金屬材料與熱處理作業(yè)指導書

金屬材料與熱處理作業(yè)指導書TOC\o"1-2"\h\u6493第一章材料學基礎 3239851.1金屬材料的分類 329551.1.1概述 3122701.1.2金屬材料的分類方法 375841.1.3概述 4219901.1.4金屬材料的結構特點 4131021.1.5概述 4108751.1.6金屬材料的功能特點 4294011.1.7概述 5153241.1.8金屬材料的制備方法 513230第二章金屬材料的力學功能 5266491.1.9彈性 5312041.1.10塑性 6284921.1.11強度 699621.1.12硬度 6122831.1.13疲勞 7242471.1.14斷裂 710148第三章金屬材料的物理功能 729870第四章金屬材料的化學功能 9247201.1.15概述 911761.1.16抗氧化性指標 9326121.1.17影響抗氧化性的因素 9165171.1.18提高抗氧化性的方法 10302131.1.19概述 106541.1.20腐蝕類型 10201681.1.21影響耐腐蝕性的因素 10270861.1.22提高耐腐蝕性的方法 10230511.1.23概述 11174291.1.24磨損類型 1165671.1.25影響耐磨損性的因素 11210101.1.26提高耐磨損性的方法 11247941.1.27概述 1187251.1.28相容性類型 1152751.1.29影響相容性的因素 12239571.1.30提高相容性的方法 126006第五章熱處理基本原理 1220691.1.31熱處理的定義 1213781.1.32熱處理的分類 12251311.1.33奧氏體轉變 13182251.1.34珠光體轉變 13311481.1.35貝氏體轉變 136441.1.36馬氏體轉變 13307971.1.37加熱溫度 13211051.1.38保溫時間 1331291.1.39冷卻速度 13220701.1.40加熱設備 13251961.1.41冷卻設備 14201471.1.42檢測設備 1410452第六章鋼的熱處理 1421751.1.43概述 14323891.1.44退火工藝 14327201.1.45退火效果 14108851.1.46概述 14216571.1.47正火工藝 14301981.1.48正火效果 1562711.1.49淬火 15114431.1.50回火 1534821.1.51概述 1580801.1.52調(diào)質(zhì)處理工藝 15256281.1.53調(diào)質(zhì)處理效果 157647第七章鑄鐵的熱處理 16139081.1.54目的 16184131.1.55退火工藝 16157841.1.56注意事項 16272821.1.57目的 16206011.1.58正火工藝 16215081.1.59注意事項 16307361.1.60淬火 17216511.1.61回火 1799871.1.62注意事項 17291781.1.63目的 1770901.1.64調(diào)質(zhì)工藝 17190381.1.65注意事項 176098第八章非鐵金屬的熱處理 18195161.1.66概述 1874531.1.67固溶處理 18212021.1.68時效處理 1883431.1.69回歸處理 18293861.1.70概述 18289521.1.71固溶處理 18248741.1.72時效處理 18130421.1.73穩(wěn)定化處理 18283741.1.74概述 1986791.1.75退火處理 1995181.1.76固溶處理 1950791.1.77時效處理 19134531.1.78銅合金的熱處理 19188891.1.79鋅合金的熱處理 19111781.1.80鎳合金的熱處理 19189981.1.81鈷合金的熱處理 1926421第九章金屬材料的表面處理 2058291.1.82表面處理的概念及意義 20253761.1.83表面處理的方法 20247951.1.84電鍍的定義 2090801.1.85電鍍的工藝流程 20152701.1.86電鍍的種類及應用 20227141.1.87化學鍍的定義 