金属材料热处理工艺？
退火-淬火-回火
一、退火类型
1.完全退火和等温退火
完全退火又称再结晶退火，一般简称退火。这种退火主要用于亚* *成分的各种碳钢和合金钢的铸造、锻造和热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常用于一些轻型工件的最终热处理或一些工件的预热处理。
2.球化退火
球化退火主要用于已经分析过的碳钢和合金工具钢(如用于制造刀具、量具和模具的钢)。其主要目的是降低硬度，改善切削性能，为以后淬火做准备。
3.消除应力退火
去应力退火又称低温退火(或高温回火)，主要用于消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拔件等的残余应力。如果不消除这些应力，在一定时间后或在随后的切割过程中，会造成钢件变形或产生裂纹。
2.淬火时，最常用的冷却介质是盐水、水和油。盐水淬火的工件容易获得高硬度和光滑的表面，不易产生未硬化的软斑，但容易使工件严重变形，甚至开裂。而使用油作为淬火介质，只适合于淬火一些过冷奥氏体稳定性高的合金钢或小尺寸碳钢工件。
三。回火钢的目的
1.降低脆性，消除或降低内应力。钢件淬火后内应力大，脆性大。如果不及时回火，钢件往往会变形甚至开裂。
2.获得工件所需的机械性能。淬火后工件硬度高，脆性大。为了满足各种工件不同性能的要求，可以通过适当的回火来调整硬度，以降低脆性，获得所需的韧性和塑性。
3.稳定工件尺寸
4.对于一些退火后难以软化的合金钢，淬火(或正火)后常采用高温回火，使钢中的碳化物适当聚集，降低硬度，以利于切削。
发热缺陷及其控制
第一，过热现象
我们知道热处理过程中过热最有可能导致奥氏体晶粒粗大，降低零件的机械性能。
1.一般过热:加热温度过高或高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化，称为过热。粗大的奥氏体晶粒会降低钢的强度和韧性，提高韧脆转变温度，增加淬火时变形和开裂的倾向。过热的原因是炉温仪表失控或混合不良(往往是由于对工艺的无知)。过热的组织可以在高温下多次退火、正火或回火，然后在正常条件下再次奥氏体化以细化晶粒。
2.断口遗传:过热组织的钢经过再加热淬火后，可以细化奥氏体晶粒，但有时会出现粗大的粒状断口。骨折遗传理论存在诸多争议。一般认为，由于加热温度过高，MnS等杂质溶解到奥氏体中并富集在晶界处，这些夹杂物在冷却时会沿晶界析出，受到冲击时容易沿粗大的奥氏体晶界破碎。
3.粗大组织的遗传:具有粗大马氏体、贝氏体和魏氏组织的钢件再次奥氏体化时，缓慢加热到常规淬火温度，奥氏体晶粒仍然粗大，甚至更低，称为显微组织遗传。为了消除粗大组织的遗传性，可以采用中间退火或多次高温回火。
第二，过热现象
加热温度过高，不仅奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。过烧后钢的性能严重恶化，淬火时产生裂纹。烧焦的组织无法恢复，只能报废。因此，在工作中要避免过热。
三。脱碳和氧化
钢加热时，表面碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳和水蒸汽发生反应，使表面碳浓度降低，称为脱碳。脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度和耐磨性降低，表面残余拉应力易形成表面网状裂纹。
加热时，钢铁表面的铁及合金与介质(或气氛)中的元素和氧气、二氧化碳、水蒸气反应形成氧化膜的现象称为氧化。高温(一般在570度以上)工件被氧化后，尺寸精度和表面亮度变差，氧化膜淬透性差的钢件容易出现淬火软斑。
为防止氧化，减少脱碳，措施有:工件表面涂层，不锈钢箔密封加热，盐浴炉加热，保护气氛加热(如净化惰性气体，控制炉内碳势)，火焰燃烧炉(使炉气还原性)。
第四，氢脆现象
高强度钢在富氢气氛中加热时塑性和韧性降低的现象称为氢脆。氢脆也可通过除氢处理(如回火、时效)消除，在真空、低氢气氛或惰性气氛中加热可避免氢脆。
几种常见的热处理概念
几种常见的热处理概念
1.正火:一种热处理工艺，将钢或钢零件加热到高于临界点AC3或ACM的适当温度并保持一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体状结构。
2.退火:是一种热处理过程，在这一过程中，我们要做的是
