钢铁材料为什么要热处理

1. 金属材料为什么要进行热处理

金属材料在不同热处理方法后会产生不同的组织结构，其对应的性能也不相内同。有的通过改变钢的化学成容分来达到目的，如一部分化学热处理。现代的生产也是为了减少合金的投入，从而降低成本。因为很多合金是稀缺资源，极为昂贵。总之，大多数是为了使金属更好的满足使用要求。

2. 为什么要对钢进行热处理有哪些分类方法其依据是什么

钢材为什么要进行热处理?为了提高钢材的使用性能，凡是采用两种法子来解决：一是调整钢的化学成份，出格是加进某些合金元素，即采用合金化的方式，来使钢材到达使用性能的要求；另外一种法子是进行钢的热处置。由于钢的性能不仅取决于它的化学成份，还取决于钢的内部组织结构（金相组织）。而热处置正是影响钢的组织的一种工艺。对钢材进行准确地热处置，能提高钢材的性能，使它能够在各类分歧的条件下使用。事实上，尽年夜大都机械零部件都是经过了热处置这一工艺进程的。所谓热处置，就是经由过程加热、保温、冷却的操作方式，来改变钢的内部组织，以获得预期的性能（如提高钢的强度、硬度等）的一种工艺。钢的热处置年夜致可以分为普通热处置和概况热处置两种基本类型。普通热处置的处置方式有：退火、正火、淬火和回火。淬火后又进行回火的热处置工艺，称为调质处置。概况热处置方式有概况淬火及概况化学处置两种，用来提高工件概况的硬度、耐磨性、抗侵蚀性或其他特殊性能，而工件的心部仍能连结较高的塑性和韧性，如齿轮、发念头曲轴、钢轨等，凡是是经过概况热处置工艺的。概况淬火是哄骗特定的热源把工件概况加热至奥氏体，随即快速冷却，使其转变为马氏体，然落后行低温回火的处置方式。概况化学处置是把工件置于化学活性介质中，加热到一定温度，使钢的概况层被某种元素渗进的处置方式。经常使用的化学热处置方式有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属元素等方式。

3. 为什么要对材料进行热处理

通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，其特点是改善工件的内在质量。

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。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

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分类及加热原理

1、表面淬火

通过不同的热源对工件进行快速加热，当零件表层温度达到临界点以上（此时工件心部温度处于临界点以下）时迅速予以冷却，这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。为了达到只加热工件表层的目的，要求所用热源具有较高的能量密度。

2、化学热处理

将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层或形成某种化合物的覆盖层，以改变表层的组织和化学成分，从而使零件的表面具有特殊的机械或物理化学性能。通常在进行化学渗的前后均需采用其他合适的热处理，以便最大限度地发挥渗层的潜力，并达到工件心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。

3、接触电阻加热淬火

通过电极将小于5伏的电压加到工件上，在电极与工件接触处流过很大的电流，并产生大量的电阻热，使工件表面加热到淬火温度，然后把电极移去，热量即传入工件内部而表面迅速冷却，即达到淬火目的。当处理长工件时，电极不断向前移动，留在后面的部分不断淬硬。

4、电解加热淬火

将工件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中，工件接阴极，电解槽接阳极。接通直流电后电解液被电解，在阳极上放出氧，在工件上放出氢。氢围绕工件形成气膜，成为一电阻体而产生热量，将工件表面迅速加热到淬火温度，然后断电，气膜立即消失，电解液即成为淬冷介质，使工件表面迅速冷却而淬硬。

4. 大型铸钢件为什么要进行热处理

铸钢件的铸态组织易产生较严重的晶技偏析、组织不均，如铸件断面往往表面是细等轴晶内，二层是柱状晶容，中间是等轴晶，以及魏氏组织和网状渗碳体，需要通过热处理（固态重结晶）来消除或减轻其有害影响，铸钢件通过热处理来控制其显微组织，达到需要的性能。另外由于铸钢件的壁厚差异以及结构的影响，同一铸件各部位具有不同的组织状态，并产生相当大的残留应力需要消除，因此，一般阀门铸钢件都要求以热处理状态供货。
按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有退火、正火、均匀化处理、淬火、回火，固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。各种热处理的主要特点及适用范围。