20326591.1.88化學鍍的工藝流程 21174071.1.89化學鍍的種類及應用 21292531.1.90熱噴涂 21167701.1.91熱噴涂的工藝流程 21215711.1.92熱噴涂的應用 21294461.1.93熱浸鍍 2191731.1.94熱浸鍍的工藝流程 21243341.1.95熱浸鍍的應用 229632第十章金屬材料與熱處理的應用 2214451.1.96概述 22135891.1.97應用實例 22143911.1.98概述 22150201.1.99應用實例 2238911.1.100概述 23162871.1.101應用實例 2380041.1.102概述 23319421.1.103應用實例 23第一章材料學基礎1.1金屬材料的分類1.1.1概述金屬材料是現(xiàn)代工業(yè)中應用最廣泛的材料之一，其種類繁多，功能各異。為了更好地了解和使用金屬材料，有必要對其進行分類。金屬材料主要根據(jù)其成分、結構和功能特點進行分類。1.1.2金屬材料的分類方法（1）按成分分類：可分為純金屬和合金。純金屬是由單一金屬元素組成的材料，如鐵、銅、鋁等。合金是由兩種或兩種以上金屬元素組成的材料，如鋼、黃銅、青銅等。（2）按結構分類：可分為晶體和非晶體。晶體是指具有規(guī)則排列的原子結構，如鐵素體、奧氏體等。非晶體是指原子排列無規(guī)則的玻璃態(tài)材料。（3）按功能分類：可分為結構材料和功能材料。結構材料主要用于承受載荷和傳遞力的部件，如建筑鋼材、機械零件等。功能材料主要用于實現(xiàn)特定功能，如導電材料、磁性材料、耐腐蝕材料等。第二節(jié)金屬材料的結構1.1.3概述金屬材料的結構決定了其功能，了解金屬材料的結構有助于更好地掌握其功能和應用。金屬材料的結構主要包括晶體結構、相變和微觀組織。1.1.4金屬材料的結構特點（1）晶體結構：金屬材料的晶體結構主要分為體心立方晶格、面心立方晶格和六方最密堆積晶格三種類型。（2）相變：金屬材料的相變是指在一定條件下，材料內(nèi)部發(fā)生的原子排列方式的改變。相變對金屬材料的功能產(chǎn)生顯著影響，如鋼的淬火、回火等熱處理工藝。（3）微觀組織：金屬材料的微觀組織是指材料內(nèi)部原子排列的微觀形態(tài)，包括晶粒大小、晶界、相界面等。第三節(jié)金屬材料的功能1.1.5概述金屬材料的功能包括力學功能、物理功能、化學功能和工藝功能等方面。了解金屬材料的功能有助于合理選用材料，提高產(chǎn)品質(zhì)量。1.1.6金屬材料的功能特點（1）力學功能：包括強度、韌性、硬度、塑性、疲勞強度等。金屬材料的力學功能決定了其在工程應用中的承載能力和使用壽命。（2）物理功能：包括導電性、導熱性、磁性、彈性等。金屬材料的物理功能影響其在特定環(huán)境下的使用效果。（3）化學功能：包括抗氧化性、耐腐蝕性、耐高溫性等。金屬材料的化學功能決定其在特定環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐久性。（4）工藝功能：包括可加工性、焊接性、鑄造性等。金屬材料的工藝功能影響其在生產(chǎn)過程中的加工效率和成本。第四節(jié)金屬材料的制備1.1.7概述金屬材料的制備是指將金屬元素或合金元素通過一定的方法合成具有特定結構和功能的材料。制備方法的選擇對金屬材料的功能和應用領域具有重要影響。1.1.8金屬材料的制備方法（1）熔融法：將金屬元素或合金元素加熱至熔融狀態(tài)，然后冷卻凝固，得到具有一定結構和功能的金屬材料。（2）粉末冶金法：將金屬粉末或合金粉末通過壓制、燒結等工藝，制備成具有一定結構和功能的金屬材料。（3）氣相沉積法：在真空或低壓條件下，將金屬元素或合金元素蒸發(fā)或升華，然后在基底表面沉積，形成具有特定結構和功能的薄膜。（4）電化學法：利用電解原理，將金屬離子還原為金屬，沉積在基底表面，制備成具有一定結構和功能的金屬材料。（5）生物法制備：利用生物技術，如微生物發(fā)酵、生物酶催化等，制備具有特定結構和功能的金屬材料。（6）其他方法：如化學氣相沉積、激光熔覆、真空熔煉等，根據(jù)具體需求選擇合適的制備方法。