热处理摘要热处理是将材料加热到一定的温度保温一定的时间後以.DOC

熱處理 摘要 熱處理是將材料加熱到一定的溫度，保溫一定的時間後，以一定的速率降溫到室溫或更低，從而達到改善材料組織結構獲得性能優異的材料，一般是指對金屬材料特別是鋼材的處理 產業上，熱處理可以視為一系列的冶金工程步驟，用來改變材料的物理性質，偶而也用來改變材料的化學性質。熱處理在冶金學方面有非常普及的應用，但是陶瓷、玻璃材料製程也常有熱處理程序的出現。熱處理用升高或冷卻的方式進行，通常涉及極端的溫度，以期改變材料的硬度性質。隨著熱處理技術的進步，熱處理的定義可以改寫成透過溫度的控制與冷卻速率的調整，來改變材料的特性。比方說目前的深冷技術（或稱深冷處理），便是將鋼材在淬火後冷卻到零下七八十度到一百多度的熱處理技術。 簡介： 鋼鐵熱處理的方法很多，各種熱處理的目的也不盡相同，但包含加溫、淬火急回火等熱處理技巧卻頻多相同之處。本節先部隊熱處理技術作深入探討，先從其基本面的硬化能觀念作一說明。產生麻田散鐵鋼之傳統熱處理程序，通常包含將已沃斯田鐵化試片急速冷卻到低溫的淬火介質中，如水、油或空氣。鋼料整個截面產生主要是麻田散鐵顯微結構，主要視三個因素而定：(1)合金的成分；(2)淬火介質的型式和特性；以及(3)試片的尺寸和形狀。 二、介紹和應用 ※完全退火處理?? 完全退火處理係將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度範圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織後，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織。? ※正常化處理?? 正常化熱處理有兩個重要的功用，一是使工件結晶粒微細化而改善材料機械性質；另一個目的是調節軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分佈狀態，以利後續熱處理時碳化物容易固溶於材質，以便提昇材料切削性，並使材質均勻化。正常化熱處理的熱處理程序，係將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正常化溫度）保持一段時間，材質成為均勻沃斯田體後，靜置於空氣中使之冷卻。正常化時間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鐘來估算需持溫時間。正常化熱處理又可分為二段正常化、恆溫正常化及二次正常化等多種改良式正常化熱處理。? ※淬火處理?? 淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區域內加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar’（波來體）變態；及（3）使鋼材產生麻田散體或變韌體而硬化。? 淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃範圍內，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度範圍內。冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar’’變態前的臨界區域，要盡量迅速冷卻；在Ar’’以下的溫度區域則需採緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區域又稱為危險區域。? ※回火處理?? 一般回火處理常繼在淬火處理之後實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留並發揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應力並改善相關機械性質（提昇材料延展性）。回火溫度不同，會產生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結晶而成長為連續基地，是軟化的主要原因。? ※回火脆性?? 回火處理要避開幾個會產生回火脆性的溫度範圍，這些脆化溫度範圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度範圍內發生脆化現象；（2）400℃至550℃脆化，通常構造用合金鋼在此溫度範圍內會產生脆化現象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度範圍加熱，會析出分佈均勻的碳化物，產生二次硬化效果，但也易導致脆性。? ※麻淬火處理?? 麻淬火處理的主要目的，在降低淬火時工件內外溫度的巨大差異，並使於較低溫度時工件內外一起產生麻