熱處理名詞簡介課件

熱處理名詞簡介南臺科技大學機械工程系吳忠春彙編熱處理名詞簡介南臺科技大學1（1）熱處理設備※電熱爐電熱爐可使用金屬發(fā)熱體或非金屬發(fā)熱體來產(chǎn)生熱源，其構造簡單，用途十分廣泛是它的主要特色，可廣泛應用於退火、正?；?、淬火、回火、滲碳及滲碳氮化等。主要的金屬發(fā)熱體包括Ni-Cr電熱線（最常見，最高用至1200℃）、Mo-Si合金及W、Mo等純金屬；非金屬發(fā)熱體包括SiC（最常見，最高可加熱至1600℃）、LaCrO3及石墨棒（真空或保護氣氛下可加熱至2000℃）。（1）熱處理設備※電熱爐2※燃燒爐燃燒爐使用氣體燃料或液體燃料作為加熱源，熱處理溫度可達800℃至1200℃之間。常見的氣體燃料包括天然氣、液化石油氣及瓦斯等；液體燃料則包括重油、燈油及輕油等。燃燒爐的熱對流效果很好，特別是低溫加熱之均勻性甚佳；但燃燒爐容易產(chǎn)生燃燒噪音、塵粒、硫氧化物及氮氧化物等環(huán)境污染物，則是它的主要缺點?！紵隣t燃燒爐使用氣體燃料或液體燃料作為加熱源，熱處理溫度可3※鹽浴爐鹽浴爐設備便宜，加熱速度快，處理件表面氧化程度低，適合小型工件熱處理用。若配合適當?shù)柠}裕，可應用於淬火加熱、滲碳、滲氮、滲硫等表面處理。常用的鹽浴種類包括（1）使用於200℃至500℃的低溫鹽主要以硝酸鹽或亞硝酸鹽；（2）使用在450℃至950℃間的中溫鹽，主要以氯化鈉、氯化鈣及碳酸鈉的混合鹽；（3）使用在950℃至1250℃溫度範圍的高溫鹽則大多以氯化鋇鹽為主?！}浴爐4※氣氛爐氣氛爐係在氣密的爐體內(nèi)，通入適當?shù)臍夥者M行各項輝面熱處理、滲碳、滲碳氮化及燒結等處理。此類爐具可分為分批式及連續(xù)式兩大類，加熱形式則使用電熱、油或燃氣在加熱管內(nèi)燃燒以進行間接式加熱?！鶜夥諣t氣氛爐係在氣密的爐體內(nèi)，通入適當?shù)臍夥者M行各項輝面熱5※真空爐在真空中加熱工件進行各項熱處理之爐具稱為真空爐，一般的真空度在10-2至10-4mmHg左右，經(jīng)由真空爐熱處理之工件，可防止鋼材表面氧化、脫碳，具有較佳的表面品質(zhì)。具有冷卻裝置的真空爐，可在非活性氣體中冷卻或淬火油中進行油淬火，但隨著工件體積的增大，使得熱處理成本會大幅增加?！婵諣t在真空中加熱工件進行各項熱處理之爐具稱為真空爐，一般6※高週波熱處理裝置高週波熱處理裝置主要是利用感應電流在工件必要的表面部分加熱，並進行必要的淬火、回火等熱處理程序，以獲得表面硬度大而工件心部韌性佳的表面特性。裝置主要包括高頻產(chǎn)生器、加熱線圈及工件運動夾持機構。感應加熱的加熱效率甚高，能在極短的時間內(nèi)加熱至高溫，並獲得極佳的硬化層；唯此種熱處理技術會受到工件形狀的影響較大，並不是每個工件都適用高週波熱處理技術?！哌L波熱處理裝置高週波熱處理裝置主要是利用感應電流在工件必7※流動床流動床體的基本原理係利用流動的固體微粒（如氧化鋁粉、砂粒）進行加熱或冷卻，它具有高傳熱速率（加熱速度約為一般熱輻射傳導的8倍）及表面清潔作用等雙重優(yōu)點，可使用於正?；⑼嘶?、淬火、沃斯回火及麻回火等熱處理程序?！鲃哟擦鲃哟搀w的基本原理係利用流動的固體微粒（如氧化鋁粉、8（2）材料測試與觀察※硬化能硬化能（Hardenability）係指鋼材在受某種淬火硬化處理後，能夠被硬化的程度而言，因此亦稱之為『淬火性』。硬化能愈大，代表鋼材在同一種淬火條件下能被硬化的深度愈深，但硬化能大並不代表鋼才能經(jīng)由淬火而獲得更大的硬度。（2）材料測試與觀察※硬化能9※影響硬化能因素鋼材的硬化能特性受到下列因素影響：（1）鋼材化學組成；（2）淬火前鋼材沃斯田體晶粒大?。唬?）鋼材沃斯田體化溫度（即鋼料之淬火溫度）；（4）其他因素，如碳化物的分布、組成均勻性等均會影響鋼材硬化能之好壞?！R界直徑所謂臨界直徑（CriticalDiameter）係指鋼材經(jīng)某一種淬火方式進行淬火後，中心部位組織恰好形成50%麻田散體時之直徑。一般鋼材可藉由端面淬火曲線得知臨界直徑之大小?！绊懹不芤蛩?0※勃氏硬度試驗勃氏硬度試驗主要是利用直徑10mm的鋼球加上不同的荷重，進行硬度性能之測試。對於鋼鐵材料通常使用3000Kgf的荷重，簡記成HB(10/3000)；對於銅、鋁等合金材料通常使用1000Kgf的荷重，簡記成HB(10/1000)；對於輕合金及軟金屬則使用500Kgf的荷重，簡記成HB(10/500)。勃氏硬度試驗會在試片表面造成一個極為明顯的壓痕，因此亦常被視為破壞性試驗；然而，它的硬度值試驗結果較不受鋼材表面銹片的影響，因此硬度值頗具代表性?！嫌捕仍囼灢嫌捕仍囼炛饕抢弥睆?0mm的鋼球加上不11※洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗應用範圍極廣，從極薄的薄片（HRA）至相當大的工件、從較軟的鋁銅合金材料（HRB）至淬火回火鋼材（HRC）均可使用。常用的HRB刻度係使用直徑1/16吋鋼球壓痕器加上100Kg的荷重（10kg的小荷重加上90kg的大荷重）；HRC刻度係使用頂角120尖端半徑0.2mm的金鋼石圓錐加上150Kg的荷重（10kg的小荷重加上140kg的大荷重）；至於HRA刻度則使用與HRC相同之壓痕器，但荷重為60Kg的荷重（10kg的小荷重加上50kg的大荷重）?！迨嫌捕仍囼灺迨嫌捕仍囼瀾霉爣鷺O廣，從極薄的薄片（HRA12※維氏硬度試驗維氏硬度試驗使用對角136金鋼石方錐當作壓痕器，可藉由壓痕器所造成的壓痕對角線來量測材料硬度值。維氏硬度試驗使用的荷重，依試片軟硬、厚薄之不同從1kg至120kg間選用適當之荷重，但最常用者有10kg、30kg及50kg三種。此種硬度試驗尤其適用在厚度很薄、表面硬化或電鍍等材料?！捠嫌捕仍囼炇捠嫌捕仍囼灢煌肚叭N硬度試驗方法，係使用下端嵌有金鋼石之圓形小鎚由一定高度落下，衝擊水平式片之表面，以其落下後反彈之高度來決定材料之硬度值。此種試驗法之優(yōu)點為幾乎不在試片表面留下痕跡、輕巧方便、易於攜帶使用，可應用在大型鑄件等工件；缺點則為鎚端易變形，需隨時注重校正之工作?！S氏硬度試驗13※抗拉試驗利用拉伸試驗機，來測定鑄件的降伏強度、拉伸強度、伸長率及斷面收縮率等，已明瞭鑄件的基本機械性質(zhì)。必要時亦可測定鑄件之比例限、彈性限及彈性係數(shù)等性能。試驗時，先將試片兩端的固定端點固定在試驗機的上下夾具，選定應變速率後，慢慢施加試驗機的荷重，直至試驗片拉伸斷裂為止，求的降伏點荷重、最大荷重用以計算鑄件材料之降伏強度及拉伸強度。