不同合金材料在时效过程中的性能变化特点各异，对于特定合金材料，时效工艺参数的选择需要考虑到材料的成分、加工工艺和预期的性能要求。
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金属学原理与热处理 第八章-时效和调幅分解
合金的时效
合金的时效
脱溶过程中性能变化
合金的时效
（1）形成GPⅠ区： 薄片状的Cu原子富聚区，共格， 晶格畸变，硬度升高
（2）形成GPⅡ区（θ″）： 正方晶格结构，共格，成分接近CuAl2 畸变区增大，形成共格应变场，硬度进一步升高
（3）形成中间相（θ′）： 部分失去共格，正方晶格，成分相当CuAl2 开始出现θ′时，硬度最大，随后硬度开始下降
等温脱溶C曲线
影响脱溶动力学因素
1.时效温度：选择合适温度
T↑ →原子活动能力↑ →V ↑ T↑ →合金的过饱和度↓→V ↓
2. 合金成分：
熔点↓→原子间结合力↓→原子活动能力↑→脱溶 V ↑
3. 晶体缺陷：
晶体缺陷↑ →新相易于形成→脱溶 V ↑
合金的时效
合金的时效
合金的时效 合金时效时性能变化
相线的温度，保温一定时间，使B组元充分溶解 ，然后快速冷却，得到过饱和固溶体的热处理工 艺，称为固溶处理.
基本条件:
固溶度随温度降低而显著减小
合金的时效
1906年 德国人Wilm Al-Cu+Mg固溶强化时, 偶然发现合金在室温放置后,硬度显著增加.
合金的时效
脱溶: 从过饱和的固溶体中析出第二相(沉淀相)
脱溶物中的 α相和母相α 之间溶质原 子浓度不连 续.
合金的时效
不连续脱溶:
合金的时效
合金的时效
合金的时效
应用
• 铝合金 • 耐热合金 • 沉淀硬化型不锈钢 • 马氏体时效钢（18Ni型不锈钢，Ni18%）
合金的时效
合金的时效
调幅分解
定义： 由一种固溶体分解为两种结构相同而成
分不同的固溶体的固态相变。固溶体分解的一 种特殊形式。 机制：
时效,淬火,回火
铝合金淬火、时效处理与钢的淬火、回火处理在机理、组织与性能变化
铝合金淬火实际上就是利用合金元素在铝中具有较大的固溶度，且固溶度随温度降低而急剧减小的特点，将铝合金加热到某一温度后急冷（通称为“淬火”从而得到过饱和固溶体。
时效则是将这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度，基体中可沉淀出弥散强化相的过程。
组织：根据时效温度和时间的不同，会发生析出相的弥散，聚集长大等变化；性能：时效使合金的强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性和任性降低。
钢的淬火是把钢加热到临界点以上，保温并随之以大于临界冷却速度冷却，以得到介稳态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
回火是当钢全淬成马氏体时再加热的过程，分4个阶段进行，分别是马氏体的分解，剩余奥氏体的转变，碳化物的转变，α相状态的变化以及碳化物的聚集长大，这是组织方面；而性能方面可以减少或消除剩余应力，提高韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合。
由此看出相同点是都会有析出相的变化，不同的铝合金淬火是固溶温度，而钢淬火是奥氏体转变温度以上，以获得奥氏体组织；且时效是为了增加强度，铝合金的一种强化机制，而回火是为了增加韧性，释放淬火应力。
金属学原理与热处理 第七章
1. 掌握等温转变曲线和连续冷却转变曲线 2.掌握碳钢在加热和冷却时的组织转变过程
和转变产物的性能 3.掌握合金的时效和调幅分解过程 二、热处理工艺 掌握退火、正火、淬火和回火工艺的目的、
温度和冷却方式，正确制定工艺
第七章钢在加热和冷却时的转变
§7.1 概述 §7.2 钢在加热时的转变 §7.3 钢的过冷奥氏体转变曲线
入γ的终了温度 Arcm---冷却时γ开始析出二次渗
碳体的开始温度
推荐钢号
40Cr 45﹟钢 GCr6 GCr15 65Mn 60Si2Mn
T8A T10A 9SiCr CrWMn 5CrMnMo
典型零件用钢的化学成分及临界温度
C 0.37～0.45 0.42～0.50 1.05～1.15 0.95～1.05 0.57～0.65 0.62～0.70 0.75～0.84 0.95～1.04 0.85～0.95 0.90～1.05 0.50～0.60