第二章金屬材料的力學功能第一節(jié)金屬材料的彈性與塑性1.1.9彈性金屬材料的彈性是指材料在受到外力作用時，能夠發(fā)生形變，并在外力消失后恢復原狀的能力。彈性是金屬材料的基本力學功能之一，對于工程設計和使用具有重要意義。（1）彈性形變：金屬材料在受到外力作用時，產(chǎn)生的形變分為彈性形變和塑性形變。彈性形變是指材料在應力作用下發(fā)生的可逆形變。（2）彈性模量：彈性模量是衡量材料彈性大小的指標，表示單位應力作用下產(chǎn)生的彈性形變程度。彈性模量越大，材料的彈性越好。1.1.10塑性金屬材料的塑性是指材料在受到外力作用時，能夠發(fā)生永久性形變而不破壞的能力。塑性是金屬材料加工和使用過程中的重要功能。（1）塑性形變：金屬材料在受到外力作用時，產(chǎn)生的塑性形變是指不可逆的形變。（2）塑性指標：常見的塑性指標有延伸率、斷面收縮率等，它們反映了材料在受力過程中的塑性變形程度。第二節(jié)金屬材料的強度與硬度1.1.11強度金屬材料的強度是指材料在受到外力作用時，抵抗破壞的能力。強度是金屬材料的基本力學功能之一，對于保證材料在使用過程中的安全性。（1）抗拉強度：抗拉強度是指材料在拉伸過程中，單位面積上所能承受的最大拉力。（2）抗壓強度：抗壓強度是指材料在壓縮過程中，單位面積上所能承受的最大壓力。（3）抗彎強度：抗彎強度是指材料在彎曲過程中，單位面積上所能承受的最大彎曲力。1.1.12硬度金屬材料的硬度是指材料抵抗局部塑性變形的能力。硬度是衡量材料耐磨性和抗咬合性的重要指標。（1）布氏硬度：布氏硬度試驗法是通過測量壓痕直徑來計算硬度的方法，適用于較軟的金屬材料。（2）洛氏硬度：洛氏硬度試驗法是通過測量壓痕深度來計算硬度的方法，適用于較硬的金屬材料。第三節(jié)金屬材料的韌性金屬材料的韌性是指材料在受到?jīng)_擊載荷時，抵抗破壞的能力。韌性對于防止材料在沖擊載荷下突然斷裂具有重要意義。（1）沖擊韌性：沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下，單位面積上所能承受的最大能量。（2）韌性指標：常見的韌性指標有沖擊功、沖擊韌性等，它們反映了材料在沖擊載荷下的抗斷裂能力。第四節(jié)金屬材料的疲勞與斷裂1.1.13疲勞金屬材料的疲勞是指材料在反復應力作用下，產(chǎn)生損傷、裂紋并最終斷裂的現(xiàn)象。疲勞是導致金屬材料失效的主要原因之一。（1）疲勞極限：疲勞極限是指材料在反復應力作用下，能夠承受的最大應力，而不發(fā)生疲勞破壞。（2）疲勞壽命：疲勞壽命是指材料在反復應力作用下，達到疲勞破壞時的循環(huán)次數(shù)。1.1.14斷裂金屬材料的斷裂是指材料在受到外力作用時，失去連續(xù)性和承載能力的現(xiàn)象。斷裂是金屬材料失效的嚴重形式。（1）斷裂類型：金屬材料的斷裂類型有脆性斷裂、韌性斷裂和疲勞斷裂等。（2）斷裂機理：斷裂機理是研究材料斷裂過程和原因的學科，包括斷裂韌性、斷裂韌性指標等。第三章金屬材料的物理功能第一節(jié)金屬材料的導熱性金屬材料的導熱功能是指材料在溫度差的作用下，熱量從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域傳遞的能力。導熱性對于金屬材料的加工、使用及功能優(yōu)化具有重要意義。金屬材料的導熱性主要取決于以下因素：（1）原子排列：原子排列緊密的金屬，導熱功能較好。這是因為緊密排列的原子之間，自由電子的數(shù)量較多，熱量傳遞速率較快。（2）電子濃度：電子濃度高的金屬，導熱功能較好。這是因為電子在金屬中運動時，可以攜帶熱量，電子濃度越高，熱量傳遞速率越快。（3）溫度：金屬材料的導熱功能隨溫度的升高而降低。這是因為溫度升高，原子振動加劇，電子運動受到阻礙，導熱功能減弱。（4）材料純度：純度越高的金屬，導熱功能越好。這是因為雜質(zhì)元素會影響原子排列，降低導熱功能。第二節(jié)金屬材料的導電性金屬材料的導電性是指材料在電場作用下，電荷載體（如電子）在材料內(nèi)部移動的能力。導電性對于金屬材料的加工、應用及功能優(yōu)化具有重要作用。金屬材料的導電性主要取決于以下因素：（1）原子結構：金屬原子結構中，自由電子數(shù)量越多，導電功能越好。