在從斷裂後的試片量測伸長量、從破斷部位的面積分別計算出鑄件之伸長率及斷面收縮率?！估囼灷美煸囼灆C，來測定鑄件的降伏強度、拉伸強度、伸14※衝擊試驗常用的衝擊試驗法包括夏比(Charpy)衝擊試驗法及伊佐(Izod)衝擊試驗法，此試驗主要是要評估材料的韌性質(zhì)，亦即試片受衝擊破斷，所需要的能量大小稱之為衝擊值。試驗方法係將衝鎚設定在固定位置，將衝擊試片固定於支撐臺上，在令衝鎚自由落下衝擊試片，使試片破斷，並紀錄衝鎚的角度。經(jīng)由衝鎚原始角度及衝擊後角度之度差，我們即可計算出衝斷試片所需要之能量，也就是試片的衝擊值?！n擊試驗常用的衝擊試驗法包括夏比(Charpy)衝擊試驗法15※金相顯微鏡觀察利用顯微鏡來觀察金屬表面顯微組織的方法，稱為金相顯微觀察法，可分為巨觀及微觀試驗兩種。通常巨觀組織試驗是指使用目視或20倍以下的放大鏡，進行組織觀察的方法，包括硫印法、巨觀浸蝕法、破面檢查法等；微觀組織試驗法通常使用金相顯微鏡進行100倍以上的微細結構觀察。金相顯微鏡觀察的試片通常要先將觀察面研磨成平面，再利用拋光技術將觀察面研磨至鏡面，最後再利用化學溶液浸蝕表面，使觀察面之微細結構顯現(xiàn)出來。※金相顯微鏡觀察利用顯微鏡來觀察金屬表面顯微組織的方法，稱為16※滲透探傷法工業(yè)界常使用滲透液及顯像液來檢查熱處理工件淬火裂痕、孔隙等的表層缺陷，依使用之滲透液不同大致上可分為螢光滲透法及染色滲透法。檢查程序為（1）將工件表面的附著油污除去、洗淨後乾燥；（2）將工件浸漬於滲透液中、或將滲透亦充分塗佈於工件表面；（3）浸漬一段時間後，將附著於工件表面的滲透液洗淨除去；（4）將工件浸漬於顯像液中，若有裂縫等缺陷存在，因毛細管作用使得滲透液從內(nèi)部被吸出，因此而顯像在工件表面。螢光滲透液則在黑暗處使用紫外光照射進行觀察。※滲透探傷法工業(yè)界常使用滲透液及顯像液來檢查熱處理工件淬火裂17※超音波探傷法利用超音波從工件垂直照射進入工件內(nèi)部，在觀察超音波的衰減狀態(tài)及反射波形，即可檢查出工件內(nèi)部缺陷的位置及大小。主要的設備包括：適當頻率的超音波發(fā)振裝置、顯示反射波之裝置、載送或偵測超音波的探頭等。※超音波探傷法利用超音波從工件垂直照射進入工件內(nèi)部，在觀察超18※磁粉探傷試驗利用鋼鐵材料的磁化原理來產(chǎn)生磁力線，進而吸附磁粉形成一條連續(xù)磁粉線，以檢查熱處理工件表面淬火微裂痕、孔隙等缺陷。此種試驗法首先需將工件磁化，常用的磁化方法包括通電法、橫貫法、極點法、線圈法及極間法等，因此無法磁化的材料，如18-8不銹鋼、高錳鋼等沃斯田體型鋼材無法使用磁粉探傷法。接下去將磁粉散佈鋪在工件表面，當磁力線集中在裂痕、孔隙等缺陷位置時，會使磁粉浮起或不連續(xù)，如此即可檢查出裂痕、孔隙等缺陷之位置?！欧厶絺囼灷娩撹F材料的磁化原理來產(chǎn)生磁力線，進而吸附磁19（3）鋼鐵之熱處理※均質(zhì)退火處理簡稱均質(zhì)化處理（Homogenization），係利用在高溫進行長時間加熱，使內(nèi)部的化學成分充分擴散，因此又稱為『擴散退火』。加熱溫度會因鋼材種類有所差異，大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均質(zhì)化處理，高碳鋼在1100℃至1200℃之間，而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。（3）鋼鐵之熱處理※均質(zhì)退火處理20※完全退火處理完全退火處理係將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度範圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織後，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織?！耆嘶鹛幚硗耆嘶鹛幚韨S將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上321※球化退火處理球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內(nèi)部的層狀或網(wǎng)狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反覆加熱、冷卻數(shù)次，使A1變態(tài)所析出的雪明碳鐵，繼續(xù)附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田體後急冷，再依上述方法進行球化處理。使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火後韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回火後機械性質(zhì)、提高鋼材的使用壽命?！蚧嘶鹛幚砬蚧嘶鹬饕哪康?，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料22※軟化退火處理軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到600℃至650℃範圍內(nèi)（A1溫度下方），維持一段時間之後空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度軟化、回復原先之韌性，以便能再進一步加工。此種熱處理方法常在冷加工過程反覆實施，故又稱之為製程退火。大部分金屬在冷加工後，材料強度、硬度會隨著加工量漸增而變大，也因此導致材料延性降低、材質(zhì)變脆，若需要再進一步加工時，須先經(jīng)軟化退火熱處理才能繼續(xù)加工。※軟化退火處理軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到60023※弛力退火處理弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產(chǎn)生的殘留應力，這種殘存應力常導致工件強度降低、經(jīng)久變形，並對材料韌性、延展性有不良影響，因此弛力退火熱處理對於尺寸經(jīng)度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構件事非常重要的。