热处理
热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用越来越重要。
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称,是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。
铝合金热处理加工
热处理
热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用越来越重要。
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称,是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath),但是在金相观察中(二维)通常表现为针状(needle-shaped),这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。当前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。马氏体的晶体结构为体心四方结构(BCT)。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织
时效热处理
时效处理,指金属或合金工件(如低碳钢等)经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度或室温放置保持其形状、尺寸,性能随时间而变化的热处理工艺。一般地讲,经过时效,硬度和强度有所增加,塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢,淬火后立即获得很高的硬度,但其塑性变得很低。而铝合金淬火后,强度或硬度并不立即达到峰值,其塑性非但未下降,反而有所上升。经相当长时间(例如4~6昼夜)的室温放置后,这种淬火合金的强度与硬度显著提高,而塑性则有所下降。在超低温时由于组织体积收缩,Fe晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力,于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物,这些超微细结晶体会使物料的强度提高,同时增加性与刚性。这种淬火合金的强度和硬度随时间而发生显著变化的现象,叫做时效。室温下进行的时效叫自然时效,在一定温度下进行的时效叫人工时效。 时效处理是把材料有意识地在室温或较高温度存放较长时间,使之产生时效工艺。
氮化热处理
渗氮炉的排除空气
将被处理零件置于渗氮炉中,并将炉盖密封后即可加热,但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。
排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生性气体,及防止被处理物及支架的表面氧化。其所使用的气体即有氨气及氮气二种。
排除炉内空气的要领如下:
①被处理零件装妥后将炉盖封好,开始通无水氨气,其流量尽量可能多。
②将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热(注意炉温不能高于150℃)。
③炉中之空气排除至10%以下,或排出之气体含90%以上之NH3时,再将炉温升高至渗氮温度。
氮化处理氨的分解率
渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行,但初生态氮的产生,即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。
虽然在各种分解率的氨气下,皆可渗氮,但一般皆采用15~30%的分解率,并按渗氮所需厚度至少保持4~10小时,处理温度即保持在520℃左右。

氧化热处理
所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程,在该过程中,铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化,只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。
将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性、增强性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。阳极的铝或其合金氧化 ,表面上形成氧化铝薄层 ,其厚度为5~30微米 ,硬质阳极氧化膜可达25~150微米 。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ,优良的绝缘性 ,耐击穿电压高达2000V ,增强了抗腐蚀性能 ,在ω=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。超低温度可转移金属原子的运能,使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金(如铝、镁及其合金等)都可进行阳极氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面。
(作者: 来源:)