合金元素對(duì)鋁的另一種強(qiáng)化作用是通過熱處理實(shí)現(xiàn)的。但由于鋁沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，所以其熱處理相變與鋼不同。鋁合金的熱處理強(qiáng)化，主要是由于合金元素在鋁合金中有較大的固溶度，且隨溫度的降低而急劇減小，所以鋁合金經(jīng)加熱到某一溫度淬火后，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增高，但塑性、韌性則降低，這個(gè)過程稱為時(shí)效。在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)效，在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱為人工時(shí)效。時(shí)效過程中使鋁合金的強(qiáng)度、硬度增高的現(xiàn)象稱為時(shí)效強(qiáng)化或時(shí)效硬化。其強(qiáng)化效果是依靠

孔徑的脹縮是熱處理中較復(fù)雜的問題之一，因?yàn)樗y以用機(jī)械方法矯正。在孔徑脹大超過公差時(shí)，零件的磨削精加工將無能為力。復(fù)雜孔型的變形更給機(jī)加工上帶來極大困難，甚至?xí)官M(fèi)了很多工時(shí)加工出來的零件報(bào)廢。帶孔件的孔徑，在淬火熱處理時(shí)變形的基本規(guī)律是：熱應(yīng)力引起孔徑縮小而組織應(yīng)力以及組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化引起孔徑脹大。我國許多工廠有著豐富的利用熱應(yīng)力縮孔的經(jīng)驗(yàn)。將帶孔件低于臨界點(diǎn)加熱后急冷，可顯著縮小內(nèi)孔，孔徑越小，厚度越大時(shí)，縮小效果越好，冷卻速度越快時(shí)，縮小效果也越好。另外為了強(qiáng)化縮孔作用，可使夾板夾住工件急冷，使外表面冷卻

存在于淬火件不同部位上能引起應(yīng)力集中的因素(包括冶金缺陷在內(nèi))，對(duì)淬火裂紋的產(chǎn)生都有促進(jìn)作用，但只有在拉應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)(尤其是在最大拉應(yīng)力下)才會(huì)表現(xiàn)出來，若在壓應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)并無促裂作用。淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決定殘余應(yīng)力的重要因素，也是一個(gè)能對(duì)淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速零件在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論，這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值，故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的。其效果將隨高溫冷卻

1、 直接淬火低溫回火組織及性能特點(diǎn)：不能細(xì)化鋼的晶粒。工件淬火變形較大，合金鋼滲碳件表面殘余奧氏體量較多，表面硬度較低 適用范圍：操作簡(jiǎn)單，成本低廉用來處理對(duì)變形和承受沖擊載荷不大的零件，適用于氣體滲碳和液體滲碳工藝。2、 預(yù)冷直接淬火、低溫回火淬火溫度800-850℃ 組織及性能特點(diǎn)：可以減少工件淬火變形，滲層中殘余奧氏體量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奧氏體晶粒沒有變化。 適用范圍：操作簡(jiǎn)單，工件氧化、脫碳及淬火變形均小，廣泛應(yīng)用于細(xì)晶粒鋼制造的各種工具。3、 一次加熱淬火，低溫回火，淬火溫度820-85

在高溫下長(zhǎng)期工作的某些耐熱鋼件，為了提高蠕抗能力，常需造成較為粗大的最佳晶粒度。純鐵及硅鋼片等軟磁材料的磁導(dǎo)率隨晶粒的增大而升高，與此同時(shí)，矯頑力及鐵損則隨晶粒的增大而減小。為了改善上述材料制作的工件的實(shí)用性能，均需進(jìn)行晶粒粗化退火。珠光體型耐熱鋼（包括低碳鋼及低碳合金鋼）奧氏體晶粒尺寸隨鋼中碳、合金元素含量以及脫氧情況（如含鋁多少）的不同，在高溫加熱時(shí)具有不同的長(zhǎng)大傾向。晶粒粗化退火溫度可根據(jù)工件受力條件、使用溫度及鋼種來選擇，一般在900-1050℃之間。硅鋼片的最佳晶粒尺度為0.1～1mm，常采用950～10

