金屬材料熱處理方法有幾種

金屬材料熱處理方法有幾種？各有什麼特點？

金屬材料熱處理方法有退火、誶火及回火，滲碳、氮化及氰化等。

(1) 退火處理

退火處理按工藝溫度條件的不同，可分為完全退火、低溫退火和正火處理。

①完全退火是把鋼材加熱到ac3 (此時鐵素體開始溶解到奧氏體中，指鐵碳合金平衡圖中ac3，即臨界溫度）以上2030℃，保溫一段時間後，隨爐溫緩冷到400500(，然後在空氣中冷卻。

完全退火適用於含碳量小於0.83%的鑄造、鍛造和焊接件。目的是為了通過相變發生重結晶，使晶粒細化，減少或消除組織的不均勻性，適當降低硬度，改善切削加工性，提高材料的韌性和塑性，消除內應力。

② 低溫退火是一種消除內應力的退火方法。對鋼材進行低溫退火時.先以緩慢速度加熱公升溫至500600匸，然後經充分的保溫後緩慢降溫冷卻。

低溫退火（消除內應力退火）主要適用於鑄件和焊接件，是為了消除零件鑄造和焊接過程中產生的內應力，以防止零件在使用工作中變形。採用這種退火方法，鋼材的結晶組織不發生變化。

③ 正火是退火處理中的一種**，它與完全退火不同之處在於零件的冷卻是在靜止的空氣中，而不是隨爐緩慢降溫冷卻。正火處理後的晶粒比完全退火更細，增加了材料的強度和韌性，減少內應力，改善低碳鋼的切削效能。

正火處理主要適合那些無需調質和淬火處理的一般零件和不能進行淬火和調質處理的大型結構零件。正火時鋼的加熱溫度為753900°c。

(2) 淬火及回火處理

淬火可分整體淬火和表面淬火，淬火後的鋼一般都要進行回火。回火是為了消除或降低淬火鋼的殘餘應力，以使淬火後的鋼內糹且織趨於穩定。鋼材淬火後為了得到不同的硬度，回火溫度可採用幾種溫度段。

① 淬火後低溫回火目的是為了降低鋼中殘餘應力和脆性、而保持鋼淬火後的高硬度和耐磨性，硬度在hrc5864範圍內。適合於各種工具、滲碳零件和滾動軸承。回火溫度為150250匸。

② 淬火後中溫回火目的是為了保持鋼材有一定的韌性、在此基礎上提高其彈性和屈服極限。適合於各種彈簧、鍛模及耐衝擊工具等。回火溫度為350500"，淬火後回火得到的鋼材硬度為hrc 3545。

③ 淬火後高溫回火這種回火溫度處理通常稱之為調質處理。回火溫度為500650℃，材料的硬度為hrc2535。

調質處理廣泛應用在齒輪與軸的機械加工工藝中，以使零件在塑性、韌性和強度方面有較好的綜合性能。

表面淬火是使零件的表面有較髙的硬度和耐磨性，而零件的內部（心部）有足夠的塑性和韌性。如承受動載荷及摩擦條件下工作的齒輪、凸輪軸、曲軸頸等，均應進行表面淬火處理。

表面淬火用鋼材的含碳量應大於35%，如45、40cr、40mn2 等鋼材，都比較適合表面淬火。表面誶火的方法可分為表面火焰淬火和表面髙頻淬火。

a. 表面火焰淬火是用高溫的氧-乙塊火焰，把零件表面加熱到ac3線以上溫度，然後用水噴射到髙溫零件表面，則得到較髙的零件表面硬度。這種方法主要用於大型齒輪、軸和輥的表面處理。

b. 表面髙頻淬火是利用高頻感應電流使淬火零件表面迅速加熱，然後立即噴水冷卻。髙頻加熱零件表面溫度為ac3 + (100150)"c,原零件原始組織要求細緻均勾，同時應預先經正火或調質處理，淬火後的回火應採用低溫回火或自回火。

高頻淬火用以提髙零件的表面硬度，目前應用較多。因為這種熱處理方法不易使零件氧化和脫碳，變形小，零件表面可獲得較好的力學效能，同時也容易實現較精確的電控和自動化操作，生產率又很髙。

(3)滲碳

對於含碳量低於0.32%的鋼材，可採用滲碳處理；滲碳溫度—般為900-930°c，這樣可使低碳鋼或低碳合金鋼的表面含碳量增高到0.8%-1.

2%。然後再經過熱處理，這樣零件的內部（心部）即可得到較好的塑性和韌性，而表面層有較高的硬度和耐磨性。如要求有較高工作強度及重負荷工作的齒輪和凸輪及活塞銷等零件。

滲碳處理後的滲碳層深度可達0.4-6mm，常用滲碳方法的深度一般為0.5-2mm。

滲碳後零件的熱處理硬度一般為hrc 5665。

(4) 氮化

氮化是一種氣體氮化法，即是向鋼表面層滲氮的過程，把氨氣加熱時分解的活性氮原子滲人到鋼中，滲氮溫度一般在500600°。範圍內，需要2050h滲氮深度僅有0.30.

50mm，氮化後再進行熱處理。滲氮的目的主要是為了提髙金屬表面的硬度和耐磨性，提高疲勞強度和抗腐蝕能力。如380crmoala合金鋼，熱處理後的表面硬度可達hv10001110(相當於hrc6570),在600650的的高溫環境中工作，硬度不發生變化。

(5) 氰化

氰化處理是同時向金屬表面層滲碳和滲氮的過程，有氣體法和液體法兩種，以液體法應用較多。氰化溫度越高，則氣化層的碳含量越大，如果氰化溫度低，則氮的濃度增加而碳的含量降低。氣化處理後的鋼表面硬度和耐磨性均髙於滲碳處理，且比滲碳或氮化時間短。

①低溫氰化低溫氰化在淬火及回火後進行，氰化溫度為540560°c,需要進行3060mm出，氰化層厚度為0.030.04mm，表面硬度為hv 9501100。

目的主要是提高鋼表面的耐磨性。

②髙溫氰化髙溫氣化的鋼表面要進行淬火及低溫回火。主要是為了增加中碳鋼或合金鋼零件的表面耐磨性和疲勞極限。