金屬熱處理——工藝與應(yīng)用的探索
金屬熱處理是金屬材料加工中的重要環(huán)節(jié)，通過加熱、保溫和冷卻等過程，改變金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到調(diào)整其力學(xué)性能、上升其耐磨性、耐腐蝕性等目的。
一、基本原理
金屬熱處理是通過加熱、保溫和冷卻等過程，改變金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到調(diào)整其力學(xué)性能、上升其耐磨性、耐腐蝕性等目的。在加熱過程中，金屬原子獲得充足的能量，使其能夠克服原子間的結(jié)合力，實現(xiàn)原子間的重新排列。保溫過程中，原子能夠充分?jǐn)U散，形成越加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。冷卻過程中，原子間的結(jié)合力逐漸恢復(fù)，形成具有特定性能的金屬組織。
二、工藝
金屬熱處理的工藝主要包括退火、正火、淬火、回火等。退火是將金屬加熱到特定溫度，保溫一段時間后緩慢冷卻至室溫，以除掉內(nèi)應(yīng)力、改進(jìn)加工性能。正火是將金屬加熱到稍高于臨界點溫度，保溫一段時間后空冷至室溫，以細(xì)化晶粒、上升強(qiáng)度和韌性。淬火是將金屬加熱到臨界點以上某一溫度，保溫一段時間后迅速冷卻至室溫，以上升硬度。回火是將淬火后的金屬加熱到低于臨界點某一溫度，保溫一段時間后緩慢冷卻至室溫，以穩(wěn)定組織、降低脆性。
三、應(yīng)用
金屬熱處理廣為應(yīng)用于各種金屬材料的加工和制造過程中。例如，汽車零部件、軸承、齒輪等需要高強(qiáng)度和耐磨性的零件需要進(jìn)行淬火和回火處理；航空航天器、核電站等需要耐腐蝕和耐高溫的零件需要進(jìn)行表面強(qiáng)化處理；各種形狀復(fù)雜的模具需要進(jìn)行迅速冷卻和迅速加熱的熱處理工藝。
