熱處理是將金屬材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過(guò)改變材料表面或內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),來(lái)控制其性能的一種金屬熱加工工藝。

在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過(guò)程中，熱處理[1]的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。早在公元前770至前222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元世紀(jì)，鋼鐵戰(zhàn)備物品逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。造成這種裂紋的原因有：由于淬火加熱溫度過(guò)高或冷卻太急，熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時(shí)的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度。中國(guó)河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說(shuō)明是經(jīng)過(guò)淬火的。

常見問題

過(guò)熱從托輥配件軸承零件粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過(guò)熱。但要確切判斷其過(guò)熱的程度必須觀察顯微組織。若在GCr15鋼的淬火組織中出現(xiàn)粗針狀馬氏體，則為淬火過(guò)熱組織。形成原因可能是淬火加熱溫度過(guò)高或加熱保溫時(shí)間太長(zhǎng)造成的過(guò)熱；也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴(yán)重，在兩帶之間的低碳區(qū)形成局部馬氏體針狀粗大，造成的局部過(guò)熱。過(guò)熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩(wěn)定性下降。由于淬火組織過(guò)熱，鋼的晶體粗大，會(huì)導(dǎo)致零件的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。硬度檢測(cè)儀器可采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRN硬度值。過(guò)熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。

2024

鋁合金在淬火加熱時(shí)，合金中形成了空位，在淬火時(shí)，由于冷卻快，這

些空位來(lái)不及移出，

便被

“

固定

”

在晶體內(nèi)。

這些在過(guò)飽和固溶體內(nèi)的空位大多與

溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。

由于過(guò)飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，

必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變，

空位的存在，

加速了溶質(zhì)原子的擴(kuò)散速度，

因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。

硬化區(qū)

的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高，空位濃度越大，

硬化區(qū)的數(shù)量也就越多，

硬化區(qū)的尺寸減小。

淬火冷卻速度越大，

固溶體內(nèi)所固

定的空位越多，有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量，減小硬化區(qū)的尺寸。

沉淀硬化合金

系的一個(gè)基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度，

即隨溫度增加固溶度增加，

大

多數(shù)可熱處理強(qiáng)化的的鋁合金都符合這一條件。

沉淀硬化所要求的溶解度－溫度

關(guān)系，可用鋁銅系的

Al

－

4Cu

合金說(shuō)明合金時(shí)效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。對(duì)鋁銅

系富鋁部分的二元相圖，在

548

℃進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變

L→α

＋

θ

（

Al2Cu

）

。銅在

α

相中

的極限溶解度

5.65

％（

℃）

，隨著溫度的下降，固溶度急劇減小，室溫下約為

0.05

％