弛力退火的熱處理程序係將工件加熱到A1點以下的適當溫度，保持一段時間（不需像軟化退火熱處理那麼久）後，徐緩冷卻至室溫。特別需要注意的是，加熱時的速度要緩慢，尤其是大型物件或形狀複雜的工件更要特別注意，否則弛力退火的成效會大打折扣。※弛力退火處理弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造24※正常化處理正?；療崽幚碛袃蓚€重要的功用，一是使工件結晶粒微細化而改善材料機械性質(zhì)；另一個目的是調(diào)節(jié)軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分佈狀態(tài)，以利後續(xù)熱處理時碳化物容易固溶於材質(zhì)，以便提昇材料切削性，並使材質(zhì)均勻化。正?；療崽幚淼臒崽幚沓绦?，係將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正?；瘻囟龋┍３忠欢螘r間，材質(zhì)成為均勻沃斯田體後，靜置於空氣中使之冷卻。正常化時間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鐘來估算需持溫時間。正?；療崽幚碛挚煞譃槎握；a溫正?；岸握；榷喾N改良式正?；療崽幚怼！；幚碚；療崽幚碛袃蓚€重要的功用，一是使工件結晶粒微25※淬火處理淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區(qū)域內(nèi)加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar’（波來體）變態(tài)；及（3）使鋼材產(chǎn)生麻田散體或變韌體而硬化。淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃範圍內(nèi)，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度範圍內(nèi)。冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar’’變態(tài)前的臨界區(qū)域，要盡量迅速冷卻；在Ar’’以下的溫度區(qū)域則需採緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區(qū)域又稱為危險區(qū)域?！慊鹛幚泶慊鹛幚淼闹饕康氖菍摬募彼倮鋮s以便獲得硬度極大26※回火處理一般回火處理常繼在淬火處理之後實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留並發(fā)揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態(tài)或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應力並改善相關機械性質(zhì)（提昇材料延展性）?；鼗饻囟炔煌瑫a(chǎn)生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現(xiàn)急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結晶而成長為連續(xù)基地，是軟化的主要原因?！鼗鹛幚硪话慊鼗鹛幚沓＠^在淬火處理之後實施，以便消除淬火處27※回火脆性回火處理要避開幾個會產(chǎn)生回火脆性的溫度範圍，這些脆化溫度範圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數(shù)的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度範圍內(nèi)發(fā)生脆化現(xiàn)象；（2）400℃至550℃脆化，通常構造用合金鋼在此溫度範圍內(nèi)會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度範圍加熱，會析出分佈均勻的碳化物，產(chǎn)生二次硬化效果，但也易導致脆性?！鼗鸫嘈曰鼗鹛幚硪荛_幾個會產(chǎn)生回火脆性的溫度範圍，這些脆28※麻淬火處理麻淬火處理的主要目的，在降低淬火時工件內(nèi)外溫度的巨大差異，並使於較低溫度時工件內(nèi)外一起產(chǎn)生麻田散體變態(tài)，可避免淬火破裂，並使淬火變形量降至最低而無損任何淬火硬度。其主要操作程序係將鋼材淬入至溫度在Ms點微上之熱浴中，短暫持溫使工件內(nèi)外溫度相同後，再提出空冷，使工件形成麻田散體變態(tài)的熱處理方法?！榇慊鹛幚砺榇慊鹛幚淼闹饕康?，在降低淬火時工件內(nèi)外溫度的29※麻回火處理麻回火處理是將鋼材淬入Ms與Mf溫度範圍之間的熱浴，經(jīng)過長時間持溫後，使過冷合金沃斯田體一部分變態(tài)成麻田散體，一部分變態(tài)成下變韌體。此種熱處理後，可不必再行回火處理，且可降低一般淬火回火之急劇程度；其最終組織為回火麻田散體及變韌體之混合，因此擁有高硬度和高韌性的組合。主要的缺點是需要保持恆溫的時間甚久，在工業(yè)應用上較不經(jīng)濟?！榛鼗鹛幚砺榛鼗鹛幚硎菍摬拇闳隡s與Mf溫度範圍之間的熱30※沃斯回火處理沃斯回火處理是一種較為特殊的熱處理方法，主要程序是將鋼材淬入溫度介於S曲線鼻部與Ar’’（Ms點）溫度之間的熱浴，直到過冷沃斯田體完全變態(tài)成變韌體才取出空冷的一種熱處理方法，亦稱為變韌淬火，它不需要再行回火處理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韌性兼具的材質(zhì)，一般而言，變態(tài)溫度愈高，強硬度愈低，但可增進低溫韌性；變態(tài)溫度愈接近Ms溫度，所得之強度、硬度皆大增，且伸長率及斷面收縮率亦大增，頗適合小型工件之大量生產(chǎn)?！炙够鼗鹛幚砦炙够鼗鹛幚硎且环N較為特殊的熱處理方法，主要程31（4）鋁合金之熱處理※常見熱處理鋁合金的代號有何分別？F：Asfabricated表示冷加工，熱加工或鑄造成形後不在施以特別處理。O：Annealed表示退火至最低強度水平之鍛製品，及經(jīng)退火增加延展性及尺寸安定性之鑄造品。