（2）電子濃度：電子濃度高的金屬，導電功能較好。（3）溫度：金屬材料的導電功能隨溫度的升高而降低。這是因為溫度升高，原子振動加劇，電子運動受到阻礙，導電功能減弱。（4）材料純度：純度越高的金屬，導電功能越好。這是因為雜質(zhì)元素會影響電子運動，降低導電功能。第三節(jié)金屬材料的磁性金屬材料的磁性是指材料在外磁場作用下，內(nèi)部磁矩發(fā)生取向排列的現(xiàn)象。磁性對于金屬材料的加工、應用及功能優(yōu)化具有重要價值。金屬材料的磁性主要分為以下幾種：（1）鐵磁性：鐵磁性材料在外磁場作用下，內(nèi)部磁矩發(fā)生取向排列，表現(xiàn)出強烈的磁性。如鐵、鈷、鎳等。（2）順磁性：順磁性材料在外磁場作用下，內(nèi)部磁矩發(fā)生取向排列，但磁性較弱。如鋁、鎂、鈦等。（3）抗磁性：抗磁性材料在外磁場作用下，內(nèi)部磁矩發(fā)生取向排列，但磁性方向與外磁場相反。如銅、銀、金等。金屬材料的磁性受以下因素影響：（1）原子結構：原子結構中，未成對電子數(shù)量越多，磁性越強。（2）溫度：溫度升高，磁性減弱。這是因為溫度升高，原子振動加劇，磁矩取向排列受到阻礙。（3）材料純度：純度越高的金屬，磁性越好。這是因為雜質(zhì)元素會影響磁矩取向排列。第四節(jié)金屬材料的膨脹與收縮金屬材料的膨脹與收縮是指材料在溫度變化時，體積和尺寸發(fā)生改變的現(xiàn)象。膨脹與收縮對于金屬材料的加工、使用及功能優(yōu)化具有重要影響。金屬材料的膨脹與收縮主要取決于以下因素：（1）原子排列：原子排列緊密的金屬，膨脹系數(shù)較?。辉优帕邢∈璧慕饘?，膨脹系數(shù)較大。（2）溫度：溫度升高，金屬材料的體積和尺寸增大；溫度降低，金屬材料的體積和尺寸減小。（3）材料成分：不同成分的金屬，膨脹系數(shù)不同。如銅、鋁、鐵等金屬的膨脹系數(shù)各不相同。（4）材料狀態(tài)：金屬材料的內(nèi)部應力、組織結構等狀態(tài)也會影響膨脹與收縮。在實際應用中，金屬材料的膨脹與收縮應引起重視，以避免因膨脹或收縮導致的結構變形、裂紋等問題。通過對金屬材料的膨脹與收縮功能進行研究和控制，可以提高金屬材料的加工和使用功能。第四章金屬材料的化學功能第一節(jié)金屬材料的抗氧化性1.1.15概述金屬材料的抗氧化性是指材料在高溫環(huán)境下抵抗氧化作用的能力?？寡趸允墙饘俨牧匣瘜W功能的重要組成部分，關系到材料在高溫環(huán)境下的使用壽命和可靠性。1.1.16抗氧化性指標金屬材料的抗氧化性通常用氧化速度、氧化動力學曲線和氧化膜的保護性等指標來衡量。氧化速度是指單位時間內(nèi)材料表面氧化層的厚度增加量；氧化動力學曲線描述了氧化過程中材料質(zhì)量變化與時間的關系；氧化膜的保護性則是指氧化膜對材料內(nèi)部基體的保護作用。1.1.17影響抗氧化性的因素（1）金屬材料的成分：不同元素對氧化過程的影響不同，如鋁、硅、鉻等元素具有較好的抗氧化性。（2）材料的組織結構：材料的組織結構會影響氧化膜的形成和生長，進而影響抗氧化性。（3）環(huán)境因素：溫度、氣氛、壓力等環(huán)境因素對金屬材料的抗氧化性有很大影響。1.1.18提高抗氧化性的方法（1）合理選擇金屬材料：根據(jù)使用環(huán)境選擇具有良好抗氧化性的材料。（2）表面處理：采用涂層、鍍層等方法，在材料表面形成保護層，提高抗氧化性。（3）改善熱處理工藝：通過熱處理改變材料的組織結構，提高抗氧化性。第二節(jié)金屬材料的耐腐蝕性1.1.19概述金屬材料的耐腐蝕性是指材料在特定環(huán)境下抵抗腐蝕破壞的能力。腐蝕是金屬材料在化學、電化學和力學作用下發(fā)生破壞的過程，對材料的功能和使用壽命產(chǎn)生嚴重影響。1.1.20腐蝕類型金屬材料的腐蝕類型包括均勻腐蝕、局部腐蝕、應力腐蝕、疲勞腐蝕等。其中，均勻腐蝕是指材料表面受到均勻的腐蝕作用；局部腐蝕是指材料表面局部區(qū)域發(fā)生腐蝕；應力腐蝕是指材料在應力作用下發(fā)生的腐蝕；疲勞腐蝕是指材料在交變應力作用下發(fā)生的腐蝕。1.1.21影響耐腐蝕性的因素（1）金屬材料的成分：不同元素對腐蝕過程的抵抗能力不同，如鉻、鎳、鉬等元素具有較好的耐腐蝕性。