淬火鋼件的時(shí)效變形，主要是由于淬火組織趨于穩(wěn)定化（即M→M回化或T回化引起體積（-），A殘→M回或B化引起體積(+))，以及應(yīng)力狀態(tài)的穩(wěn)定化（淬火拉應(yīng)力的消除（-），壓應(yīng)力的消除(+))所引起的。而鋼的淬火組織和應(yīng)力狀態(tài)，又取決于淬火的冷卻速度和回火溫度。因此，淬火鋼件的時(shí)效變形傾向，主要取決于淬火時(shí)的冷卻速度和隨后的回火溫度（或鋼件在使用或放置的溫度）。油中淬火和水中淬火的冷卻速度不同，因而產(chǎn)生符號(hào)不同的時(shí)效變形。膨脹是由于奧氏體的分解（或淬火壓應(yīng)力的消除）引起的；收縮則是由于馬氏體的分解（或

熱處理技術(shù)是金屬材料、制件在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，改變材料表面或者內(nèi)部的化學(xué)成分與組織、獲得所需性能的一種金屬熱加工技術(shù)，是一種傳統(tǒng)而古老的精益制造技術(shù)。熱處理作為唯一的整體改進(jìn)手段，能夠賦予材料極限性能，賦予制件裝機(jī)的服役性能和極限的裝機(jī)服役性能、將熱處理作為“特殊工藝過程”，對(duì)“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”諸方面及各關(guān)鍵點(diǎn)，均采取“全過程質(zhì)量控制與管理”的理念，彼此間遵循“乘法法則”，而絕非“加

釬縫不致密性直接影響到釬焊產(chǎn)品的接頭強(qiáng)度、抗腐蝕性、密封性及導(dǎo)電性等。影響釬焊釬縫致密性的缺陷主要有氣孔、夾渣、未釬透及縮松等。平行間隙釬縫釬焊時(shí)，金屬表面不平齊、清潔度不好以及液態(tài)釬劑和釬料同金屬表面的物理化學(xué)作用等會(huì)使釬料在填縫過程中因流動(dòng)速度不均勻而產(chǎn)生許多“小包圍”現(xiàn)象(圖1)或“大包圍”（圖2）現(xiàn)象，氣體或釬劑被圍住而形成夾氣、氣孔或夾渣等不致密性缺陷。圖1  釬焊填縫過程中“小包圍”缺陷示意圖圖2  釬焊填縫過程

越是使用冷卻能力大的冷卻劑，冷卻速度越不均等，則越容易發(fā)生熱處理變形。所以，選擇淬透性好的鋼，并以油冷，空冷能夠硬化，則熱處理變形小。但是如無必要將內(nèi)部淬硬時(shí)，淬透性小的鋼僅將其表面層馬氏體化，心部不淬硬，而達(dá)到減小變形的目的也是可以的。此外，如果采用高頻淬火，一般變形較小，這多數(shù)適用于45號(hào)鋼。馬氏體的含碳量越高，尺寸變化和變形都越大。因此可根據(jù)需要，選擇低碳馬氏體加分散碳化物來提高硬度的鋼種，同時(shí)有效地利用含有比容小的殘留奧氏體。但是這種場(chǎng)合，存在著硬度和時(shí)效變形問題。將具有纖維狀組織，或稱為帶狀組織的鋼材淬火

進(jìn)行表面淬火時(shí)，零件表面中心部呈現(xiàn)不同的組織，這時(shí)變形情況將十分復(fù)雜，例如將軸進(jìn)行高頻加熱或火焰加熱，將表面層淬火硬化，馬氏體硬化部分應(yīng)當(dāng)發(fā)生與其含碳量相應(yīng)的膨脹，而內(nèi)部非硬化部分對(duì)其變形起了抑制作用，因而表面層受壓應(yīng)力，心部受張應(yīng)力，并殘留下來，這在前章里已有敘述。表面淬火由于淬硬層薄，一般說來變形不大。但對(duì)于某些零件，由于加熱速度極快，冷卻也較快，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大，也會(huì)產(chǎn)生彎曲，撓曲，橢圓等變形，尤其將淬透層相對(duì)地加深，或溫度過高則更易變形，有時(shí)還造成淬火裂紋。表面加熱淬火會(huì)引起中孔的收縮。例如將內(nèi)螺紋量規(guī)，中

