常规金属(钢铁)材料热处理工艺研究

工 业 技 术

常规金属（钢铁）材料热处理工艺研究

张 庆

（唐山开滦铁拓重型机械制造有限责任公司热处理厂，河北 唐山 063103）

摘 要：常规金属材料的热处理是一种综合重要的工艺，也是质量管理的重要环节。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。文章分析了热处理工艺分类，工艺技术及热处理工艺缺陷及控制措施。

关键词：常规金属；钢铁材料；热处理技术；工艺分析中图分类号：TG1 文献标识码：A概述

热处理工艺时，首先要知道热处理的主要现在的社会中，常规金属材料的应目的是什么，笔者认为，主要是消除前道用比较广泛，尤其对钢铁材料来说，在工、工序产生的某些个缺陷，来加以改善材料农业及交通运输中都离不开。但是随着科的工艺性能；还有就是不断提高零件或工技的进步与发展，我们对常规金属材料模具的使用性能。

的性能要求也越来越高。在这一方面上，笔者认为，恰当的热处理工艺可以我们积极采取了研制新材料和对常规金属消除铸、锻、焊件等的某些缺陷，改善其材料进行热处理以此来达到我们需要的目工艺性能。因此，热处理在现代工业中占的。热处理的加热方法很多，最早是采用有重要地位。

木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体下面笔者将其工艺技术要点做一详燃料。电的应用使加热易于控制，且无环细分析。

境污染。利用这些热源可以直接加热，也2.1热处理中的退火种类。这其中又可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子可以分为完全退火和等温退火等。这需要进行间接加热。

说明的是完全退火主要用于亚共析成分的

从一定意义上来说，笔者分析认为各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，

常规金属材料热处理这种方法还是比较普这个应用比较宽泛。

遍和实际推广的。

而去应力退火则是用来消除铸件，

1 常规金属（钢铁）材料热处理工艺热轧件等的残余应力。如果这些应力不予

分类

消除，将会引起钢件在一定时间后，或在

根据笔者所从事工作性质来看，一随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

般地常规金属材料的热处理工艺大体上分2.2淬火工艺的技术。淬火是金属材

为整体热处理、表面热处理和化学热处理。

料的最重要强化方法，它的目的是提高强

另外在根据加热介质和加热温度和度硬度，耐磨性。将常规金属材料加热到

冷却方法的不同，我们又将它分为若干不相变温度以上，保温一定时间，然后快速

同的热处理工艺。这在具体的要求中可以冷却以获得马氏体或下贝氏体组织的热处

根据需要加以处理。

理工艺称为淬火。在实际生产中用油作淬

经过笔者的实践可以知道，我们在火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较

处理常规金属（钢铁）材料热处理的时候大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬

一般不会改变加工工件的形状和整体的化火。笔者将淬火工艺中冷却速率及对材料

学成分，而是我们通过改变工件内部的显的影响做一比对，具体如表：

微组织，或改变工件表面的化学成分来满2.3回火的目的分析。所谓回火它是

足我们的需求。但不管是哪一种热处理，将经过淬火的工件重新加热到低于下临界

都是将加工工件加热到一定温度，保温一温度的适当温度，保温一段时间后在空气

定时间，然后以某种速度冷却下来。但是或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。

不论怎么样，在绝大多数情况下，常规金或将淬火后的合金工件加热到适当温度，

属材料的热处理总是要加热到临界点以上保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。这

的温度，得到所要求的组织和性能。

样做的主要目的是满足加工工件所要求的

2 常规金属（钢铁）材料热处理工艺机械性能，获得稳定工件尺寸，降低脆性，

分析

消除或减少内应力。

我们在明确常规金属（钢铁）材料

但是要注意，回火温度越高，渗碳

体质点越大，弥散度

表1 越小，则钢的硬度和

冷却方式力学性能强度越低，塑性、韧

σsδ（%）ψ随炉冷却

51927232.54915-18性较高。这时候的组

空气冷却657-70633315-1845-5018-24织主要是回火索氏体，

油冷却88260818-20

4840-50

它与回火的温度之间

水冷却

10787067-812-1452-60

的关系如下所示。

2.4常规金属（钢铁）材料热处理工

艺注意事项。不管怎么样，我们在常规金

属（钢铁）材料热处理工艺加工时，加工

工件经常暴露在空气中，就会发生氧化、

脱碳，这对于热处理后零件的表面性能有

很不利的影响。因而我们务必把金属通常

应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和

真空中加热，也可用涂料或包装方法进行

保护加热。

3 常规金属（钢铁）材料热处理工艺

缺陷及控制

我们在实际的金属（钢铁）材料热

处理工艺时，难免会出现这样那样的失误，

导致加工工件质量不过关。比较常见的现

象是过热现象，断口遗传现象，脱碳和氧

化现象等。出现产生断口遗传的理论争议

较多，笔者认为曾因加热温度过高导致，

而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，

受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。这要

求我们必须采取一定措施预防。

如若在金属（钢铁）材料热处理时，

出现了氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应

时，出现了氧化等现象，我们要及时采取

把工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加

热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热

火焰燃烧炉。 　

出现氢脆现象时候，我们可以通过

除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢

脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热

可避免氢脆。参考文献[1]热处理工艺系统研发[D].电子科技大学，2012.中国新技术新产品－　１０５　－

（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、

常规金属（钢铁）材料热处理工艺研究

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张庆

唐山开滦铁拓重型机械制造有限责任公司热处理厂,河北唐山,063103中国新技术新产品

China New Technologies and New Products2014(7)

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