（2）材料的組織結構：材料的組織結構會影響腐蝕過程，如晶界、相界等部位容易發(fā)生腐蝕。（3）環(huán)境因素：溫度、濕度、介質(zhì)等環(huán)境因素對金屬材料的耐腐蝕性有很大影響。1.1.22提高耐腐蝕性的方法（1）合理選擇金屬材料：根據(jù)使用環(huán)境選擇具有良好耐腐蝕性的材料。（2）表面處理：采用涂層、鍍層等方法，在材料表面形成保護層，提高耐腐蝕性。（3）改善熱處理工藝：通過熱處理改變材料的組織結構，提高耐腐蝕性。第三節(jié)金屬材料的耐磨損性1.1.23概述金屬材料的耐磨損性是指材料在摩擦過程中抵抗磨損的能力。磨損是金屬材料在相對運動過程中，由于摩擦、腐蝕、疲勞等因素導致的表面損傷和材料損耗。1.1.24磨損類型金屬材料的磨損類型包括粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損等。其中，粘著磨損是指材料表面因粘著作用導致的磨損；磨粒磨損是指材料表面受到硬質(zhì)顆粒的切削作用導致的磨損；疲勞磨損是指材料在交變應力作用下發(fā)生的磨損；腐蝕磨損是指材料在腐蝕環(huán)境下發(fā)生的磨損。1.1.25影響耐磨損性的因素（1）金屬材料的成分：不同元素對磨損過程的抵抗能力不同，如碳、鉻、鉬等元素具有較好的耐磨損性。（2）材料的組織結構：材料的組織結構會影響磨損過程，如硬度、韌性等功能。（3）環(huán)境因素：溫度、濕度、介質(zhì)等環(huán)境因素對金屬材料的耐磨損性有很大影響。1.1.26提高耐磨損性的方法（1）合理選擇金屬材料：根據(jù)使用環(huán)境選擇具有良好耐磨損性的材料。（2）表面處理：采用涂層、鍍層等方法，在材料表面形成保護層，提高耐磨損性。（3）改善熱處理工藝：通過熱處理改變材料的組織結構，提高耐磨損性。第四節(jié)金屬材料的相容性1.1.27概述金屬材料的相容性是指不同金屬或合金在接觸過程中，相互之間不發(fā)生有害反應的能力。相容性對金屬材料的連接、焊接、復合等工藝具有重要意義。1.1.28相容性類型金屬材料的相容性包括電化學相容性、熱力學相容性和力學相容性。其中，電化學相容性是指不同金屬或合金在電化學反應中的相互作用；熱力學相容性是指不同金屬或合金在熱力學過程中的相互作用；力學相容性是指不同金屬或合金在力學功能上的相互作用。1.1.29影響相容性的因素（1）金屬材料的成分：不同元素對相容性的影響不同，如銅、鎳、鈷等元素具有較好的相容性。（2）材料的組織結構：材料的組織結構會影響相容性，如晶界、相界等部位容易發(fā)生有害反應。（3）環(huán)境因素：溫度、濕度、介質(zhì)等環(huán)境因素對金屬材料的相容性有很大影響。1.1.30提高相容性的方法（1）合理選擇金屬材料：根據(jù)使用環(huán)境選擇具有良好相容性的材料。（2）表面處理：采用涂層、鍍層等方法，在材料表面形成保護層，提高相容性。（3）改善熱處理工藝：通過熱處理改變材料的組織結構，提高相容性。第五章熱處理基本原理第一節(jié)熱處理的定義與分類1.1.31熱處理的定義熱處理是指將金屬工件在一定的加熱、保溫和冷卻過程中，通過改變其內(nèi)部組織結構，從而獲得所需功能的工藝方法。熱處理可以改善金屬的機械功能、物理功能和化學功能，提高其使用壽命和可靠性。1.1.32熱處理的分類（1）按照加熱方式分類：（1）普通熱處理：包括退火、正火、淬火、回火等。（2）表面熱處理：包括感應加熱、火焰加熱、激光加熱等。（2）按照冷卻方式分類：（1）水冷：適用于淬火等工藝。（2）油冷：適用于高速鋼等材料。（3）空氣冷卻：適用于退火、正火等工藝。（3）按照熱處理目的分類：（1）改善加工功能：如退火、正火等。（2）提高機械功能：如淬火、回火等。（3）提高耐腐蝕功能：如固溶處理、時效處理等。第二節(jié)熱處理過程中的組織轉變1.1.33奧氏體轉變奧氏體轉變是指金屬在加熱過程中，由原始組織轉變?yōu)閵W氏體組織的過程。奧氏體是一種具有面心立方晶格的固溶體，具有良好的可塑性。1.1.34珠光體轉變珠光體轉變是指金屬在冷卻過程中，由奧氏體組織轉變?yōu)橹楣怏w組織的過程。珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的混合物，具有良好的強度和韌性。