H：StrainHardened表示經(jīng)加工變形之鍛製品。W：Solutionheattreated：表示僅固溶體處理後自然時效W1/2hr。T：HeattreatedtoproducestabletempersotherthanF.O.orH（4）鋁合金之熱處理※常見熱處理鋁合金的代號有何分別？32※鋁合金熱處理T代號可系分成哪幾種？T1從較高溫之成形加鑄造、擠形等過程中冷卻下來並自然時效。T2從較高溫之成形施以冷加工並自然時效。T3固溶體處理後，冷加工並自然時效T4固溶體處理後，直接自然時效T5輕較高溫度成形施以人工時效T6固溶處理後人工時效T7固溶處理後人工時效至過時效狀態(tài)T8固溶體處理後，冷加工並人工時效T9固溶體處理後人工時效並冷加工T10較高溫之成形施以冷加工並人工時效TX51固溶體處理後用伸張的方法消除內(nèi)部應力TX52固溶體處理後用壓縮的方法消除內(nèi)部應力TX53用伸張及壓縮的方法消除內(nèi)部應力※鋁合金熱處理T代號可系分成哪幾種？T1從較高溫之成形33※鋁合金最常見的熱處理強化機構為何？（1）析出硬化：熱處理鋁合金為2XXX，6XXX及7XXX，其利用淬火處理及時效處理使材料內(nèi)部結構發(fā)生一種相變化，產(chǎn)生細緻析出物，藉此種析出物，強化材料。這種現(xiàn)象叫析出硬化或時效硬化。（2）固溶處理：非熱處理合金則無析出硬化現(xiàn)象(但也會有析出物)，故其強化作用通常借助一般的方法，如固溶體強化，晶粒細化強化。※鋁合金最常見的熱處理強化機構為何？（1）析出硬化：熱處理鋁34※鋁合金析出硬化熱處理程序：實用的析出硬化熱處理程序必須包括下列三個基本步驟：固溶熱處理(solutiontreatment)→淬火(quench)→時效處理(agingtreatment)固溶處理係指將材料生溫至固溶體單相區(qū)一段時間，以便讓溶質(zhì)全部溶入基地而成單一α相；淬火係指將固溶處理後的材料迅速冷卻以得飽和固溶體。時效處理則將此過飽和固溶體放置在恆溫，使其逐漸析出析出物而造成性質(zhì)上的變化。此恆溫若為室溫則稱為自然時效(naturalaging)，若在叫高溫爐中進行則稱之為人工時效(artificialaging)。※鋁合金析出硬化熱處理程序：實用的析出硬化熱處理程序必須包括35※何謂鋁合金的過時效處理？一般而言，初時效硬度上升是由於析出物逐漸析出，體積比逐漸增加，析出物間距越小所致；到了最高時效時，此時析出物呈現(xiàn)最佳的分佈狀態(tài)，亦即對差排的阻力最大；過時效的形成是由於析出物的粗化，造成析出物半徑增大，個數(shù)減少，間距加大，根據(jù)前述之強化機構，可知粗化降低對差排的阻力，並使硬度下降。※何謂鋁合金的過時效處理？一般而言，初時效硬度上升是由於析出36※常見的鋁合金種類？1XXX純鋁系99.00%以上2XXXAl-Cu合金3XXXAl-Mn合金4XXXAl-Si合金5XXXAl-Mg合金6XXXAl-Mg-Si合金7XXXAl-Zn合金8XXX前代號以外之系統(tǒng)9XXX備用※常見的鋁合金種類？1XXX純鋁系99.00%以37（5）高溫用合金之熱處理※常見的高溫用合金有哪些？（1）鎳基合金（2）鈦基合金（3）鐵鎳鉻合金（4）鈷基合金（5）不銹鋼材料（5）高溫用合金之熱處理※常見的高溫用合金有哪些？38※鎳基合金的熱處理原理？將材料加溫到攝氏一千二百度左右經(jīng)一段時間將所有的副伽瑪重新溶解到材料中成為固溶體(SolidSolution)，快速冷卻下來使副伽瑪沒時間凝析出來，此時材質(zhì)最軟以利加工，這種熱處理也叫固溶處理(solutiontreatment)。物件外形達到後，隨即我們要想材料到達我們所需要的強度與硬度，通常都是在攝氏七百到八百度作時效處，使副伽瑪在材質(zhì)內(nèi)均勻的析出，控制時間與溫度可以達到我們所要求的強度。※鎳基合金的熱處理原理？將材料加溫到攝氏一千二百度左右經(jīng)一段39※鈦基合金的熱處理原理？鈦合金大多在鈦元素內(nèi)添加5%至15%的鋁、釩、鈷、鐵、錫、鋯、錳、鉬、鎢、鉻等元素，具比重輕的特點，經(jīng)熱處理後強度極高，廣泛使用於航空、太空器材。鈦合金大多可經(jīng)熱處理進行強化，其熱處理程序為：先行固溶化處理、淬火，使產(chǎn)生麻田散體變態(tài)後，再施以回火處理使之析出而時效硬化。此外，鈦合金亦可進行弛力退火處理及一般退火處理，以消除殘留應力及加工硬化的效應。※鈦基合金的熱處理原理？鈦合金大多在鈦元素內(nèi)添加5%至15%40※鈷基合金需要進行熱處理嗎？鈷合金在高溫工業(yè)上之應用多在不需藉高強度之地方，因為鈷合金之強度無法像其他合金那麼大，其強化原理係靠分佈於其間的碳化物來強化。通常鈷合金不需要熱處理，但也偶而會有與鎳合金相類似之固溶處理與時效處理，固溶處理時溫度在攝氏九百五十度以上，需要用真空熱處理爐處理?！捇辖鹦枰M行熱處理嗎？鈷合金在高溫工業(yè)上之應用多在不需41※不銹鋼的熱處理：不銹鋼的熱處理較為複雜，會依不同形式的不銹鋼而有不同的熱處理方式，唯一相同的是，熱處理過程常避開475℃左右進行長時間加熱，以免產(chǎn)生硬又脆的相金屬間化合物，此種化合物為鐵鉻合金，常會耗去基地內(nèi)大量的鉻元素，使得不銹鋼的抗蝕能力大幅降低。詳細請見第五章內(nèi)容?！讳P鋼的熱處理：不銹鋼的熱處理較為複雜，會依不同形式的不銹42（6）表面防蝕處理※常見防蝕材料的種類下列是金屬材料與抗腐蝕環(huán)境間的組合，可提供我們在選擇適當?shù)姆牢g材料時做參考用。當然，在其他條件的實務考量下，是有可能找到更便宜、更具耐蝕能力的材料。（1）不銹鋼：抗硝酸腐蝕力佳（2）鎳及鎳合金：抗氫氧化合物等鹼性腐蝕力佳（3）鋁合金：抗大氣環(huán)境腐蝕力佳（4）鋼鐵合金：抗?jié)饬蛩岬雀g力佳（5）鈦合金：抗強氧化性溶液腐蝕力佳（6）鉛合金：抗稀硫酸等腐蝕力佳（7）錫合金：抗蒸餾水等腐蝕力佳（6）表面防蝕處理※常見防蝕材料的種類43※陰極防蝕技術：陰極防蝕的基本原理係利用外加的電流，使金屬材料獲得電子，而免於腐蝕的一種防蝕方法，主要的方法有兩種：（1）外加電源：使外加直流電源之陰極接於欲被保護的金屬件上，陽極則接於一導電之廢金屬上；（2）犧牲陽極法：利用氧化電位較活潑的金屬取代前面所提之廢鐵塊，例如鎂合金，便可提供足夠的電壓來取代外加之電源，因此鎂和被保護件間構成了一組伽尼凡電池，陽極的鎂會氧化溶解而保護了陰極的物件。