改变钢的临界点，从而改变过热度 本身扩散系数低，均匀化过程显著减缓。
奥氏体形成速度的因素
加热温度 原始组织 化学成分
扩散速度，相变驱动力 形核位置，碳扩散距离
碳，合金元素
§7.2 钢在加热时的转变
奥氏体晶粒度：奥氏体晶粒的大小。
1-4级：粗晶 5-8级：细晶
§7.2 钢在加热时的转变
起始晶粒度 实际晶粒度
概述
概述
热处理作用（P177）：
1. 改变钢的内部组织、结构，以改善其性能，延长零件 使用寿命；
2. 消除铸造、锻压、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷， 细化晶粒，消除偏析，降低内应力，使钢的组织和性能 更加均匀。
3. 预备热处理可以可以为后序加工及最终热处理作好 组织准备。
时效热处理的目的和原理
时效热处理的目的和原理一、时效热处理的概念时效热处理是一种金属材料加工技术，通过加热和冷却的过程，使金属材料达到理想的物理和化学性能。
这种技术主要用于改变合金中固溶体的大小、形态和分布，从而提高其强度、硬度、韧性等性能。
二、时效热处理的目的1. 提高材料强度：通过时效热处理，合金中原子在固溶体中重新排列，使得晶粒更加细小，并且固溶体分布更加均匀。
这样可以提高合金的强度。
2. 提高材料硬度：在时效热处理过程中，合金中原子重新排列后会形成更多的位错和界面。
这些位错和界面可以阻碍位移，从而提高材料硬度。
3. 提高材料韧性：通过时效热处理可以改变合金中固溶体的大小、形态和分布，从而改善其塑性和延展性。
4. 改善材料耐腐蚀性：通过时效热处理可以改变合金中元素在晶界上的分布情况，从而提高其耐腐蚀性。
三、时效热处理的原理1. 固溶体析出在时效热处理过程中，合金中的固溶体会析出出来，形成一些新的相。
这些新相可以提高合金的强度和硬度。
2. 位错和界面增多在时效热处理过程中，合金中的原子重新排列，形成更多的位错和界面。
这些位错和界面可以阻碍位移，从而提高材料硬度。
3. 晶粒细化在时效热处理过程中，合金中晶粒会变得更加细小。
这是因为在高温下，固溶体分解成了更小的颗粒，并且在冷却过程中这些颗粒会重新结晶。
晶粒细化可以提高材料的强度和韧性。
4. 冷却速率控制在时效热处理过程中，冷却速率对材料性能有很大影响。
如果冷却速率太快，则可能导致材料变脆；如果冷却速率太慢，则可能导致材料强度不足。
因此，在时效热处理过程中需要控制冷却速率，以达到最佳效果。
四、时效热处理的步骤1. 固溶化处理：将材料加热到一定温度，使固溶体中的元素达到均匀分布状态。
2. 水淬或空冷：将材料迅速冷却，使固溶体中的元素不来得及析出。
3. 时效处理：将材料加热到一定温度，使固溶体中的元素开始析出，并形成新的相。
4. 冷却：将材料冷却至室温。
五、时效热处理的应用领域时效热处理广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
固溶热处理和时效热处理
固溶热处理和时效热处理固溶热处理和时效热处理是金属材料热处理的两种重要方法，它们在改善合金材料的性能和结构上发挥着关键作用。
固溶热处理是通过在一定温度下加热合金至固溶温度，使合金元素均匀溶解在基体中，达到去除析出相和强化相的效果。
时效热处理则是在固溶处理后将合金冷却到室温，再在较低的温度下保持一段时间，促使析出相重新形成，从而提高合金的硬度和强度。
固溶热处理是许多金属合金的基础热处理工艺之一。
在固溶过程中，合金中的固溶元素将在基体中均匀溶解，形成具有固溶强化作用的固溶体溶液。
这种均匀的固溶结构可以提高合金的塑性和韧性，同时能够消除合金中的晶间脆性和提高抗蠕变性能。
固溶处理还可以消除金属材料冷变形后的组织和性能不均匀性，使其具有更好的加工性和综合性能。
固溶热处理不仅适用于很多铝合金、镍基合金、钛合金等材料，也广泛应用于钢、铜等金属材料中。
时效热处理是在固溶处理之后不久进行的一种热处理方法。
通过在较低的温度下保持一段时间，使原先在固溶状态下溶解在基体中的合金元素重新析出，形成弥散分布的析出相。
这些析出相的形成可以极大地提高合金材料的硬度、强度和耐磨性，同时还能改善其耐腐蚀性能。
时效处理的时间和温度对合金性能的影响极为重要，合理的时效工艺可以使合金达到最佳的性能表现。
在实际应用中，固溶热处理和时效热处理往往是结合在一起进行的，称为固溶时效处理。
