課件：金屬熱處理工藝講解

金屬熱處理的工藝概述《航空發(fā)動機修理技術》航空維修工程學院金屬熱處理的工藝金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。金屬熱處理的工藝熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理的重要步驟之一。金屬熱處理現(xiàn)場金屬熱處理的工藝金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。齒輪的熱處理金屬熱處理的工藝冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。金屬熱處理的分類金屬熱處理的分類整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。金屬整體熱處理的“四把火”將工件加熱到適當溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻（冷卻速度最慢），目的是使金屬內(nèi)部組織達到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。退火金屬整體熱處理的“四把火”將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，有時也用于對一些要求不高的零件進行最終熱處理。正火金屬整體熱處理的“四把火”將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。淬火金屬整體熱處理的“四把火”為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火?；鼗鸾饘僬w熱處理的“四把火”名稱工藝差別工藝效果退火爐冷軟化正火空冷硬化淬火激冷剛化回火適冷韌化四把火的工藝區(qū)別金屬整體熱處理的“調(diào)質(zhì)”調(diào)質(zhì)為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和髙溫回火結合起來的工藝稱為調(diào)質(zhì)。時效處理某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。金屬整體熱處理的“調(diào)質(zhì)”形變熱處理把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理。真空熱處理在負壓氣體或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。金屬表面熱處理表面熱處理一一只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝稱為表面熱處理。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理又可分為激光熱處理、火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。金屬化學熱處理化學熱處理一通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝稱為化學熱處理。化學熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分?；瘜W熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)（氣體、液體、固體）中加熱,保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其他熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲等。發(fā)動機部件的熱處理一般在航空發(fā)動機修理中，熱處理的主要作用是用來消除其他修理工藝在被修理零件上產(chǎn)生的殘余應力。發(fā)動機部件的熱處理在熱處理爐中進行的熱處理操作也可用于零部件的局部去應力，如，焊接后的應力去除、機械切削加工后的應力去除等。發(fā)動機部件的熱處理典型的零件如PW4000發(fā)動機高壓渦輪機匣焊接修理后的熱處理、CFM56發(fā)動機風扇圓盤燕尾槽磨削修理后的熱處理、燃燒室焊接修理后的熱處理等。發(fā)動機部件的熱處理某些材料在恢復尺寸和修理之前的固溶熱處理可提高材料的壓延性和焊接性能。發(fā)動機熱段的某些零部件長期工作在1200°F(649