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一、熱處理的定義

       熱處理是將工件在介質(zhì)中加熱到一定溫度并保溫一定時間，然后用一定速度冷卻，以改變金屬的組織結(jié)構(gòu)，從而改變其性能（包括物理、化學(xué)和力學(xué)性能）的工藝。比如增加或者降低金屬材料的硬度、強度、彈性、韌性、塑性等。鋼的熱處理是指鋼在固態(tài)下采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。

二、熱處理的目的

      消除毛坯（如鑄件、鍛件）中缺陷，改善其工藝性能，為后續(xù)工序加工做好準(zhǔn)備；顯著提高鋼的力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的潛力，提高零件的使用性能和使用壽命。

三、熱處理爐的分類

3.1爐型分類

      隨著熱處理工藝的越來越廣泛，需要熱處理的工件形狀尺寸也逐漸呈現(xiàn)多樣性，這就要求熱處理爐的特性越來越多，所以市場上順勢出現(xiàn)了多種類型的產(chǎn)品。

 熱處理爐類型有哪些？這要根據(jù)不同的情況來劃分：　　

(1)按最高溫度分：爐溫大于1000℃為高溫?zé)崽幚頎t；650～1000℃為中溫?zé)崽幚頎t；650℃以下為低溫?zé)崽幚頎t；　　

(2)按機械化方式分：輥底式爐、步進(jìn)式爐、臺車式爐、外部機械化室式爐、鏈?zhǔn)綘t、轉(zhuǎn)底式爐、振底式爐、罩式爐等；　　

(3)按生產(chǎn)作業(yè)方式分：周期式和連續(xù)式熱處理爐；　　

(4)按主要熱處理工藝種類分：固溶、淬火、正火、回火、退火和滲碳等化學(xué)熱處理爐；　　

(5)按加熱方式分：分為直接加熱方式，如明火爐等；間接加熱方式，如輻射管爐、馬弗爐等；　　

(6)按加熱熱源分：有以燃料燃燒為熱源的燃煤爐、燃油爐和燃?xì)鉅t；此外還有以電能為熱源的電阻爐、電極爐、感應(yīng)加熱爐等；　　

(7)按爐內(nèi)加熱介質(zhì)分：以氣體為加熱介質(zhì)的，如空氣、煙氣、控制氣氛、真空等；以液體為加熱介質(zhì)的，如熔鹽、熔鉛等；以固體為加熱介質(zhì)的，如流動粒子爐等。

3.2根據(jù)加熱和冷卻的方法不同的分類

3.3生產(chǎn)分類

在生產(chǎn)中，一般常把熱處理分為預(yù)備熱處理和最終熱處理兩類。一般比較重要的零件制造過程大致是：

上圖中退火和正火就屬于預(yù)備熱處理，它是為了消除前道工序造成的缺陷，為隨后的機械加工和最終熱處理做好準(zhǔn)備的熱處理。

上圖中淬火和回火（或表面熱處理）就屬于最終熱處理，它是為了使零件滿足使用性能要求的熱處理。

四、熱處理工藝

4.1基本熱處理工藝曲線和流程

       熱處理的方法雖然很多，但任何一種熱處理工藝都是由加熱、保溫、冷卻三個階段組成。下圖為基本的熱處理工藝曲線。

退火：將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為完全退火、等溫退火、均勻化退火、球化退火和去應(yīng)力退火等幾種。

正火：將工件加熱到相變點（Ac3、Accm）以上完全奧氏體化后，再在空氣中冷卻以得到以較細(xì)珠光體為主的組織的熱處理工藝。

正火實質(zhì)上是退火的一個特例，兩者區(qū)別主要在于正火的冷卻速度較快。正火與退火相比，鋼的力學(xué)性能較高，生產(chǎn)周期短，能耗少。因此在滿足要求的條件下，優(yōu)先考慮采用正火。

淬火：將工件加熱到Ac3或Ac1點以上某一溫度，保溫一定世間使其奧氏體化后，以大于馬氏體臨界冷卻速度進(jìn)行快速冷卻，從而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。它是強化鋼材的最重要的熱處理方法。

