【正文】 回火的目的是具備良好的綜合機(jī)械性能 （ 較高的強(qiáng)度 、 塑性 、 韌性 ） ， 得到回火索氏體組織 。 適用于中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的曲軸 、 連桿 、 連桿螺栓 、 汽車拖拉機(jī)半軸 、機(jī)床主軸及齒輪等重要機(jī)器零件 。在 250～ 400℃ 回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為 低溫回火脆性 ，又叫 第一類回火脆性 ；而在 450～ 650℃ 溫度范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為 高溫回火脆性 ，也叫 第二類回火脆性 。防止高溫回火脆性的方法是 加熱后快冷 。 火焰表面淬火： 火焰表面淬火 是氧炔焰等高溫?zé)嵩磳⒐ぜ砻嬖S速加熱到形變溫度以上，然后立即進(jìn)行低溫回火，或利用工件內(nèi)部余熱自身回火。 感應(yīng)表面淬火： 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)： ① 淬火溫度高于一般淬火溫度 。 ③ 表層存在很大的殘余壓應(yīng)力 。 ⑤ 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)原理 ， 表層感應(yīng)電流密度大 ， 溫度高；心部幾乎不受熱 。 ? 鋼的化學(xué)熱處理 基本過(guò)程 ： ① 鋼件加熱時(shí)，化學(xué)介質(zhì)分解出滲入元素的活性原子； ② 活性原子被鋼件表面吸附和溶解； ③ 原子由表面向內(nèi)部擴(kuò)散，形成一定的擴(kuò)散層。 其目的是 通過(guò)滲碳及隨后的淬火和低溫回火，使表面獲得高碳回火馬氏體，具有高硬度、耐磨性和抗疲勞性能；而心部為低碳回火馬氏體或索氏體，具有一定的強(qiáng)度和良好的韌性配合。 目前廣泛應(yīng)用的是氣體滲碳法 。 滲碳后緩冷組織自表面至心部依次為：過(guò)共析組織 （ 珠光體 +碳化物 ） 、 共析組織（ 珠光體 ） 、 亞共析組織 （ 珠光體 +鐵素體 ） 的過(guò)渡區(qū) ，直至心部的原始組織 。 滲碳后的淬火和低溫回火示意圖 鋼的滲氮： 滲氮俗稱氮化，是指在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面，在鋼件表面獲得一定深度的富氮硬化層的熱處理工藝。 常用的滲氮方法有 氣體滲氮 、離子滲氮、 氮碳共滲（軟氮化） 等。 1）滲氮方法 2） 滲氮后的組織 含有 Al、 Cr、 Mo等 元素的合金鋼 C、 N和 Fe 的化合物 C、 N溶于 α Fe 的固溶體 彌散合金氮化 物（如 AlN等） 3） 滲氮后的鋼件性能 ① 氮化層 HRC為 69～ 73，在 600～ 650℃ 有較高紅硬性； ② 一般， T滲氮 ＜ T滲碳 ，無(wú)需進(jìn)一步熱處理，滲氮層各性 能均優(yōu)于滲碳層，工件不易變形； ③ 氮化層比碳化層薄且脆；且 t滲氮 ＞ t滲碳 ，生產(chǎn)效率低。 碳氮共滲新介質(zhì)的研制是金屬熱處理研究的一個(gè)重要領(lǐng)域 。 新一代碳氮共滲介質(zhì)往往同時(shí)考慮工藝性能和環(huán)保兩方面的因素 。 鋼的碳氮共滲（氰化）： 碳氮共滲 是同時(shí)向鋼件表面滲入碳和氮原子的化學(xué)熱處理工藝，也俗稱為 氰化 。 ? 鋼的熱處理新工藝介紹 ?無(wú)氧化加熱 利用可控氣氛 ， 即通過(guò)精確計(jì)量和微機(jī)控制技術(shù)對(duì)爐內(nèi)的氣體組分加以控制 。 保護(hù)氣氛加熱： 采用保護(hù)涂料： 目前鋼和鈦合金已在熱處理中大量利用保護(hù)涂料來(lái)避免工件氧化 。 在真空爐中受真空氣氛保護(hù) ， 可防止工件氧化 、 減 小變形；但容易引起元素?fù)]發(fā) 。 