※陰極防蝕技術：陰極防蝕的基本原理係利用外加的電流，使金屬材44※陽極防蝕技術：陽極防蝕技術係利用外加陽極電流，使欲被保護的金屬物件表面生成一層緻密的鈍化層，因而降低金屬物件的腐蝕速率。陽極防蝕所需外加的電流較陰極防蝕小，多應用在極端腐蝕性的環(huán)境中，例如硫酸之貯存鋼槽。陽極防蝕的最佳操作條件，可由實驗室中的電極極化量測數(shù)據(jù)決定?！枠O防蝕技術：陽極防蝕技術係利用外加陽極電流，使欲被保護的45※金屬的表面處理：將金屬表面利用加工處理以增加表面的抗腐蝕能力，常見的技術有塗漆與電鍍。利用這些表面處理程序，可在金屬物件的表面塗蓋上一層保護層，常具有防蝕、防變色、增進耐磨性、防止鋼材熱處理時的滲碳脫碳現(xiàn)象等。※金屬的表面處理：將金屬表面利用加工處理以增加表面的抗腐蝕能46※金屬塗料：金屬塗料的施加方法與種類包括：（1）熱浸法，常見之馬口鐵（錫鍍於鐵上）及白鐵皮（鋅鍍於鐵上）多採此種方法；（2）電鍍法，利用電解還原的化學作用，將電解液中的金屬離子還原成金屬鍍著於金屬物件上；（3）金屬噴塗法，利用高壓氣體將液態(tài)金屬噴塗在金屬面上；（4）無電鍍法，利用化學還原作用，無須通電即可將金屬離子還原鍍著於金屬底材上及（5）滲入法，利用高溫將金屬粉末和適當?shù)娜軇┗旌希菇饘贁U散至底層欲被保護的金屬面上。※金屬塗料：金屬塗料的施加方法與種類包括：（1）熱浸法，常見47※陽極處理鋁合金的表面處理可以藉由電化學反應，在鋁合金表面產(chǎn)生一層緻密的氧化膜，藉以提升鋁合金的抗蝕性能。此層氧化層可在藉由水合作用將氧化層上的孔隙予以密封，此步驟稱之為封孔處理。經(jīng)封孔處理後的氧化鋁，具有非常良好的耐蝕功能，如有重鉻酸離子封於孔內(nèi)，則效果更佳。此外氧化膜可在陽極處理中著色，提供多樣化的鋁合金材料，常用的發(fā)色法有（1）染色法；（2）一次發(fā)色法及（3）二次發(fā)色法。※陽極處理鋁合金的表面處理可以藉由電化學反應，在鋁合金表面產(chǎn)48※有機塗層油漆是防止金屬表面腐蝕或生銹的一種有機塗層，它一般係由植物油搭配顏料調(diào)製而成，常見的顏料材料包括氧化鐵、鉛丹、碳酸鉛、鉻酸鋅、硫酸鋇及氧化鈦等；而常用的植物油則包括亞麻仁油、桐油及合成樹脂等。良好的油漆塗料必須具備下列特性：（1）透氣性差；（2）抑制腐蝕性佳；（3）耐用年限久；（4）添加適當添加劑?！袡C塗層油漆是防止金屬表面腐蝕或生銹的一種有機塗層，它一般49熱處理名詞簡介南臺科技大學機械工程系吳忠春彙編熱處理名詞簡介南臺科技大學50（1）熱處理設備※電熱爐電熱爐可使用金屬發(fā)熱體或非金屬發(fā)熱體來產(chǎn)生熱源，其構造簡單，用途十分廣泛是它的主要特色，可廣泛應用於退火、正常化、淬火、回火、滲碳及滲碳氮化等。主要的金屬發(fā)熱體包括Ni-Cr電熱線（最常見，最高用至1200℃）、Mo-Si合金及W、Mo等純金屬；非金屬發(fā)熱體包括SiC（最常見，最高可加熱至1600℃）、LaCrO3及石墨棒（真空或保護氣氛下可加熱至2000℃）。（1）熱處理設備※電熱爐51※燃燒爐燃燒爐使用氣體燃料或液體燃料作為加熱源，熱處理溫度可達800℃至1200℃之間。常見的氣體燃料包括天然氣、液化石油氣及瓦斯等；液體燃料則包括重油、燈油及輕油等。燃燒爐的熱對流效果很好，特別是低溫加熱之均勻性甚佳；但燃燒爐容易產(chǎn)生燃燒噪音、塵粒、硫氧化物及氮氧化物等環(huán)境污染物，則是它的主要缺點?！紵隣t燃燒爐使用氣體燃料或液體燃料作為加熱源，熱處理溫度可52※鹽浴爐鹽浴爐設備便宜，加熱速度快，處理件表面氧化程度低，適合小型工件熱處理用。若配合適當?shù)柠}裕，可應用於淬火加熱、滲碳、滲氮、滲硫等表面處理。常用的鹽浴種類包括（1）使用於200℃至500℃的低溫鹽主要以硝酸鹽或亞硝酸鹽；（2）使用在450℃至950℃間的中溫鹽，主要以氯化鈉、氯化鈣及碳酸鈉的混合鹽；（3）使用在950℃至1250℃溫度範圍的高溫鹽則大多以氯化鋇鹽為主?！}浴爐53※氣氛爐氣氛爐係在氣密的爐體內(nèi)，通入適當?shù)臍夥者M行各項輝面熱處理、滲碳、滲碳氮化及燒結等處理。此類爐具可分為分批式及連續(xù)式兩大類，加熱形式則使用電熱、油或燃氣在加熱管內(nèi)燃燒以進行間接式加熱?！鶜夥諣t氣氛爐係在氣密的爐體內(nèi)，通入適當?shù)臍夥者M行各項輝面熱54※真空爐在真空中加熱工件進行各項熱處理之爐具稱為真空爐，一般的真空度在10-2至10-4mmHg左右，經(jīng)由真空爐熱處理之工件，可防止鋼材表面氧化、脫碳，具有較佳的表面品質(zhì)。具有冷卻裝置的真空爐，可在非活性氣體中冷卻或淬火油中進行油淬火，但隨著工件體積的增大，使得熱處理成本會大幅增加?！婵諣t在真空中加熱工件進行各項熱處理之爐具稱為真空爐，一般55※高週波熱處理裝置高週波熱處理裝置主要是利用感應電流在工件必要的表面部分加熱，並進行必要的淬火、回火等熱處理程序，以獲得表面硬度大而工件心部韌性佳的表面特性。裝置主要包括高頻產(chǎn)生器、加熱線圈及工件運動夾持機構。感應加熱的加熱效率甚高，能在極短的時間內(nèi)加熱至高溫，並獲得極佳的硬化層；唯此種熱處理技術會受到工件形狀的影響較大，並不是每個工件都適用高週波熱處理技術?！哌L波熱處理裝置高週波熱處理裝置主要是利用感應電流在工件必56※流動床流動床體的基本原理係利用流動的固體微粒（如氧化鋁粉、砂粒）進行加熱或冷卻，它具有高傳熱速率（加熱速度約為一般熱輻射傳導的8倍）及表面清潔作用等雙重優(yōu)點，可使用於正常化、退火、淬火、沃斯回火及麻回火等熱處理程序?！鲃哟擦鲃哟搀w的基本原理係利用流動的固體微粒（如氧化鋁粉、57（2）材料測試與觀察※硬化能硬化能（Hardenability）係指鋼材在受某種淬火硬化處理後，能夠被硬化的程度而言，因此亦稱之為『淬火性』。硬化能愈大，代表鋼材在同一種淬火條件下能被硬化的深度愈深，但硬化能大並不代表鋼才能經(jīng)由淬火而獲得更大的硬度。（2）材料測試與觀察※硬化能58※影響硬化能因素鋼材的硬化能特性受到下列因素影響：（1）鋼材化學組成；（2）淬火前鋼材沃斯田體晶粒大??；（3）鋼材沃斯田體化溫度（即鋼料之淬火溫度）；（4）其他因素，如碳化物的分布、組成均勻性等均會影響鋼材硬化能之好壞?！