1.1.35貝氏體轉變貝氏體轉變是指金屬在冷卻過程中，由奧氏體組織轉變?yōu)樨愂象w組織的過程。貝氏體是一種具有針狀結構的組織，具有較高的強度和韌性。1.1.36馬氏體轉變馬氏體轉變是指金屬在冷卻過程中，由奧氏體組織轉變?yōu)轳R氏體組織的過程。馬氏體是一種具有體心立方晶格的組織，具有較高的硬度和耐磨性。第三節(jié)熱處理工藝參數(shù)1.1.37加熱溫度加熱溫度是熱處理過程中的關鍵參數(shù)，直接影響金屬的組織轉變。加熱溫度應高于金屬的相變溫度，以保證組織轉變充分進行。1.1.38保溫時間保溫時間是熱處理過程中的另一個重要參數(shù)，它決定了金屬內(nèi)部組織轉變的均勻程度。保溫時間應根據(jù)金屬的厚度、成分和加熱方式等因素確定。1.1.39冷卻速度冷卻速度是熱處理過程中影響金屬功能的關鍵因素。冷卻速度越快，金屬的硬化程度越高，但韌性降低。應根據(jù)金屬的成分和功能要求選擇合適的冷卻速度。第四節(jié)熱處理設備1.1.40加熱設備加熱設備主要包括電阻爐、感應爐、氣體爐等。加熱設備的選擇應根據(jù)熱處理工藝、工件尺寸和產(chǎn)量等因素確定。1.1.41冷卻設備冷卻設備主要包括水槽、油槽、空氣冷卻裝置等。冷卻設備的選擇應根據(jù)冷卻速度、工件尺寸和產(chǎn)量等因素確定。1.1.42檢測設備檢測設備主要包括溫度控制器、熱電偶、金相顯微鏡等。檢測設備用于監(jiān)測熱處理過程中的溫度、組織和功能等參數(shù)，以保證熱處理質(zhì)量。第六章鋼的熱處理第一節(jié)鋼的退火1.1.43概述鋼的退火是一種熱處理工藝，旨在降低鋼的硬度，提高其塑性和韌性，消除內(nèi)應力，改善組織功能。退火處理廣泛應用于鋼材的加工和生產(chǎn)過程中。1.1.44退火工藝（1）完全退火：將鋼加熱到Ac3以上30～50℃，保溫一段時間，然后爐冷至600℃以下，再空冷。（2）不完全退火：將鋼加熱到Ac1～Ac3之間，保溫一段時間，然后爐冷至600℃以下，再空冷。（3）等溫退火：將鋼加熱到Ac3以上，保溫一段時間，然后迅速冷卻到某一溫度，保溫一段時間，再空冷。1.1.45退火效果退火處理可以使鋼的組織變得更加均勻，消除內(nèi)應力，降低硬度，提高塑性和韌性，為后續(xù)加工提供良好的條件。第二節(jié)鋼的正火1.1.46概述鋼的正火是一種熱處理工藝，旨在改善鋼的組織功能，提高其力學功能。正火處理適用于低碳鋼和低合金鋼。1.1.47正火工藝（1）完全正火：將鋼加熱到Ac3以上30～50℃，保溫一段時間，然后空冷。（2）不完全正火：將鋼加熱到Ac1～Ac3之間，保溫一段時間，然后空冷。1.1.48正火效果正火處理可以使鋼的組織變得更加均勻，提高強度和硬度，降低塑性和韌性，適用于提高鋼的力學功能。第三節(jié)鋼的淬火與回火1.1.49淬火（1）概述：淬火是一種將鋼加熱到Ac3以上，保溫一段時間，然后迅速冷卻的熱處理工藝，旨在提高鋼的硬度和耐磨性。（2）淬火工藝：將鋼加熱到Ac3以上30～50℃，保溫一段時間，然后水冷或油冷。（3）淬火效果：淬火處理后，鋼的硬度和耐磨性顯著提高，但塑性和韌性降低。1.1.50回火（1）概述：回火是將淬火后的鋼在低于Ac1的溫度下保溫一段時間，然后冷卻的熱處理工藝，旨在消除淬火應力，穩(wěn)定組織，提高鋼的綜合功能。（2）回火工藝：將淬火后的鋼加熱到150～200℃、300～400℃或500～600℃，保溫一段時間，然后空冷。（3）回火效果：回火處理后，鋼的硬度、強度和耐磨性得到適當調(diào)整，塑性和韌性得到提高，內(nèi)應力得到消除。第四節(jié)鋼的調(diào)質(zhì)處理1.1.51概述鋼的調(diào)質(zhì)處理是將淬火和回火相結合的一種熱處理工藝，旨在獲得優(yōu)異的綜合功能，適用于重要結構件和高功能鋼材。1.1.52調(diào)質(zhì)處理工藝（1）淬火：將鋼加熱到Ac3以上30～50℃，保溫一段時間，然后水冷或油冷。（2）回火：將淬火后的鋼加熱到150～200℃、300～400℃或500～600℃，保溫一段時間，然后空冷。