由于铸造组织特点，铸钢件的热处理往往与化学成分相近的锻钢或轧材件不尽相同，其特点如下：
①铸钢件铸态组织中，常有粗大枝晶及偏析，热处理时，其加热温度稍高于相近成分的锻钢件，其奥氏体化保温时间也要适当延长；
②某些合金钢铸件的铸态组织偏析严重，为消除其对铸件最终热处理的影响，需予以均匀化处理；
③铸钢件形状复杂，壁厚相差大，必须考虑截面效应所导致试样与实际铸件在组织和性能上的差异；
④铸钢件凝固、冷却后，各部位都有程度不同的铸造应力。

5. 钢材为什么要进行热处理

钢材为什么要进行热处理?
为了提高钢材的使用性能，凡是采用两种法子来解决：一是调整钢的化学成份，出格是加进某些合金元素，即采用合金化的方式，来使钢材到达使用性能的要求；另外一种法子是进行钢的热处置。由于钢的性能不仅取决于它的化学成份，还取决于钢的内部组织结构（金相组织）。而热处置正是影响钢的组织的一种工艺。对钢材进行准确地热处置，能提高钢材的性能，使它能够在各类分歧的条件下使用。
所谓热处置，就是经由过程加热、保温、冷却的操作方式，来改变钢的内部组织，以获得预期的性能（如提高钢的强度、硬度等）的一种工艺。钢的热处置年夜致可以分为普通热处置和概况热处置两种基本类型。普通热处置的处置方式有：退火、正火、淬火和回火。淬火后又进行回火的热处置工艺，称为调质处置。概况热处置方式有概况淬火及概况化学处置两种，用来提高工件概况的硬度、耐磨性、抗侵蚀性或其他特殊性能，而工件的心部仍能连结较高的塑性和韧性，如齿轮、发念头曲轴、钢轨等，凡是是经过概况热处置工艺的。
概况淬火是哄骗特定的热源把工件概况加热至奥氏体，随即快速冷却，使其转变为马氏体，然落后行低温回火的处置方式。概况化学处置是把工件置于化学活性介质中，加热到一定温度，使钢的概况层被某种元素渗进的处置方式。经常使用的化学热处置方式有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属元素等方式。

6. 钢件为什么能进行各种各样的热处理

钢能进行热处理强化，是由于钢在固态下具有相变，在固态下不发生相变的内纯金属或合金则不能用热处理容方法强化。

热处理的特点是改变零件或者毛坯的内部组织，而不改变其形状和尺寸。能进行热处理强化的材料必须满足：

1、有固态相变；

2、经冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态；

3、表面能被活性介质的原子渗入从而改变表面化学成分。

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金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。

钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

7. 为什么要对钢件进行热处理

通过热处理可以改变钢的组织结构，从而改善钢的性能。热处理可以显著版提高钢的机械性能权，延长机器零件的使用寿命。恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊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。

8. 钢材热处理的目的

淬火钢之所以具有良好的使用性能，热处理是不可避免的工序，淬火钢常版见的热处理工艺包括权退火，淬火，回火。退火是在在切削加工之前，目的是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力。淬火、回火是一起的，淬火后直接回火，在精加工之前进行，淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好准备等。回火的目的主要是：消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
经过热处理之后，工件的硬度一般在HRC45以上，有的甚至达到HRC60以上，不同的工件，工作性质不同，故热处理后的硬度也不同，如汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间，回转支承轴承热处理后的硬度在HRC47-55之间，滚珠丝杠热处理后的硬度一般在HRC60-62之间。

9. 为什么要热处理

【进行热处理的原因】总的来说，人类对金属的使用就离不开热处理。现陈述如下：
1、在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，钢铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
2、公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
3、随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和水的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
4、1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
5、二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。

【热处理】是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。