在这一工艺中，固溶处理可以消除合金中的过饱和溶质，为时效处理创造条件；而时效处理则在固溶处理的基础上增加了析出相的形成，使合金的性能得到更进一步的提升。
固溶时效处理适用于许多高强度、高耐热合金的生产，能够满足各种工程领域对材料性能的需求。
总的来说，固溶热处理和时效热处理作为金属材料热处理的重要方法，在提高合金性能和改善材料结构方面发挥着不可替代的作用。
合理的热处理工艺可以使合金材料具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、电子工业等领域，推动了现代工业技术的发展和进步。
《金属学与热处理》名词解释汇总
金属学与热处理名词解释汇总1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，具有良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽。
2.金属键：金属原子贡献出价电子，形成正离子，沉浸在电子云中，他们依靠运动于其中的公有化的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称之为金属键3.晶体：原子在三维空间作有规则的周期性重复排列的物质。
4.晶体结构：晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。
5.空间点阵：将构成晶体的原子或原子团抽象成纯粹的几何点，由这些几何点有规则地周期性重复排列形成的三维空间阵列。
6.晶格：用一系列平行直线将阵点连接起来所形成的三维空间格架。
7.晶胞：从晶格中选取的能够反映晶格特征的最小几何单元。
8.配位数：晶体结构中与任一原子最近邻、等距离的原子数目。
9.致密度：晶胞中原子所占体积与晶胞体积的比值，用来表示原子排列的紧密程度。
10.晶向：在晶体中，任意两原子之间的连线所指的方向称为晶向。
11.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向。
12.晶面：在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面。
13.晶面族：原子排列情况完全相同的所有晶面。
14.各向异性：不同方向上晶体的各性能（导电性、导热性、强度等）不相同的特性。
15.多晶型性：某些金属在不同条件下具有不同晶体结构的特性。
16.多晶型转变（同素异构转变）：当外部条件（温度或压强）改变时，金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。
17.强度：指金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力。
18.硬度：金属材料抵抗其它更硬物体压入表面的能力。
19.塑形：指材料在载荷作用下发生不可逆永久变形的能力。
20.冲击韧性：材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性。
21.晶体缺陷：在实际的金属材料中存在的一些原子偏离规则排列的不完整性区域。
22.点缺陷：在三个方向上尺度都很小，相当于原子尺寸，如空位、间隙原子、置换原子。
23.线缺陷：在两个方向上尺度很小，另一个方向上尺度很大，主要是位错。
固溶处理和时效处理
固溶处理和时效处理1、固溶处理所谓固溶处理，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。
适用多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。
尤其适用：1.热处理后须要再加工的零件。
2.消除成形工序间的冷作硬化。
3.焊接后工件。
原理序言固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。
其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能。
固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。
对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。