1.1.53調(diào)質(zhì)處理效果調(diào)質(zhì)處理后，鋼的組織均勻，硬度、強度、塑性和韌性得到良好匹配，適用于承受復雜載荷的重要結構件。第七章鑄鐵的熱處理第一節(jié)鑄鐵的退火1.1.54目的鑄鐵退火的目的主要是消除鑄件內(nèi)部應力，改善鑄鐵的塑性和韌性，降低硬度，提高切削功能。1.1.55退火工藝（1）退火溫度：通常在600700℃范圍內(nèi)進行，具體溫度根據(jù)鑄鐵成分及功能要求確定。（2）保溫時間：保溫時間根據(jù)鑄件厚度及退火溫度確定，一般每小時加熱厚度為2530mm。（3）冷卻方式：退火后采用緩慢冷卻，以避免產(chǎn)生新的應力。1.1.56注意事項（1）退火前應對鑄件進行清潔處理，去除表面油污、銹蝕等。（2）退火過程中應嚴格控制溫度，避免過熱或欠熱。（3）退火后應對鑄件進行力學功能測試，以保證達到預期功能。第二節(jié)鑄鐵的正火1.1.57目的鑄鐵正火的主要目的是改善鑄鐵的力學功能，提高強度和硬度，降低塑性。1.1.58正火工藝（1）正火溫度：通常在800900℃范圍內(nèi)進行，具體溫度根據(jù)鑄鐵成分及功能要求確定。（2）保溫時間：保溫時間根據(jù)鑄件厚度及正火溫度確定，一般每小時加熱厚度為2530mm。（3）冷卻方式：正火后采用空氣冷卻。1.1.59注意事項（1）正火前應對鑄件進行清潔處理。（2）正火過程中應嚴格控制溫度，避免過熱或欠熱。（3）正火后應對鑄件進行力學功能測試。第三節(jié)鑄鐵的淬火與回火1.1.60淬火（1）目的：提高鑄鐵的硬度和耐磨性。（2）工藝：將鑄件加熱至800900℃，保溫一定時間后，迅速放入水或油中冷卻。1.1.61回火（1）目的：消除淬火產(chǎn)生的應力，提高鑄鐵的塑性和韌性。（2）工藝：將淬火后的鑄件加熱至200300℃，保溫一定時間后，自然冷卻。1.1.62注意事項（1）淬火前應對鑄件進行清潔處理。（2）淬火過程中應嚴格控制溫度和時間，避免過熱或欠熱。（3）回火過程中應保證溫度均勻，避免局部過熱。（4）淬火和回火后應對鑄件進行力學功能測試。第四節(jié)鑄鐵的調(diào)質(zhì)處理1.1.63目的鑄鐵調(diào)質(zhì)處理的目的是使鑄鐵具有良好的綜合力學功能，包括強度、硬度和韌性。1.1.64調(diào)質(zhì)工藝（1）預熱：將鑄件加熱至500600℃，保溫一定時間。（2）淬火：將預熱后的鑄件加熱至800900℃，保溫一定時間后，迅速放入水或油中冷卻。（3）回火：將淬火后的鑄件加熱至200300℃，保溫一定時間后，自然冷卻。1.1.65注意事項（1）調(diào)質(zhì)處理前應對鑄件進行清潔處理。（2）調(diào)質(zhì)過程中應嚴格控制溫度和時間，避免過熱或欠熱。（3）回火過程中應保證溫度均勻，避免局部過熱。（4）調(diào)質(zhì)處理后應對鑄件進行力學功能測試。第八章非鐵金屬的熱處理第一節(jié)鋁合金的熱處理1.1.66概述鋁合金具有密度小、強度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點，廣泛應用于航空、航天、汽車等領域。鋁合金的熱處理工藝對其功能具有顯著影響，主要包括固溶處理、時效處理、回歸處理等。1.1.67固溶處理固溶處理是將鋁合金加熱至一定溫度，保持一段時間后，快速冷卻，使合金元素充分固溶于基體中，以提高鋁合金的力學功能和耐腐蝕功能。固溶處理的關鍵參數(shù)包括加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。1.1.68時效處理時效處理是鋁合金熱處理的重要環(huán)節(jié)，分為自然時效和人工時效。時效處理可以使鋁合金中的過剩相析出，提高其強度和硬度。時效處理的工藝參數(shù)包括時效溫度、時效時間和時效方式。1.1.69回歸處理回歸處理是將時效后的鋁合金加熱至較低溫度，保持一段時間后，快速冷卻。通過回歸處理，可以調(diào)整鋁合金的微觀組織，改善其力學功能。第二節(jié)鎂合金的熱處理1.1.70概述鎂合金具有密度低、比強度高、阻尼功能好等優(yōu)點，廣泛應用于航空航天、汽車等領域。鎂合金的熱處理主要包括固溶處理、時效處理和穩(wěn)定化處理。