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(dòng)機(jī)修理技術(shù)》航空維修工程學(xué)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(shí)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(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)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(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。這些過(guò)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(chǎng)金屬熱處理的工藝金屬加熱時(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，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。齒輪的熱處理金屬熱處理的工藝?yán)鋮s也是熱處理工藝過(guò)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(lèi)金屬熱處理的分類(lèi)整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)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(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻（冷卻速度最慢），目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)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(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)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(xì)，常用于改善材料的切削性能，有時(shí)也用于對(duì)一些要求不高的零件進(jìn)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(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)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(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱(chēng)為回火?；鼗鸾饘僬w熱處理的“四把火”名稱(chēng)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(qiáng)度和韌性，把淬火和髙溫回火結(jié)合起來(lái)的工藝稱(chēng)為調(diào)質(zhì)。時(shí)效處理某些合金淬火形成過(guò)飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱(chēng)為時(shí)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(jié)合起來(lái)進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱(chēng)為形變熱處理。真空熱處理在負(fù)壓氣體或真空中進(jìn)行的熱處理稱(chēng)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(jìn)行化學(xué)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(xué)性能的金屬熱處理工藝稱(chēng)為表面熱處理。為了只加熱工件表層而不使過(guò)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(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理又可分為激光熱處理、火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。金屬化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理一通過(guò)改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝稱(chēng)為化學(xué)熱處理?；瘜W(xué)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(xué)成分?；瘜W(xué)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(zhǎng)時(shí)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(shí)還要進(jìn)行其他熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復(fù)合滲等。發(fā)動(dòng)機(jī)部件的熱處理一般在航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理中，熱處理的主要作用是用來(lái)消除其他修理工藝在被修理零件上產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)部件的熱處理在熱處理爐中進(jìn)行的熱處理操作也可用于零部件的局部去應(yīng)力，如，焊接后的應(yīng)力去除、機(jī)械切削加工后的應(yīng)力去除等。發(fā)動(dòng)機(jī)部件的熱處理典型的零件如PW4000發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪機(jī)匣焊接修理后的熱處理、CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇圓盤(pán)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(dòng)機(jī)部件的熱處理某些材料在恢復(fù)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(dòng)機(jī)熱段的某些零部件長(zhǎng)期工作在1200°F(649