固溶處理和時效處理（干貨分享）

1、固溶處理和時效處理1、固溶處理所謂固溶處理,是指將合金加熱到高溫奧氏體區(qū)保溫，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。 .固溶處理的主要目的是改善鋼或合金的塑性和韌性,為沉淀硬化處理作好準備等。適用 多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。 尤其適用：1熱處理后須要再加工的零件。 。消除成形工序間的冷作硬化. 焊接后工件。 原理 序言 固溶處理是為了溶解基體內(nèi)碳化物、相等以得到均勻的過飽和固溶體，便于時效時重新析出顆粒細小、分布均勻的碳化物和等強化相,同時消除由于冷熱加工產(chǎn)生的應力，使合金發(fā)生再結晶。其次,固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度，以保證合金高溫抗蠕變

2、性能。固溶處理的溫度范圍大約在98250之間，主要根據(jù)各個合金中相析出和溶解規(guī)律及使用要求來選擇,以保證主要強化相必要的析出條件和一定的晶粒度。對于長期高溫使用的合金，要求有較好的高溫持久和蠕變性能，應選擇較高的固溶溫度以獲得較大的晶粒度；對于中溫使用并要求較好的室溫硬度、屈服強度、拉伸強度、沖擊韌性和疲勞強度的合金,可采用較低的固溶溫度，保證較小的晶粒度.高溫固溶處理時,各種析出相都逐步溶解,同時晶粒長大;低溫固溶處理時，不僅有主要強化相的溶解，而且可能有某些相的析出。對于過飽和度低的合金,通常選擇較快的冷卻速度；對于過飽和度高的合金,通常為空氣中冷卻。 .不銹鋼固溶熱處理 碳在奧氏體不銹鋼

3、中的溶解度與溫度有很大影響.奧氏體不銹鋼在經(jīng)4050的溫度范圍內(nèi)時，會有高鉻碳化物析出，當鉻含量降至耐腐蝕性界限之下,此時存在晶界貧鉻，會產(chǎn)生晶間腐蝕,嚴重時能變成粉末.所以有晶間腐蝕傾向的奧氏體不銹鋼應進行固溶熱處理或穩(wěn)定化處理。 . 固溶熱處理:將奧氏體不銹鋼加熱到100左右,使碳化物相全部或基本溶解,碳固溶于奧氏體中，然后快速冷卻至室溫,使碳達到過飽和狀態(tài)。這種熱處理方法為固溶熱處理。. 固溶熱處理中的快速冷卻似乎象普通鋼的淬火，但此時的淬火與普通鋼的淬火是不同的，前者是軟化處理，后者是淬硬。后者為獲得不同的硬度所采取的加熱溫度也不一樣，但沒到10. . 淬火 鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫

4、度Ac3或A以上某一溫度,保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到s以下進行馬氏體轉變的熱處理工藝。 . 通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。 淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。. 淬火能使鋼強化的根本原因是相變，即奧氏體組織通過相變而成為馬氏體組織. 固溶處理與時效處理的區(qū)

5、別 固溶熱處理 將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持,使過剩相充分溶速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝 時效處理可分為自然時效和人工時效兩種自然時效是將鑄件置于露天場地半年以上，便其緩緩地發(fā)生形,從而使殘余應力消除或減少，人工時效是將鑄件加熱到55進行去應力退火，它比自然時效節(jié)省時間,殘余應力去除較為徹底。.2、時效處理為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后(低溫回火溫度150250)精加工前,把工件重新加熱到1-150，保持520小時,這種為穩(wěn)定精密制件質量的處理,稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸,尤

6、為重要。. 時效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后,在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝.若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的時效處理工藝，稱為人工時效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現(xiàn)象,稱為自然時效處理。時效處理的目的，消除工件的內(nèi)應力,穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能等。. 在機械生產(chǎn)中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長期放置，然后才進行切削加工。這種措施也被稱為時效.但這種時效不屬于金屬熱處理工藝。 . 2世紀初葉，德國工程師A.維爾姆研究硬鋁時發(fā)現(xiàn)，這種合金淬火后硬度不高,但在室溫下放置一段時

7、間后,硬度便顯著上升,這種現(xiàn)象后來被稱為沉淀硬化。這一發(fā)現(xiàn)在工程界引起了極大興趣。隨后人們相繼發(fā)現(xiàn)了一些可以采用時效處理進行強化的鋁合金、銅合金和鐵基合金,開創(chuàng)了一條與一般鋼鐵淬火強化有本質差異的新的強化途徑-時效強化。. 絕大多數(shù)進行時效強化的合金，原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上升而增大。在時效處理前進行淬火，就是為了在加熱時使盡量多的溶質溶入固溶體，隨后在快速冷卻中溶解度雖然下降,但過剩的溶質來不及從固溶體中分析出來，而形成過飽和固溶體。為達到這一目的而進行的淬火常稱為固溶熱處理。 . 經(jīng)過長期反復研究證實，時效強化的實質是從過飽和固溶體中析出許多非常細小的沉淀物顆粒（一般是金屬化合物，也可能是過飽和固溶體中的溶質原子在許多微小地區(qū)聚集），形成一些體積很小的溶質原子富集區(qū)。 . 在時效處理前進行固溶處理時,加熱溫度必須嚴格控制，以便使溶質原子能最大限度地固溶到固溶體中，同時又不致使合金發(fā)生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5左右.進行人工時效處理,必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間，才能得到比較理想的強化效果.生產(chǎn)中有時采用分段時效,即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間,然后在更高的溫度下再保溫一段時間。這樣作有時會得到較好的效果. .馬氏體