主题：热处理技术关联(拿金属举例，退火---淬火---回火等～～)

回火的种类及目的
回火操作一般可分三类：即高温回火，指温度在A1线以下至500℃范围内的回火；中温回火，指温度在250一500℃范围内的回火；低温回火，指温度在250℃以下的回火。
    高温回火的目的是为了获得回火索氏体或珠光体为主的组织，以得到良好的综合机械性能(既有较高的硬度、强度，又有较好的塑性、韧性)。所以高温回火常作为调质工序，(即淬火加高温回火)此外也可用于不淬火状态下的零件，以消除应力，预防变形的处理，如焊接结构件消除焊接应力的处理。高温回火还作为表面淬火返工处理的中间工序，以消除应力，降低硬度，代替退火工序。高温回火用在正火后，则常常是为了降低硬度、改善切削加工性能。高温回火还可以用来作复杂零件和高合金钢制造的零件在热处理前(包括渗碳等)的预处理工序。
    中温回火能保证零件有较高的弹性极限和抗疲劳强度，这时零件的金相组织是回火屈氏体或回火索氏体。根据这种特性，中温回火常用于弹簧、高强度齿轮、锤扦、模具、高车(俗称天车、行车)车轮及其它车轮踏面的热处理。
    低温回火所得到的组织是回火马氏体或回火马氏体加回火屈氏体。一般说来，这种回火不降低或少降低硬度，它的目的主要是为了消除应力，故对于要求高硬度、高耐磨性的零件如高速齿轮、铀承等零件都采用这种回火。

正火和退火区别
正火和退火主要有四个区别：
      (1)正火的温度较高,退火的温度较低.
      (2)正火的冷却速度比退火的冷却速度快.
      (3)使用效果不同，在渗碳处理以后，正火能消除网状渗碳体，退火则不能.对含碳量在0．25X以下的， 正火后可提高硬度，改善切削加工性能，退火却做不到。
      (4)正火的周期短，操作方便；退火的周期长，操作较麻烦(指需要控制一定的冷却速度)。

淬火后的零件为何要回火
    淬火后的马氏体加残余奥氏体组织，是一种不稳定的组织，如果碰到适宜的条件，会随时发生转变，引起零件形状和尺寸的变化，这对机械零件配合的要求(一般情况下，淬火部位大多数是配合面)来说是不允许的。因为不管什么零件，一旦成形后，我们总希望它尺寸稳定。  零件淬火后有较大的热应力和组织应力存在，如果不及时消除这些应力，就会进一步扩展；而这种应力又往往分布在尖角、缺口、孔眼等部位，形成应力集中。应力的集中和扩展，会使零件变形和开裂，所以应当及时消除应力。
    有部分零件需要通过热处理来提高它的机械性能，如强度、韧性等，使它在运转过程中具有一定的抗力，以保证较长的使用寿命。这样的热处理往往安排在粗加工之后。 要满足零件机械性能的要求，使它有良好的切削加工性能，还必须把淬火后得到的含碳过饱和的马氏体作回火处理，使碳原子析出形成粒状的渗碳体，从而得到回火索氏体或回火屈氏体等组织。
    综上所述，为了稳定组织，稳定尺寸，及时消除内应力，避免变形和裂纹的产生；为了调整组织，使零件具有良好的加工性能和使用性能，就必须将淬火后的零件及时地进行回火。一般规定：主要件、重要件、复杂件在淬火后两小时内必须进行回火；而一般件、普通件淬火与回火的间隔时间也不允许超过四小时。

化学热处理的三个基本过程
    任何一种化学热处理，都是将工件放在能供给钢件表面所需渗入元素原子(例如渗碳时的碳原子)的固体、液 体或气体介质中进行加热，其基本过程是：
    (1)介质被加热并分解出渗入元素的活性原子，工件同时也被加热。
    (2)活性原子被钢件表面吸收，并溶入工件表面。如渗碳时碳原子溶入奥氏体；氮化时氮原子溶入铁索体(有些化学热处理如氮化，还可形成化合物)。
    (3)渗入原子继续由表层向内扩散，形成一定的扩散层。
    上述三个基本过程可简述为，分解、吸收、扩散。任何化学热处理都包括这三个基本过程，其中扩散过程是化学热处理的基础。