R界直徑所謂臨界直徑（CriticalDiameter）係指鋼材經(jīng)某一種淬火方式進行淬火後，中心部位組織恰好形成50%麻田散體時之直徑。一般鋼材可藉由端面淬火曲線得知臨界直徑之大小?！绊懹不芤蛩?9※勃氏硬度試驗勃氏硬度試驗主要是利用直徑10mm的鋼球加上不同的荷重，進行硬度性能之測試。對於鋼鐵材料通常使用3000Kgf的荷重，簡記成HB(10/3000)；對於銅、鋁等合金材料通常使用1000Kgf的荷重，簡記成HB(10/1000)；對於輕合金及軟金屬則使用500Kgf的荷重，簡記成HB(10/500)。勃氏硬度試驗會在試片表面造成一個極為明顯的壓痕，因此亦常被視為破壞性試驗；然而，它的硬度值試驗結果較不受鋼材表面銹片的影響，因此硬度值頗具代表性。※勃氏硬度試驗勃氏硬度試驗主要是利用直徑10mm的鋼球加上不60※洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗應用範圍極廣，從極薄的薄片（HRA）至相當大的工件、從較軟的鋁銅合金材料（HRB）至淬火回火鋼材（HRC）均可使用。常用的HRB刻度係使用直徑1/16吋鋼球壓痕器加上100Kg的荷重（10kg的小荷重加上90kg的大荷重）；HRC刻度係使用頂角120尖端半徑0.2mm的金鋼石圓錐加上150Kg的荷重（10kg的小荷重加上140kg的大荷重）；至於HRA刻度則使用與HRC相同之壓痕器，但荷重為60Kg的荷重（10kg的小荷重加上50kg的大荷重）。※洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗應用範圍極廣，從極薄的薄片（HRA61※維氏硬度試驗維氏硬度試驗使用對角136金鋼石方錐當作壓痕器，可藉由壓痕器所造成的壓痕對角線來量測材料硬度值。維氏硬度試驗使用的荷重，依試片軟硬、厚薄之不同從1kg至120kg間選用適當之荷重，但最常用者有10kg、30kg及50kg三種。此種硬度試驗尤其適用在厚度很薄、表面硬化或電鍍等材料?！捠嫌捕仍囼炇捠嫌捕仍囼灢煌肚叭N硬度試驗方法，係使用下端嵌有金鋼石之圓形小鎚由一定高度落下，衝擊水平式片之表面，以其落下後反彈之高度來決定材料之硬度值。此種試驗法之優(yōu)點為幾乎不在試片表面留下痕跡、輕巧方便、易於攜帶使用，可應用在大型鑄件等工件；缺點則為鎚端易變形，需隨時注重校正之工作。※維氏硬度試驗62※抗拉試驗利用拉伸試驗機，來測定鑄件的降伏強度、拉伸強度、伸長率及斷面收縮率等，已明瞭鑄件的基本機械性質(zhì)。必要時亦可測定鑄件之比例限、彈性限及彈性係數(shù)等性能。試驗時，先將試片兩端的固定端點固定在試驗機的上下夾具，選定應變速率後，慢慢施加試驗機的荷重，直至試驗片拉伸斷裂為止，求的降伏點荷重、最大荷重用以計算鑄件材料之降伏強度及拉伸強度。在從斷裂後的試片量測伸長量、從破斷部位的面積分別計算出鑄件之伸長率及斷面收縮率。※抗拉試驗利用拉伸試驗機，來測定鑄件的降伏強度、拉伸強度、伸63※衝擊試驗常用的衝擊試驗法包括夏比(Charpy)衝擊試驗法及伊佐(Izod)衝擊試驗法，此試驗主要是要評估材料的韌性質(zhì)，亦即試片受衝擊破斷，所需要的能量大小稱之為衝擊值。試驗方法係將衝鎚設定在固定位置，將衝擊試片固定於支撐臺上，在令衝鎚自由落下衝擊試片，使試片破斷，並紀錄衝鎚的角度。經(jīng)由衝鎚原始角度及衝擊後角度之度差，我們即可計算出衝斷試片所需要之能量，也就是試片的衝擊值?！n擊試驗常用的衝擊試驗法包括夏比(Charpy)衝擊試驗法64※金相顯微鏡觀察利用顯微鏡來觀察金屬表面顯微組織的方法，稱為金相顯微觀察法，可分為巨觀及微觀試驗兩種。通常巨觀組織試驗是指使用目視或20倍以下的放大鏡，進行組織觀察的方法，包括硫印法、巨觀浸蝕法、破面檢查法等；微觀組織試驗法通常使用金相顯微鏡進行100倍以上的微細結構觀察。金相顯微鏡觀察的試片通常要先將觀察面研磨成平面，再利用拋光技術將觀察面研磨至鏡面，最後再利用化學溶液浸蝕表面，使觀察面之微細結構顯現(xiàn)出來。※金相顯微鏡觀察利用顯微鏡來觀察金屬表面顯微組織的方法，稱為65※滲透探傷法工業(yè)界常使用滲透液及顯像液來檢查熱處理工件淬火裂痕、孔隙等的表層缺陷，依使用之滲透液不同大致上可分為螢光滲透法及染色滲透法。檢查程序為（1）將工件表面的附著油污除去、洗淨後乾燥；（2）將工件浸漬於滲透液中、或將滲透亦充分塗佈於工件表面；（3）浸漬一段時間後，將附著於工件表面的滲透液洗淨除去；（4）將工件浸漬於顯像液中，若有裂縫等缺陷存在，因毛細管作用使得滲透液從內(nèi)部被吸出，因此而顯像在工件表面。螢光滲透液則在黑暗處使用紫外光照射進行觀察?！鶟B透探傷法工業(yè)界常使用滲透液及顯像液來檢查熱處理工件淬火裂66※超音波探傷法利用超音波從工件垂直照射進入工件內(nèi)部，在觀察超音波的衰減狀態(tài)及反射波形，即可檢查出工件內(nèi)部缺陷的位置及大小。主要的設備包括：適當頻率的超音波發(fā)振裝置、顯示反射波之裝置、載送或偵測超音波的探頭等?！舨ㄌ絺ɡ贸舨◤墓ぜ怪闭丈溥M入工件內(nèi)部，在觀察超67※磁粉探傷試驗利用鋼鐵材料的磁化原理來產(chǎn)生磁力線，進而吸附磁粉形成一條連續(xù)磁粉線，以檢查熱處理工件表面淬火微裂痕、孔隙等缺陷。此種試驗法首先需將工件磁化，常用的磁化方法包括通電法、橫貫法、極點法、線圈法及極間法等，因此無法磁化的材料，如18-8不銹鋼、高錳鋼等沃斯田體型鋼材無法使用磁粉探傷法。接下去將磁粉散佈鋪在工件表面，當磁力線集中在裂痕、孔隙等缺陷位置時，會使磁粉浮起或不連續(xù)，如此即可檢查出裂痕、孔隙等缺陷之位置?！欧厶絺囼灷娩撹F材料的磁化原理來產(chǎn)生磁力線，進而吸附磁68（3）鋼鐵之熱處理※均質(zhì)退火處理簡稱均質(zhì)化處理（Homogenization），係利用在高溫進行長時間加熱，使內(nèi)部的化學成分充分擴散，因此又稱為『擴散退火』。加熱溫度會因鋼材種類有所差異，大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均質(zhì)化處理，高碳鋼在1100℃至1200℃之間，而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。