在實(shí)際的熱處理生產(chǎn)中，常發(fā)生三類熱處理變形：(1)熱歪扭；(2)伴隨相變的體積變化，雖然變化很小，但也屬于一種變形；(3)由于零件各部分冷卻速度不同，相變不同時(shí)發(fā)生而產(chǎn)生的相變歪扭，這是變形的主要形式。以上三者發(fā)生重疊而形成綜合的熱處理變形。熱處理變形是由于零件的形狀、尺寸、化學(xué)成分及加熱、冷卻條件等許多因素造成的。這些影響因素和傾向，可以抽象出大體的原則，在浸水激冷的實(shí)驗(yàn)條件下，基本情況有幾點(diǎn)：(1)同樣加熱了的各種尺寸的圓柱和環(huán)浸入冷卻劑中時(shí)的熱歪扭和淬火歪扭；(2)同樣加熱了的圓柱，從一側(cè)冷卻時(shí)的熱歪扭和淬火

引起熱處理變形的因素頗多，總括起來，基本上有三點(diǎn)：(1)固態(tài)相變時(shí)，各相質(zhì)量體積的變化必然引起體積的變化，造成零件的脹與縮的尺寸變化；(2)熱應(yīng)力，包括急熱熱應(yīng)力和急冷熱應(yīng)力，當(dāng)它們超過零件在該溫度下所具有的屈服極限時(shí)，將使零件產(chǎn)生塑性變形，造成零件的形狀變化，即歪扭，或稱為畸變；(3)組織應(yīng)力也會(huì)引起形狀的改變，即畸變。一般說，淬火工件的變形總是由于以上的兩種或三種因素綜合作用的結(jié)果，但究竟哪一個(gè)因素對(duì)變形的影響較大，則需要具體情況作具體的分析?？偟膩碚f，體積變化是由相變時(shí)比容的改變而引起的。馬氏體的質(zhì)量體積比鋼

泵的基本參數(shù)是極限真空度、最大出口壓強(qiáng)、抽氣速率和前置壓強(qiáng)等。(1)真空泵的極限真空度真空泵在無負(fù)載條件下，即封閉泵的進(jìn)氣口時(shí)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間抽氣運(yùn)行后，所能達(dá)到的最低壓強(qiáng)值，稱為泵的極限真空度。(2)真空泵的最大出口壓強(qiáng)真空泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，排氣口所排出氣體的最大壓強(qiáng)值，稱為泵的最大出口壓強(qiáng)。(3)泵的抽氣速率真空泵在單位時(shí)間內(nèi)，所抽出的氣體量稱為泵的抽氣速率。泵的抽氣速率隨入口處壓強(qiáng)的變化而改變。壓強(qiáng)越低抽氣速率越小，相反即大。(4)泵的前置壓強(qiáng)為保證真空泵安全運(yùn)轉(zhuǎn)，在泵的進(jìn)氣口處需要維持的最低壓強(qiáng)稱為泵的前置壓強(qiáng)，又

1、低壓真空滲碳技術(shù)低壓真空滲碳工藝溫度為900～1050℃，真空壓力為10～100Pa，滲碳介質(zhì)為丙烷、乙炔等。其工藝特點(diǎn)為介質(zhì)分解快、滲透性強(qiáng)、滲層均勻及硬度均勻等。2、低壓真空滲碳技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于批量較小的汽車零件可采用單室、雙室及三室真空爐配以低壓滲碳工藝，并進(jìn)行高壓氣淬。對(duì)于批量較大的汽車零件可在多室真空爐進(jìn)行半連續(xù)式低壓滲碳高壓氣淬。淬火室可把許多不同形狀、不同厚度的零件進(jìn)行氣壓淬火，利用1～2MPa (10～20bar)高壓氮?dú)饣蚝獾睦鋮s壓力，可以保證汽車齒輪的心部硬度要求。特別是采用高壓惰性氣體冷卻