回火：將淬火后工件重新加熱到A1以下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。

淬火后馬氏體在不同溫度下可獲得不同組織，從而有不同的力學(xué)性能，以滿足各類零件的使用要求。所以一般淬火后必須要進(jìn)行回火，淬火是為回火做好組織準(zhǔn)備，回火則決定了工件熱處理后的最終組織與性能。

按回火的溫度范圍，可將回火分為低溫（150-250℃）、中溫（350-500℃） 、高溫（500-650℃）回火。調(diào)質(zhì)就是指將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理。

4.2熱處理“四把火”的目的和區(qū)別

熱處理四把火分別是：退火、正火、淬火、回火。

退火：在爐內(nèi)將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠長時間，然后以適宜的速度冷卻的一種金屬熱處理工藝，目的是使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接和切削的加工材料或工件軟化，改善塑性和韌性，使化學(xué)成分均勻化，去除殘余應(yīng)力，或得到預(yù)期的物理性能。  

退火的目的：消除應(yīng)力、改善切削、降低硬度

正火：與退火的不同是冷卻速度快，空氣中冷卻（理解成有電風(fēng)扇再吹）

正火的目的：綜合平衡

淬火：與退火的不同是加熱后在水、油中冷卻

淬火的目的：提高硬度；但是。韌性、塑性都會變差

回火：提高韌性，方法是淬火后重新加熱到一定溫度，保溫后空冷

回火的目的是提高韌性，回火又分為低、中、高溫三種方式：

    低溫：降低內(nèi)應(yīng)力、脆性降低

    中溫：提高彈性和強度

    高溫：提高綜合性能

淬火、回火是兩兄弟，一般是一起處理！

五、熱處理的應(yīng)用

熱處理有各種爐體可供使用，可控氣氛爐、滲碳、退火、發(fā)藍(lán)等等，目前我們有業(yè)績連續(xù)退火爐BAB爐（BAB-Burning-Annealing-Bluing）,脫脂、退火、發(fā)藍(lán)，還有一種是BB爐，脫脂、發(fā)藍(lán)。

5.1 BAB爐：

脫脂：加熱方法使工件表面的油脂揮發(fā)和燃燒而除去。

退火：將電爐金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠長時間，然后以適宜的速度冷卻的一種金屬熱處理工藝，目的是使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接和切削的加工材料或工件軟化，改善塑性和韌性，使化學(xué)成分均勻化，去除殘余應(yīng)力，或得到預(yù)期的物理性能。

發(fā)藍(lán)：黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的厚度約為0.5μm～1.5μm的藍(lán)色氧化膜氧化膜,其外層主要是四氧化三鐵,內(nèi)層為氧化亞鐵

5.2爐內(nèi)氣體CO、CO2、O2的濃度為什么需要檢測？

1. 測量載體中CO濃度可以用來糾正爐子的碳勢。

2. 測量CO和CO2濃度可發(fā)現(xiàn)可能存在的問題（如炭黑、漏水、漏氣和輻射管泄漏）

3. 太多富余甲烷可較早的表明爐子有問題

4. 測量CO濃度反應(yīng)甲醇裂化的效率。該反應(yīng)的平衡與溫度有關(guān)CH3OH  - CO + 2H2

5. 輻射管破裂泄露會導(dǎo)致空氣中氧氣.水分進(jìn)入爐內(nèi)，氧氣與鐵高溫反應(yīng)生成氧化鐵（Fe2O3），水分與鐵高溫反應(yīng)生成四氧化三鐵（Fe3O4），會直接導(dǎo)致爐內(nèi)工件被氧化，產(chǎn)生不良品（廢品）。

5.3爐內(nèi)氣氛分析

熱處理爐殘氧/CO/CO2/H2/CH4/露點在線分析系統(tǒng)

a、適應(yīng)工況

b、工作條件

c、分析單元TY-6061激光氧分析儀

d 、分析單元TY-6300紅外分析儀