（3）鋼鐵之熱處理※均質(zhì)退火處理69※完全退火處理完全退火處理係將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度範圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織後，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織?！耆嘶鹛幚硗耆嘶鹛幚韨S將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上370※球化退火處理球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內(nèi)部的層狀或網(wǎng)狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反覆加熱、冷卻數(shù)次，使A1變態(tài)所析出的雪明碳鐵，繼續(xù)附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田體後急冷，再依上述方法進行球化處理。使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火後韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回火後機械性質(zhì)、提高鋼材的使用壽命?！蚧嘶鹛幚砬蚧嘶鹬饕哪康?，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料71※軟化退火處理軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到600℃至650℃範圍內(nèi)（A1溫度下方），維持一段時間之後空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度軟化、回復原先之韌性，以便能再進一步加工。此種熱處理方法常在冷加工過程反覆實施，故又稱之為製程退火。大部分金屬在冷加工後，材料強度、硬度會隨著加工量漸增而變大，也因此導致材料延性降低、材質(zhì)變脆，若需要再進一步加工時，須先經(jīng)軟化退火熱處理才能繼續(xù)加工。※軟化退火處理軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到60072※弛力退火處理弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產(chǎn)生的殘留應力，這種殘存應力常導致工件強度降低、經(jīng)久變形，並對材料韌性、延展性有不良影響，因此弛力退火熱處理對於尺寸經(jīng)度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構件事非常重要的。弛力退火的熱處理程序係將工件加熱到A1點以下的適當溫度，保持一段時間（不需像軟化退火熱處理那麼久）後，徐緩冷卻至室溫。特別需要注意的是，加熱時的速度要緩慢，尤其是大型物件或形狀複雜的工件更要特別注意，否則弛力退火的成效會大打折扣。※弛力退火處理弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造73※正?；幚碚；療崽幚碛袃蓚€重要的功用，一是使工件結晶粒微細化而改善材料機械性質(zhì)；另一個目的是調(diào)節(jié)軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分佈狀態(tài)，以利後續(xù)熱處理時碳化物容易固溶於材質(zhì)，以便提昇材料切削性，並使材質(zhì)均勻化。正?；療崽幚淼臒崽幚沓绦?，係將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正?；瘻囟龋┍３忠欢螘r間，材質(zhì)成為均勻沃斯田體後，靜置於空氣中使之冷卻。正常化時間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鐘來估算需持溫時間。正常化熱處理又可分為二段正?；?、恆溫正?；岸握；榷喾N改良式正常化熱處理?！；幚碚；療崽幚碛袃蓚€重要的功用，一是使工件結晶粒微74※淬火處理淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區(qū)域內(nèi)加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar’（波來體）變態(tài)；及（3）使鋼材產(chǎn)生麻田散體或變韌體而硬化。淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃範圍內(nèi)，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度範圍內(nèi)。冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar’’變態(tài)前的臨界區(qū)域，要盡量迅速冷卻；在Ar’’以下的溫度區(qū)域則需採緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區(qū)域又稱為危險區(qū)域。※淬火處理淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大75※回火處理一般回火處理常繼在淬火處理之後實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留並發(fā)揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態(tài)或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應力並改善相關機械性質(zhì)（提昇材料延展性）?；鼗饻囟炔煌?，會產(chǎn)生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現(xiàn)急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結晶而成長為連續(xù)基地，是軟化的主要原因?！