高温固溶处理时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大；低温固溶处理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。
对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。
不锈钢固溶热处理碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。
奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。
所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。
固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬。
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金属学与热处理原理中的时效处理时效处理作为金属学与热处理原理中的一种重要工艺，广泛应用于
诸多金属材料的制备与加工过程中。
它通过合理的时效参数设置，能
够显著改善金属材料的力学性能与耐腐蚀性能，同时增强材料的整体
结构稳定性。
本文将详细介绍时效处理的原理、工艺及其在金属学中
的应用。
一、时效处理原理
时效处理是指通过在高温下加热金属材料，使其过饱和固溶体中的
析出相重新分布，形成更为稳定的强化相。
从而改变材料的晶粒结构，提高材料的强度、硬度和耐磨性能。
在时效处理过程中，主要通过以下几个步骤来实现：
1. 固溶处理：将金属样品加热到高温区，使其形成过饱和固溶体。
过饱和固溶体具有较高的扩散速率，为后续析出相的形成提供了条件。
2. 快速冷却：将经过固溶处理的样品急冷至室温，以防止析出相的
形成。
这一步骤非常关键，能够保持材料的均匀性和一定的过饱和度。
3. 时效处理：将冷却后的样品再次加热到较低的温度区域，保持一
定的时间。
在时效处理过程中，过饱和固溶体中的溶质原子开始扩散
聚集，形成纳米尺度的强化相。
4. 冷却：将时效处理后的样品冷却至室温，保持析出相的稳定性。
冷却过程中不应出现过快的降温速度，以免破坏析出相的结构。
时效处理的本质是通过对金属材料的热处理，改变其晶格结构和相组织，从而调控材料的性能。
二、时效处理的工艺
时效处理的具体工艺参数根据不同的材料和要求而有所不同，通常包括时效温度、时效时间和冷却速率等。
1. 时效温度：时效温度是指进行时效处理时的加热温度。
不同材料和不同的强化相有着各自的最佳时效温度范围。
通过控制时效温度，可以控制强化相的粒径和分布，从而调节材料的力学性能。
2. 时效时间：时效时间是指在维持一定的时效温度下，样品所需要保持的时间。
时效时间与强化相的形成和生长速率密切相关。
通过合理选择时效时间，可以使强化相的分布均匀，并有效提高材料的强度和韧性。
3. 冷却速率：冷却速率指的是时效处理后的样品在冷却过程中的速度。
快速冷却能够保持过饱和度，防止强化相的预析出。
而过快或过慢的冷却速率都会影响强化相的分布和形貌。
三、时效处理在金属学中的应用
时效处理广泛应用于各种金属和合金的制备与加工过程中，以获得理想的力学性能和抗腐蚀性能。
以下是时效处理在几个典型材料中的应用案例：
1. 铝合金：时效处理是铝合金中常见的强化方法之一。
通过时效处理，能够使铝合金的强化相在晶界和内部均匀分布，提高材料的强度
和韧性。
例如，时效处理能够显著提高航空航天领域常用的2024铝合金的强度和硬度。
2. 镍基高温合金：镍基高温合金通常在高温条件下使用，要求具备良好的高温强度和抗氧化性能。
时效处理在镍基高温合金的制备中起到了重要作用，能够优化合金中的析出相，并提高合金的高温性能。
3. 不锈钢：时效处理对提高不锈钢的耐腐蚀性能有着显著效果。
通过时效处理，能够消除不锈钢中的铬偏析现象，使其晶界和晶内的化学成分均匀，提高不锈钢的耐腐蚀性和耐氧化性。
总结：
时效处理作为金属学与热处理原理中的重要工艺之一，对金属材料的力学性能、耐腐蚀性能和结构稳定性起着至关重要的作用。
通过合理的时效处理工艺参数设置，能够显著改善材料的性能，满足不同领域对金属材料品质要求的需求。
因此，在金属学的研究和应用中，时效处理具有广泛的应用前景和重要性。