3.固溶热处理:将合金加热到高温单相区并保持恒温，使多余相充分溶解在固溶体中，然后迅速冷却获得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变形后，在室温下放置或保持略高于室温时，性能随时间变化的现象。
5.固溶处理:充分溶解合金中的各相，强化固溶，提高韧性和耐蚀性，消除应力和软化，以便继续加工成型。
6.时效处理:加热并保持强化相析出的温度，使强化相析出、硬化，提高强度。
7.淬火:对钢材进行奥氏体化处理，然后以适当的冷却速度冷却，使工件的马氏体等不稳定组织在截面上全部或在一定范围内发生变化的热处理工艺。
8.回火:将淬火后的工件加热到临界点AC1以下的适当温度并保持一定时间，然后用满意的方法冷却，以获得所需组织和性能的热处理工艺。
9.钢的碳氮共渗:碳氮共渗是将碳和氮同时渗入钢表面的过程。传统上，碳氮共渗也被称为氰化。目前广泛使用的是中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)。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。低温气体碳氮共渗主要是渗氮，主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10.淬火回火:一般将淬火和高温回火相结合的热处理称为淬火回火。调质处理广泛应用于各种重要的结构件，特别是那些在交变载荷下工作的连杆、螺栓、齿轮和轴。淬火和回火后得到回火索氏体组织，其力学性能优于相同硬度的正火索氏体组织。其硬度取决于高温时的回火温度，并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB 200-350之间。
11.钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。
回火的类型和应用
根据工件性能要求和回火温度的不同，回火可分为以下几类:
(1)低温回火(150-250度)
低温回火得到的显微组织为回火马氏体。其目的是在保持高硬度和高耐磨性的前提下，降低淬火钢的内应力和脆性，避免在使用中开裂或过早损坏。主要用于各种高碳刀具、量具、冷冲压工具、滚动轴承及渗碳件，回火后硬度一般为HRC 58-64。
(2)中温回火(350-500度)
中温回火得到的显微组织为回火屈氏体。其目的是获得高屈服强度、弹性极限和高韧性。因此主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35-50。
(3)高温回火(500-650度)
高温回火得到的显微组织为回火索氏体。传统上将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质，其目的是为了获得更好的强度、硬度、塑性、韧性等综合机械性能。因此广泛应用于汽车、拖拉机、机床的重要结构件，如连杆、螺栓、齿轮、轴等。回火后的硬度一般为HB 200-330。
钢的渗氮和碳氮共渗
钢的渗氮(气体渗氮)
概念:渗氮是氮原子渗入钢表层的过程，目的是提高表面硬度和耐磨性，以及疲劳强度和耐腐蚀性。
它利用氨气在加热过程中分解活性氮原子，被钢吸收在其表面形成氮化物层，同时向中心扩散。
渗氮通常采用专用设备或井式渗碳炉进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴(如镗杆、磨床主轴)、高速柴油机曲轴、阀门等。
渗氮工件的工艺路线:锻造-退火-粗加工-回火-精加工-去应力-粗磨-渗氮-精磨或磨削。
由于渗氮层薄而脆，要求有高强度的心部结构，因此需要先进行回火热处理，以获得回火索氏体，从而提高心部的机械性能和渗氮层的质量。
渗氮后，钢无需淬火就具有很高的表面硬度和耐磨性。
渗氮处理温度低，变形小，比渗碳和感应表面淬火小很多。
钢的碳氮共渗:碳氮共渗是将碳和氮同时渗入钢表面的过程，也称为氰化。目前广泛使用的是中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)。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，而低温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。