鼗鹛幚硪话慊鼗鹛幚沓＠^在淬火處理之後實施，以便消除淬火處76※回火脆性回火處理要避開幾個會產(chǎn)生回火脆性的溫度範圍，這些脆化溫度範圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數(shù)的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度範圍內(nèi)發(fā)生脆化現(xiàn)象；（2）400℃至550℃脆化，通常構造用合金鋼在此溫度範圍內(nèi)會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度範圍加熱，會析出分佈均勻的碳化物，產(chǎn)生二次硬化效果，但也易導致脆性?！鼗鸫嘈曰鼗鹛幚硪荛_幾個會產(chǎn)生回火脆性的溫度範圍，這些脆77※麻淬火處理麻淬火處理的主要目的，在降低淬火時工件內(nèi)外溫度的巨大差異，並使於較低溫度時工件內(nèi)外一起產(chǎn)生麻田散體變態(tài)，可避免淬火破裂，並使淬火變形量降至最低而無損任何淬火硬度。其主要操作程序係將鋼材淬入至溫度在Ms點微上之熱浴中，短暫持溫使工件內(nèi)外溫度相同後，再提出空冷，使工件形成麻田散體變態(tài)的熱處理方法?！榇慊鹛幚砺榇慊鹛幚淼闹饕康模诮档痛慊饡r工件內(nèi)外溫度的78※麻回火處理麻回火處理是將鋼材淬入Ms與Mf溫度範圍之間的熱浴，經(jīng)過長時間持溫後，使過冷合金沃斯田體一部分變態(tài)成麻田散體，一部分變態(tài)成下變韌體。此種熱處理後，可不必再行回火處理，且可降低一般淬火回火之急劇程度；其最終組織為回火麻田散體及變韌體之混合，因此擁有高硬度和高韌性的組合。主要的缺點是需要保持恆溫的時間甚久，在工業(yè)應用上較不經(jīng)濟。※麻回火處理麻回火處理是將鋼材淬入Ms與Mf溫度範圍之間的熱79※沃斯回火處理沃斯回火處理是一種較為特殊的熱處理方法，主要程序是將鋼材淬入溫度介於S曲線鼻部與Ar’’（Ms點）溫度之間的熱浴，直到過冷沃斯田體完全變態(tài)成變韌體才取出空冷的一種熱處理方法，亦稱為變韌淬火，它不需要再行回火處理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韌性兼具的材質(zhì)，一般而言，變態(tài)溫度愈高，強硬度愈低，但可增進低溫韌性；變態(tài)溫度愈接近Ms溫度，所得之強度、硬度皆大增，且伸長率及斷面收縮率亦大增，頗適合小型工件之大量生產(chǎn)?！炙够鼗鹛幚砦炙够鼗鹛幚硎且环N較為特殊的熱處理方法，主要程80（4）鋁合金之熱處理※常見熱處理鋁合金的代號有何分別？F：Asfabricated表示冷加工，熱加工或鑄造成形後不在施以特別處理。O：Annealed表示退火至最低強度水平之鍛製品，及經(jīng)退火增加延展性及尺寸安定性之鑄造品。H：StrainHardened表示經(jīng)加工變形之鍛製品。W：Solutionheattreated：表示僅固溶體處理後自然時效W1/2hr。T：HeattreatedtoproducestabletempersotherthanF.O.orH（4）鋁合金之熱處理※常見熱處理鋁合金的代號有何分別？81※鋁合金熱處理T代號可系分成哪幾種？T1從較高溫之成形加鑄造、擠形等過程中冷卻下來並自然時效。T2從較高溫之成形施以冷加工並自然時效。T3固溶體處理後，冷加工並自然時效T4固溶體處理後，直接自然時效T5輕較高溫度成形施以人工時效T6固溶處理後人工時效T7固溶處理後人工時效至過時效狀態(tài)T8固溶體處理後，冷加工並人工時效T9固溶體處理後人工時效並冷加工T10較高溫之成形施以冷加工並人工時效TX51固溶體處理後用伸張的方法消除內(nèi)部應力TX52固溶體處理後用壓縮的方法消除內(nèi)部應力TX53用伸張及壓縮的方法消除內(nèi)部應力※鋁合金熱處理T代號可系分成哪幾種？T1從較高溫之成形82※鋁合金最常見的熱處理強化機構為何？（1）析出硬化：熱處理鋁合金為2XXX，6XXX及7XXX，其利用淬火處理及時效處理使材料內(nèi)部結構發(fā)生一種相變化，產(chǎn)生細緻析出物，藉此種析出物，強化材料。這種現(xiàn)象叫析出硬化或時效硬化。（2）固溶處理：非熱處理合金則無析出硬化現(xiàn)象(但也會有析出物)，故其強化作用通常借助一般的方法，如固溶體強化，晶粒細化強化。※鋁合金最常見的熱處理強化機構為何？（1）析出硬化：熱處理鋁83※鋁合金析出硬化熱處理程序：實用的析出硬化熱處理程序必須包括下列三個基本步驟：固溶熱處理(solutiontreatment)→淬火(quench)→時效處理(agingtreatment)固溶處理係指將材料生溫至固溶體單相區(qū)一段時間，以便讓溶質(zhì)全部溶入基地而成單一α相；淬火係指將固溶處理後的材料迅速冷卻以得飽和固溶體。時效處理則將此過飽和固溶體放置在恆溫，使其逐漸析出析出物而造成性質(zhì)上的變化。此恆溫若為室溫則稱為自然時效(naturalaging)，若在叫高溫爐中進行則稱之為人工時效(artificialaging)。※鋁合金析出硬化熱處理程序：實用的析出硬化熱處理程序必須包括84※何謂鋁合金的過時效處理？一般而言，初時效硬度上升是由於析出物逐漸析出，體積比逐漸增加，析出物間距越小所致；到了最高時效時，此時析出物呈現(xiàn)最佳的分佈狀態(tài)，亦即對差排的阻力最大；過時效的形成是由於析出物的粗化，造成析出物半徑增大，個數(shù)減少，間距加大，根據(jù)前述之強化機構，可知粗化降低對差排的阻力，並使硬度下降?！沃^鋁合金的過時效處理？一般而言，初時效硬度上升是由於析出85※常見的鋁合金種類？1XXX純鋁系99.00%以上2XXXAl-Cu合金3XXXAl-Mn合金4XXXAl-Si合金5XXXAl-Mg合金6XXXAl-Mg-Si合金7XXXAl-Zn合金8XXX前代號以外之系統(tǒng)9XXX備用※常見的鋁合金種類？1XXX純鋁系99.00%以86（5）高溫用合金之熱處理※常見的高溫用合金有哪些？（1）鎳基合金（2）鈦基合金（3）鐵鎳鉻合金（4）鈷基合金（5）不銹鋼材料（5）高溫用合金之熱處理※常見的高溫用合金有哪些？87※鎳基合金的熱處理原理？將材料加溫到攝氏一千二百度左右經(jīng)一段時間將所有的副伽瑪重新溶解到材料中成為固溶體(SolidSolution)，快速冷卻下來使副伽瑪沒時間凝析出來，此時材質(zhì)最軟以利加工，這種熱處理也叫固溶處理(solutio