1.1.71固溶處理鎂合金的固溶處理工藝與鋁合金類似，關鍵參數(shù)包括加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。固溶處理可以提高鎂合金的力學功能和耐腐蝕功能。1.1.72時效處理鎂合金的時效處理工藝與鋁合金類似，通過時效處理可以使過剩相析出，提高鎂合金的強度和硬度。時效處理的工藝參數(shù)包括時效溫度、時效時間和時效方式。1.1.73穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理是將鎂合金加熱至一定溫度，保持一段時間后，緩慢冷卻。穩(wěn)定化處理可以降低鎂合金的時效敏感性，提高其耐腐蝕功能。第三節(jié)鈦合金的熱處理1.1.74概述鈦合金具有高強度、低密度、優(yōu)良的耐腐蝕功能和高溫功能，廣泛應用于航空航天、醫(yī)療器械等領域。鈦合金的熱處理主要包括退火、固溶處理和時效處理。1.1.75退火處理退火處理是將鈦合金加熱至一定溫度，保持一段時間后，緩慢冷卻。退火處理可以消除內(nèi)應力，提高鈦合金的塑性和韌性。1.1.76固溶處理鈦合金的固溶處理工藝與鋁合金、鎂合金類似，關鍵參數(shù)包括加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。固溶處理可以提高鈦合金的力學功能和耐腐蝕功能。1.1.77時效處理鈦合金的時效處理工藝與鋁合金、鎂合金類似，通過時效處理可以使過剩相析出，提高鈦合金的強度和硬度。時效處理的工藝參數(shù)包括時效溫度、時效時間和時效方式。第四節(jié)其他非鐵金屬的熱處理1.1.78銅合金的熱處理銅合金的熱處理主要包括退火、固溶處理和時效處理。退火處理可以消除內(nèi)應力，提高塑性；固溶處理可以提高力學功能和耐腐蝕功能；時效處理可以使過剩相析出，提高強度和硬度。1.1.79鋅合金的熱處理鋅合金的熱處理主要包括退火和時效處理。退火處理可以消除內(nèi)應力，提高塑性；時效處理可以使過剩相析出，提高強度和硬度。1.1.80鎳合金的熱處理鎳合金的熱處理主要包括退火、固溶處理和時效處理。退火處理可以消除內(nèi)應力，提高塑性；固溶處理可以提高力學功能和耐腐蝕功能；時效處理可以使過剩相析出，提高強度和硬度。1.1.81鈷合金的熱處理鈷合金的熱處理主要包括退火、固溶處理和時效處理。退火處理可以消除內(nèi)應力，提高塑性；固溶處理可以提高力學功能和耐腐蝕功能；時效處理可以使過剩相析出，提高強度和硬度。第九章金屬材料的表面處理第一節(jié)表面處理的概述1.1.82表面處理的概念及意義金屬材料的表面處理是指通過物理、化學或電化學方法，在材料表面形成一層具有一定功能的覆蓋層，以提高金屬材料的耐磨性、耐腐蝕性、導電性、焊接性、裝飾性等功能。表面處理技術在航空、航天、汽車、電子、機械制造等領域具有重要意義。1.1.83表面處理的方法金屬材料的表面處理方法主要包括電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍等。這些方法在工藝特點、應用范圍和效果上各有優(yōu)劣，可根據(jù)實際需求選擇合適的表面處理方法。第二節(jié)電鍍1.1.84電鍍的定義電鍍是一種利用電流在電解液中使金屬離子還原，沉積在導電基體表面的方法。電鍍層具有美觀、耐腐蝕、耐磨、導電等功能。1.1.85電鍍的工藝流程（1）準備工作：清洗、拋光、除油、除銹等；（2）電鍍：根據(jù)所需鍍種選擇合適的電解液和電流；（3）后處理：清洗、干燥、鈍化等。1.1.86電鍍的種類及應用（1）鍍鋅：用于提高鋼鐵材料的耐腐蝕性；（2）鍍鎳：用于提高材料的耐腐蝕性、導電性；（3）鍍鉻：用于提高材料的耐磨性、耐腐蝕性；（4）鍍金：用于提高材料的導電性、裝飾性。第三節(jié)化學鍍1.1.87化學鍍的定義化學鍍是一種無需電流，通過化學反應在材料表面形成金屬或其他物質(zhì)薄膜的方法。1.1.88化學鍍的工藝流程（1）準備工作：清洗、拋光、除油、除銹等；（2）化學鍍：將材料浸入含有金屬離子的溶液中，在一定溫度和pH值下進行反應；（3）后處理：清洗、干燥、鈍化等。1.1.89化學鍍的種類及應用（1）化學鍍鎳：用于提高材料的耐腐蝕性、耐磨性；（2）化學鍍銅：用于提高材料的導