熱處理是將材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu),來控制其性能的一種綜合工藝過程。

　　金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。

　　熱處理 - 分類

　　金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

　　1、整體熱處理

　　整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

　　退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準(zhǔn)備。 正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。 為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。 退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。 “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。 把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學(xué)熱處理。

　　2、表面熱處理

　　表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

　　3、化學(xué)熱處理

　　化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。

　　熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用。

　　熱處理 - 整體熱處理

　　一、退火的種類

　　1、完全退火和等溫退火

　　完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時也用于焊接結(jié)構(gòu)。一般常作為一些不重工件的最終熱處理，或作為某些工件的預(yù)先熱處理。

　　2、球化退火

　　球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準(zhǔn)備。

　　3、去應(yīng)力退火

　　去應(yīng)力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除，將會引起鋼件在一定時間以后，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。

　　二、淬火時，最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點，但卻易使工件變形嚴(yán)重，甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。

　　三、鋼回火的目的

　　1、降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力，鋼件淬火后存在很大內(nèi)應(yīng)力和脆性，如不及時回火往往會使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。

　　2、 獲得工件所要求的機械性能，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大，為了滿足各種工件的不同性能的要求，可以通過適當(dāng)回火的配合來調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑性。

　　3、 穩(wěn)定工件尺寸

　　4、對于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采用高溫回火，使鋼中碳化物適當(dāng)聚集，將硬度降低，以利切削加工。

　　四、幾種常見熱處理概念

　　1、 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當(dāng)溫度保持一定時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。

　　2、 退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝

　　3、 固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝

　　4、 時效：合金經(jīng)固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時，其性能隨時間而變化的現(xiàn)象。

　　5、 固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型

　　6、 時效處理：在強化相析出的溫度加熱并保溫，使強化相沉淀析出，得以硬化，提高強度

　　7、 淬火：將鋼奧氏體化后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)全部或一定的范圍內(nèi)發(fā)生馬氏體等不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝

　　8、 回火：將經(jīng)過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當(dāng)溫度保持一定時間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝

　　9、鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習(xí)慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應(yīng)用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

　　10、調(diào)質(zhì)處理quenching and tempering：一般習(xí)慣將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200—350之間。

　　11、 釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝

　　熱處理 - 熱處理工藝的特點

　　金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。

　　為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。

　　熱處理 - 變形預(yù)防

　　精密復(fù)雜模具的變形原因往往是復(fù)雜的，但是我們只要掌握其變形規(guī)律，分析其產(chǎn)生的原因，采用不同的方法進行預(yù)防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控制的。一般來說，對精密復(fù)雜模具的熱處理變形可采取以下方法預(yù)防。

　　(1)合理選材。對精密復(fù)雜模應(yīng)選擇材質(zhì)好的微變形模具鋼(如空淬鋼)，對碳化物偏析嚴(yán)重的模具鋼應(yīng)進行合理鍛造并進行調(diào)質(zhì)熱處理，對較大和無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細(xì)化熱處理。

　　(2)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對稱，對于變形較大模具要掌握變形規(guī)律，預(yù)留加工余量，對于大型、精密復(fù)雜模具可采用組合結(jié)構(gòu)。

　　(3)精密復(fù)雜模具要進行預(yù)先熱處理，消除機械加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

　　(4)合理選擇加熱溫度，控制加熱速度，對于精密復(fù)雜模具可采取緩慢加熱、預(yù)熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。

　　(5)在保證模具硬度的前提下，盡量采用預(yù)冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

　　(6)對精密復(fù)雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加熱淬火和淬火后的深冷處理。

　　(7)對一些精密復(fù)雜的模具可采用預(yù)先熱處理、時效熱處理、調(diào)質(zhì)氮化熱處理來控制模具的精度。

　　（8）在修補模具砂眼、氣孔、磨損等缺陷時，選用冷焊機等熱影響小的修復(fù)設(shè)備以避免修補過程中變形的產(chǎn)生。

　　另外，正確的熱處理工藝操作(如堵孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介質(zhì)中的運動方向等)和合理的回火熱處理工藝也是減少精密復(fù)雜模具變形的有效措施。

　　熱處理 - 新技術(shù)

　　金屬材料在固態(tài)下經(jīng)加熱、保溫和冷卻，以改善材料性能的工藝。飛行器制造中，熱處理可以改善毛坯的切削加工性、鈑金件的成形性和材料的機械、物理和化學(xué)性能，使零件具備設(shè)計要求的性能。熱處理還可以消除零件和焊接件中的有害殘余應(yīng)力，穩(wěn)定零件的尺寸。飛行器制造中，除應(yīng)用一般機械制造業(yè)中常用的熱處理工藝外，還采用一些特殊的熱處理工藝和設(shè)備。

　　微變形淬火 　飛行器的零構(gòu)件經(jīng)過淬火會發(fā)生較大的變形,在淬火后還需要校正。這不僅耗費時間,降低生產(chǎn)率，而且變形過大的零件因無法校正而成為廢品。高強度鋼制造的飛機起落架、翼梁等常采取等溫淬火和低溫回火的微變形淬火技術(shù)。等溫淬火是將高溫加熱和保溫后的零件迅速轉(zhuǎn)移到溫度約為180～350C的熔鹽爐內(nèi)保溫0.25～1.0小時,然后在空氣中冷卻(見圖)。等溫淬火不僅可以顯著地減小零件在淬火時的變形，而且改變等溫溫度可以在一定的范圍內(nèi)凋節(jié)鋼的強度、塑性和韌性，以達(dá)到設(shè)計要求的數(shù)值。高強度鋁合金的蒙皮、隔框等鈑金件用聚醚、聚二醇水溶液等代替水作淬火介質(zhì)可以明顯地減小鋁合金鈑金件的淬火變形。使用專用淬火夾具也能有效地防止淬火零件的變形。

　　熱處理

　　真空熱處理 　將零件置于真空室內(nèi)加熱、保溫和冷卻，以提高零件表面層的性能和質(zhì)量。壓氣機的鈦合金葉片經(jīng)真空退火可以除去表面層中的氫，避免氫脆。飛行器儀表中的軟磁體經(jīng)過高溫真空退火可以有效地提高導(dǎo)磁率和減小矯頑力。真空熱處理還用于發(fā)動機中的不銹鋼和耐熱鋼零件。

　　保護氣氛熱處理 　飛機起落架、某些固體火箭發(fā)動機的殼體等超高強度鋼零件,在空氣電爐中熱處理時,極易發(fā)生表面氧化和脫碳，降低表面層的強度和硬度，縮短疲勞壽命。鈦合金零件在高溫空氣電爐中加熱時，表面吸氧，使合金脆化。熱處理時向爐內(nèi)通入中性氣體或惰性氣體，或在零件表面上涂敷保護涂料，或兩者并用，可以保證飛行器零件的表面層質(zhì)量。

　　化學(xué)熱處理 　金屬零件在一定介質(zhì)中加熱到一定溫度后保溫，使介質(zhì)中某種元素滲入零件表面層，以改變零件表面成分和組織，使之獲得特殊要求的性能。如航空發(fā)動機傳動齒輪、尾軸的滲碳，發(fā)動機渦輪軸的滲氮處理等，其目的是提高表面層硬度，增加耐磨性和提高疲勞強度。對于用高溫合金制造的發(fā)動機渦輪盤、導(dǎo)向葉片等零件，也可在零件表面滲鋁、鋁-鉻或鋁-硅共滲，以提高抗氧化性和耐蝕性。

　　百度百科里有詳細(xì)介紹的。