表面热处理的分类
  表面热处理一般分为两类：一类叫表面淬火只改变表层的组织而不改变表层的化学成分，包括火焰加热表面淬火、高中频加热表面淬火、接触电加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光电子束加热表面淬火等；另一类叫化学热处理，它即改变表层化学成分又改变表层组织，它包括渗碳、氮化、氰化、渗硼、渗金属等。此外还有一种最新表面硬化技术，是在金属材料表面上覆盖特殊的硬化层，如化学气相沉积(CVD法)和物理气相沉积(PVD法)，以及等离子喷涂等。

火焰淬火
火焰淬火是一种用乙炔一氧火焰(最高温度达3100℃)或煤气一氧火焰(最高温度达2000℃)将工件表面高速加热，随后喷水冷却的一种淬火方法。一般常用乙炔-氧火焰表面淬火，其优点是：
  (1)设备简单、投资少、成本低。
  (2)适用于单例：或小批生产，也适用于大型工件的局部淬火要求，如大齿轮、轧辊、大型壳体(马达壳体)、导轨等。
  (3）不易产生表面氧化与脱碳。
  (4)不受现场环境与工件大小的限制，适用性广，操作简便。
缺点是：
　(1)不易稳定地控制质量。
　(2)大部分是手工操作和凭肉眼观察来掌握温度。表面容易烧化、过热与淬裂，很难达到均匀的淬火层与高的表面硬度。
　(3)实现机械化流水生产较为困难。

表面淬火与化学热处理的区别
    表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、 自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些台金钢。
    化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子，改变了表层的化学成份，使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。而心部组织成份不变，仍保留原来的高塑性。高韧性的性能，这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高，许多情况下还需要贵重的合金钢。化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。

钢的热处理概述
    提高钢材性能的主要途径有二：一是在钢中特意加入一些合金元素，即用合金化的措施来提高钢材的性能，另一措施就是对钢进行热处理。
钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。
    通过热处理可以充分发挥钢材的潜力，提高工件的使用性能，减轻工件的重量，节约材料，降低成本，还能延长工件的使用寿命。
根据加热和冷却方法的不同，热处理方法大致分类如下：
一． 普通热处理
    1． 退火
    2． 正火
    3． 淬火
    4． 回火
二． 表面热处理
    1． 表面淬火
        A． 感应加热淬火
        B． 火焰加热淬火
    2． 化学热处理
        A． 渗碳
        B． 氮化
        C． 碳氮共渗及其他
  热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的。

电炉常用热电偶的材料要求
1.耐高温--热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能，也就是说，在高温介质中，热电极的物理化学性能 越稳定，则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。
2.再显性好--用相同的两种热电极材料的热电偶，要求它们的电热性能相而而稳定， 这样能使热电偶成批生产，并有很好的互换性；
3.灵敏度高，线性好--要求电偶所产生的温差热电势足够大，并与温度呈线性关系；
4.要求热电有为材料除能满足上述几点要求外，并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小，且其价格便宜、货源充足。
电炉用热电偶，使用时应根据要求进行合理选择。目前常用的热电偶有以下几种，
[1)铂铑／铂热电偶——其分度号为S，正极是90％铂和10％铑的合金，负极为纯铂丝。
这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金，因此便于复制，且测温精度高，可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。其物理化学稳定性高，宜在氧化性和中性气氛中使用；它的熔点较高，故测温上限亦高。在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度，在1300℃以下可长期连续使用，短期测温可达1600℃。
铂铑／铂热电偶的缺点是价格昂贵，热电势小，在还原性气体、金属蒸气、金属氧化物及氧化硅和氧化硫等气氛中使用时会很快受到沾污而变质，故在这些气氛中使用它他须加保护套管，另外，这种热电偶的热电性能的非线性较大，在高温下其热电极会升华，使铑分子渗透到铂极中去沾污它，导致热电势不稳定。
[2]镍铬／镍硅热电偶——其分度号为K，正极成分是9—10％铬、0.4％硅，其余为镍，负极成分为2.5—3％硅，＜0.6％铬，其余为镍。
这类热电偶的优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，其他学稳定性好，热电势较大，热电势与温度问的线性关系好，其热电极材料的价格便宜，可在1000℃以下长期连续使用，短期测温可达1300℃。
镍铬／镍硅热电偶的缺点是在500℃以上的温度中和在还原性介质中，以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀，所以，在这些气氛中工作时必须加保护套管，另化它的测温精度也低于铂铑／铂热电偶。
[3]镍铬／考铜热电偶——文分度号为E，正极镍铬成分为9—10％铬，0．4％硅，其余为镍；负极考铜万分为56％铜和44％镍。
镍铬／考铜热电偶的最大优点是热电势大，价格便宜。这种热电偶的缺点是不能用来测高温，其测温上限为800℃，长期使用时，只限600℃以下，另外，由于考铜合金易受氧化而变质，使用时必须加装保护套管。
[4]铂铑30／铂铑6热电偶——简称为双铂铑热电偶，分度号为B。该热电偶的正负极都是铂铑合金，仅仅是合金含量比例不同而巳，正极含铑30%，负极含铑为6%，双铂铑 热电偶的抗沾污能力强，在测温1800℃温度时仍有很好的稳定性。其测温精度较高，适用于氧化性、中性介质，可以长期连续测量1400—1600℃的高温，短期测量可达1800℃。
双铂铑热电偶的灵敏度较低，使用时应配灵敏度较高的显示仪表。 在室温时温度对热电势的影响极小，故使用时一般不需要进行温度补偿。
[5]铜 /康铜热电偶--其分度号为T，正极为铜，负极为60%铜/40%镍的合金。
其优点是测温灵敏度较高，热电极容易复制，价格便宜，低温性能好，可测量—200℃低温。但其成分铜易氧化，因此一般测温上限不超过300℃：