1、激光熱處理技術(shù)激光淬火熱處理是以高能量密度(103～108W/cm2)的激光束快速照射零件表面，使其硬化層部位瞬間吸收的光能立即轉(zhuǎn)化為熱能，使激光作用區(qū)溫度急劇上升達(dá)到材料的相變點(diǎn)以上形成奧氏體；此時(shí)零件基體呈冷態(tài)，與加熱區(qū)之間有極高的溫度梯度，一旦停止激光照射，其加熱區(qū)因急冷而發(fā)生直冷淬火熱處理，使金屬表面的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，而這種馬氏體組織十分細(xì)小，具有比常規(guī)淬火更高的組織缺陷密度。由于冷速極快(104～109℃/S)，碳原子來不及擴(kuò)散，因此馬氏體含碳量較高，殘留奧氏體也獲得較高的位錯(cuò)密度，使材料具有畸變

齒輪激光熱處理的金相組織如下：1)低碳鋼，如20鋼，采用常規(guī)淬火熱處理方法很難淬硬。經(jīng)激光淬火熱處理后，硬化層深度可達(dá)0.45mm左右，表層硬度達(dá)420～465HV，激光淬火層組織為板條馬氏體，過渡區(qū)為馬氏體+細(xì)化鐵素體。2)中碳鋼，如45鋼（調(diào)質(zhì)后），激光淬火層組織以細(xì)化板條馬氏體為主，過渡區(qū)為馬氏體+托氏體的混合物，表面硬度為650～800HV。3)合金結(jié)構(gòu)鋼、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如40Cr、40CrNiMo等，第一層表層為完全淬硬層，由馬氏體+殘留奧氏體組成；第二層過渡層為馬氏體+α基體上分布著回火析出的碳化物混

退火熱處理的主要目的是：(1)降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工；(2)細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鳒?zhǔn)備；(3)消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。退火方法包括完全退火、均勻化退火、球化退火、去應(yīng)力退化、再結(jié)晶退火、去氫退火等。(1)完全退火。將鋼加熱到Ac3以上30~50℃，完全奧氏體化后，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝稱為完全退火。主要用于中碳碳素鋼和中碳合金鋼的鑄件。其作用為細(xì)化晶粒，均勻組織，消除應(yīng)力。(2)球化退火。為使鋼中碳化物呈球狀化而進(jìn)行

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理工藝的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。金屬加熱時(shí)，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(duì)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(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或

根據(jù)加熱、冷卻方式的不同及組織、性能變化特點(diǎn)的不同，熱處理可以分為下列幾類：普通熱處理，包括退火、正火、淬火和回火等。表面熱處理，包括感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、滲碳、氮化和碳氮共滲等。其它熱處理，包括可控氣氛熱處理、真空熱處理和形變熱處理等。按照熱處理在零件生產(chǎn)過程中的位置和作用不同，熱處理工藝還可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是零件加工過程中的一道中間工序（也稱為中間熱處理），其目的是改善鍛、鑄毛坯件組織、消除應(yīng)力，為后續(xù)的機(jī)加工或進(jìn)一步的熱處理作準(zhǔn)備。最終熱處理是零件加工的

凡重要的零件都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂?。為何?huì)有這樣的結(jié)論呢？機(jī)床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工藝改善其性能。拒初步統(tǒng)計(jì)，在機(jī)床制造中，約60%～70%的零件要經(jīng)過熱處理，在汽車、拖拉機(jī)制造中，需要熱處理的零件多達(dá)70%～80%，而工模具及滾動(dòng)軸承，則要100%進(jìn)行熱處理。因此，凡重要的零件都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂谩２牧系臒崽幚硗ǔＶ傅氖菍⒉牧霞訜岬较嘧儨囟纫陨习l(fā)生相變，再施以冷卻再發(fā)生相變的工藝過程。通過這個(gè)相變與再相變，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因而