金属热处理工艺概述
合金:通过熔化或其他方法将一种金属元素与另一种或多种元素结合而形成的具有金属特性的物质。
相:合金中具有相同化学成分和相同聚集状态的同质组分，它们通过界面相互分离。
固溶体:是一种固体金属晶体，其中一种(或几种)成分的原子(化合物)溶解到另一种成分的晶格中，同时仍保持另一种成分的晶格类型。固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体。
固溶体强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或节点，晶格发生畸变，固溶体的硬度和强度增加。这种现象称为固溶强化。
金属化合物:合金成分按一定比例相互作用形成的新相，通常可用化学式表示。
机械混合物:通过机械混合两个或多个相得到的多相骨料。
铁素体:碳在α-Fe(具有体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。
奥氏体:碳在g-Fe(面心立方结构的铁)中的间隙固溶体。
渗碳体:由碳和铁形成的稳定化合物(Fe3c)。
珠光体:铁素体和渗碳体的机械混合物(F+Fe3c含碳0.77%)。
高温莱氏体:渗碳体和奥氏体的机械混合物(含碳4.3%)。金属热处理是将金属工件在一定的介质中加热到合适的温度，并在此温度下保持一定时间，然后以不同的速度冷却的工艺方法。
早在公元前770年~公元前222年，中国人民就在生产实践中发现，铜和铁的性质会因温度和压力变形的影响而发生变化。白口铸铁的软化处理是制造农具的重要工序。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现了冷却液对淬火质量的影响。但在古代，作为个人“手艺”的秘密，拒绝传播，所以发展很慢。
从1850到1880，有一系列关于各种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)应用的专利。)进行保护性加热。从1889到1890，英国莱克获得了多种金属的光亮热处理专利。
20世纪以来，随着金属物理的发展以及其他新技术的移植和应用，金属热处理工艺得到了很大的发展。一个显著的进步是1901 ~ 1925，在工业生产中使用转底炉进行气体渗碳；露点电位器出现在20世纪30年代，使炉内碳势可控。20世纪60年代，热处理技术利用等离子场的作用发展了离子渗氮和渗碳工艺。随着激光和电子束技术的应用，金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。渗氮是将氮原子渗入钢表层的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及疲劳强度和耐腐蚀性。
它利用氨气在加热过程中分解活性氮原子，被钢吸收在其表面形成氮化物层，同时向中心扩散。
渗氮通常采用专用设备或井式渗碳炉进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴(如镗杆、磨床主轴)、高速柴油机曲轴、阀门等。
渗氮工件的工艺路线:锻造-退火-粗加工-回火-精加工-去应力-粗磨-渗氮-精磨或磨削。
由于渗氮层薄而脆，要求有高强度的心部结构，因此需要先进行回火热处理，以获得回火索氏体，从而提高心部的机械性能和渗氮层的质量。
渗氮后，钢无需淬火就具有很高的表面硬度和耐磨性。
渗氮处理温度低，变形小，比渗碳和感应表面淬火小很多。
(2)钢的碳氮共渗:碳氮共渗是将碳和氮同时渗入钢表面的过程，也叫氰化。耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗主要是渗氮，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10.淬火回火:一般将淬火和高温回火相结合的热处理称为淬火回火。调质处理广泛应用于各种重要的结构件，特别是那些在交变载荷下工作的连杆、螺栓、齿轮和轴。淬火和回火后得到回火索氏体组织，其力学性能优于相同硬度的正火索氏体组织。其硬度取决于高温时的回火温度，并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB 200-350之间。
11.钎焊:用钎料将两种工件连接在一起的热处理工艺，根据工件性能要求的不同和回火温度的不同，可分为以下几种:
(1)低温回火(150-250℃)
低温回火得到的显微组织为回火马氏体。其目的是在保持高硬度和高耐磨性的前提下，降低淬火钢的内应力和脆性，避免在使用中开裂或过早损坏。主要用于各种高碳刀具、量具、冷冲压工具、滚动轴承及渗碳件，回火后硬度一般为HRC 58-64。
(2)中温回火(350-500℃)
中温回火得到的显微组织为回火屈氏体。其目的是获得高屈服强度、弹性极限和高韧性。所以，(主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35-50。
(3)高温回火(500-650℃)
高温回火得到的显微组织为回火索氏体。传统上将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质，其目的是为了获得更好的强度、硬度、塑性、韧性等综合机械性能。因此广泛应用于汽车、拖拉机、机床的重要结构件，如连杆、螺栓、齿轮、轴等。回火后的硬度一般为HB 200-330。(一)。大气和钢的化学反应
1氧化
2Fe+O2→2FeO
Fe+H2O→FeO+H2
FeC+CO2→Fe+2CO
恢复
费奥+H2→费+H2O
FeO+CO→Fe+CO2
3.增碳剂
[C]+CO2→2CO
CH4→[C]+2H2
Fe+[C]→FeC
4.氮化物
2NH3→2[N]+3H2
铁+[氮]→粉
(二)。各种大气对金属的作用
氮:它会与铬、钴和铝发生反应。ti≥1000℃。
氢:能还原铜、镍、铁和钨。当氢气中的水分含量达到0.2-0.3%时，钢就会脱碳。
水:温度≥800℃时，钢铁会氧化脱碳，不会与铜发生反应。
一氧化碳:其还原性与氢气相似，可使钢渗碳。
(3).各种气氛对电阻元件的影响
镍铬线、铁铬铝:硫气氛对电阻丝有害。
铍青铜
铍青铜是一种广泛使用的沉淀硬化合金。经固溶时效处理后，强度可达1250-1500 MPa(1250-1500kg)。其热处理特点是固溶处理和冷加工变形后塑性好。但经过时效处理后，具有优异的弹性极限，硬度和强度也有所提高。
1和铍青铜的固溶处理
一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间，760-780℃作为弹性元件的材料，主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理的炉温均匀性应严格控制在5℃。一般可以算出保持时间为1小时/25mm。当铍青铜在空气或氧化气氛中加热时，其表面会形成一层氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大，但会影响其冷作工具和模具的使用寿命。为了避免氧化，应在真空炉中加热或氨分解，惰性气体和还原气氛(如氢气、一氧化碳等。)，从而获得光亮的热处理效果。另外，还要注意尽可能缩短转移时间(水淬时)，否则会影响老化后的力学性能。薄料不超过3秒，一般零件不超过5秒。一般用水作为淬火介质(不需要加热)。当然，形状复杂的零件也可以用油，避免变形。
2.铍青铜的时效处理
铍青铜的时效温度与Be含量有关，Be含量小于2.1%的合金适合进行时效处理。对于Be大于1.7%的合金，最佳时效温度为300-330℃，保温时间为1-3小时(根据零件的形状和厚度而定)。对于电导率高且Be小于0.5%的电极合金，由于熔点升高，最佳时效温度为450-480℃，保温时间为1-3小时。然后低温长时间老化，优点是性能提高但变形减少。为了提高铍青铜时效后的尺寸精度，可以采用夹具夹紧的方式进行时效，有时也可以分两个阶段分别进行时效。
3.铍青铜的去应力处理。
铍青铜的去应力退火温度为150-200℃，保温时间为1-1.5小时，可用于消除金属切割、矫直和冷成型产生的残余应力，稳定零件在长期使用中的形状和尺寸精度。