真空熱處理： 目前 ， 實(shí)際生產(chǎn)中還采用以下先進(jìn)工藝：利用高能量密度對(duì)零件作超高速加熱 ， 然后自激淬火 ， 具有不氧化 、 不脫碳 、 變形小 、 表面光潔 ， 提高硬度 、 耐磨性和疲勞強(qiáng)度等的 高頻和超高頻脈沖熱處理 和 激光熱處理 以及 電子束熱處理 。 ? 強(qiáng)韌化處理 獲得板狀馬氏體： 1）提高淬火加熱溫度 促進(jìn)奧氏體中碳的均勻化，以保證淬火后獲得板狀馬氏體（低碳馬氏體）。 3）鍛造余熱淬火 將高溫鍛件直接淬火可得到細(xì)晶粒板狀馬氏體。 獲得復(fù)合組織的淬火： 復(fù)合組織 主要是指淬火馬氏體和少量鐵素體或下貝氏體（或殘余奧氏體）的機(jī)械混合物。 ? 化學(xué)熱處理新工藝： 離子轟擊熱處理： 在真空氣氛下 ， 將含 C、 N、 S等離子 束高速轟擊到工件表面，工件迅速受熱升溫至碳化或氮化溫度，同時(shí)原子進(jìn)入工件表面形成滲碳層或滲氮層等。 形變熱處理工藝示意圖 第四節(jié) 固溶與時(shí)效處理 固溶時(shí)效處理是有色金屬材料如鋁合金、鈦合金、高溫合金，以及少量鋼鐵材料如不銹鋼以及耐熱鋼等的最重要的強(qiáng)化處理手段。 固溶時(shí)效強(qiáng)化示意圖 ? 固溶時(shí)效處理的一般步驟 固溶處理： 將合金通過(guò)加熱到固溶線以上、固相線以下溫度保 溫，獲得成分均勻的固溶體組織。（與鋼淬火組織不同） 時(shí)效： 使過(guò)飽和固溶體析出細(xì)小彌散沉淀相的過(guò)程。 （ 1）沉淀強(qiáng)化相是硬度高的質(zhì)點(diǎn)； （ 2）加入鋁中的合金元素應(yīng)有較高的極限固溶度，且其隨 溫度降低而顯著減小； （ 3）淬火后形成的過(guò)飽和固溶體在時(shí)效過(guò)程中能析出均勻， 彌散的共格或半共格的亞穩(wěn)相，基體中能形成強(qiáng)烈的 應(yīng)變場(chǎng)。 凡是有固溶度變化的相圖，從單相區(qū)進(jìn)行兩相區(qū)時(shí)都會(huì)發(fā)生脫溶沉淀。P區(qū) → θ// → θ/ → θ 其中 G（ θ//也可稱為 GP2區(qū)） 以 Al－ Cu合金為例 ： ? 過(guò)飽和固溶體的時(shí)效分解產(chǎn)物 （ 1） ： 1938年 ， X射線結(jié)構(gòu)分析方法各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn) ， Al－ Cu合金單晶體自然時(shí)效時(shí)在基體的 {100}面上偏聚了一些銅原子 ， 構(gòu)成了富銅的碟狀薄片 （ 約含銅 90％ ） 。 現(xiàn)在人們把其他合金中的偏聚區(qū)也成為 。 ： Wcu為 ， 是溶質(zhì)原子富集區(qū) ， 它在母相的 {100}晶面上形成 ， 點(diǎn)陣與基體 α 相相同（ fcc） 并與 α 相完全共格 。 凡是能增加空位濃度的因素均能促進(jìn) 。 （ 2） 過(guò)渡相 : 過(guò)渡相的形狀與尺寸： AlCu合金中有 θ ’’和 θ ’兩種過(guò)渡相 。 而 θ ’是光學(xué)顯微鏡下觀察到的第一個(gè)脫溶產(chǎn)物 ， 也呈圓片狀或碟形 ， 尺寸為 100nm數(shù)量級(jí) 。 由于過(guò)渡相與基體之間的結(jié)構(gòu)存在差異 ， 因而其形核功較大 。 因此 ， 其形核速率將受材料中位錯(cuò)密度的影響 。 θ ’’相為正方點(diǎn)陣： a＝ b＝ ， c＝ ， θ ’’相基本是均勻形核 ， 分布均勻且與基體完全共格 ， 它與基體的位向關(guān)系為 {100}θ ’’//{100}基體 。 θ ’相為正方點(diǎn)陣： a＝ b＝ ， c＝ ， 它與基體部分共格 ， 與基體的位向關(guān)系為 {100}θ ’//{100}基體 。 （ 3）平衡相： θ 也是正方點(diǎn)陣： a＝ b＝ ， c＝ ，一般與基體不共格，但亦存在一定的結(jié)晶學(xué)位向關(guān)系，其界面能高，形核功也高。 共析鋼和鋁合 金淬火時(shí)的組 織變化示意圖 ? 時(shí)效時(shí)間對(duì)性能的影響 時(shí)效時(shí)間與強(qiáng)度的關(guān)系