真空热处理炉的特点
(1)严格的真空密封：众历周知，金属零件进行真空热处理均在密闭的真空炉内进行，因此，获得和维持炉子原定的漏气率，保证真空炉的工作真空度，对确保零件真空热处理的质量有着非常重要的意义。所以真空热处理炉的一个关键问题，就是要有可靠的真空密封结构。为了保证真空炉的真空性能，在真空热处理炉结构设计中必须道循一个基本原则，就是炉体要采用气密焊接，同时在炉体上尽量少开或者不开孔，少采用或者避免采用动密封结构，以尽量减少真空泄漏的机会。安装在真空炉体上的部件、附件等如水冷电极、热电偶导出装置也都必须设计密封结构。
    (2)大部分加热与隔热材料只能在真空状态下使用：真空热处理炉的加热与隔热衬料是在真空与高温下工作的，因而对这些材料提出了耐高温，蒸汽压低，辐射效果好，导热系数小等要求。对抗氧化性能要求不高。所以，真空热处理炉广泛采用了钽、钨、钼和石墨等作加热与隔热构料。这些材料在大气状态下极易氧化，因此，常规热处理炉不能采用这些加热与隔热材料。
    (3)水冷装置，真空热处理炉的炉壳、炉盖、电热元件导别处置(水冷电极)、中间真空隔热门等部件，均在真空、受热状态下工作。在这种极为不利的条件下工作，必须保证各部件的结构不变形、不损坏，真空密封圈不过热、不烧毁。因此，各部件应该根据不同的情况设置水冷装置，以保证真空热处理炉能够正常运行并有足够的使用寿命。
    (4)采用低电压大电流：在真空容器内，当真空空度为几托一lxlo-1托的范围内时，真空容器内的通电导体在较高的电压下，会产生辉光放电现象。在真空热处理炉内，严重的会产生弧光放电，烧毁电热元件、隔热层等，造成重大事故和损失。因此，真空热处理炉的电热元件的工作电压，一般都不超过80一100伏。同时在电热元件结构设计时要采取有效措施，如尽量避免有尖端的部件，电极间的间距不能太小窄，以防止辉光放电或者弧光放电的发生。
    (5)自动化程度高：真空热处理炉的自动化程度之所以较高，是因为金属工件的加热、冷却等操作，需要十几个甚至几十个动作来完成。这些动作内在真空热处理炉内进行，操作人员无法接近。同时，有些动作如加热保温结束后，金属工件进行淬火工序须六、六个动作并且要在15秒钟以内完成。在这样迅速的条件来完成许多动作，是很容易造成操作人员的紧张而构成误操作。因此，只有较高的目动化才能准确、及时按程序协调动。