金屬熱處理系列——“四把火”
熱處理的歷史淵源
早在商代，就已經有了再結晶退火的金箔飾物。公元前770～前222年，中國人在生產實踐中就已發現，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而 變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農具的重要工藝。
公元前六世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發展。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經過淬火的。
隨著淬火技術的發展，人們逐漸發現淬冷劑對淬火質量的影響。中國出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%，而表面含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝。但當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發展很慢。
1863年，英國金相學家和地質學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內部會發生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉變為一種較硬的相。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現代熱處理工藝初步奠定了理論基礎。與此同時，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對金屬的保護方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。
1850～1880年，對于應用各種氣體(諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等)進行保護加熱曾有一系列專利。1889～1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。
二十世紀以來，金屬物理的發展和其它新技術的移植應用，使金屬熱處理工藝得到更大發展。一個顯著的進展是1901～1925年，在工業生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳 ；30年代出現露點電位差計,使爐內氣氛的碳勢達到可控，60年代，熱處理技術運用了等離子場的作用，發展了離子滲氮、滲碳工藝 ；激光、電子束技術的應用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學熱處理方法。
今天，主要來談談熱處理的“四把火”——退火、正火、淬火、回火
定義
退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，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，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中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。
回火，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系密切，常常配合使用，缺一不可。
1 鋼的退火
退火是生產中常用的預備熱處理工藝。大部分機器零件及工、模具的毛坯經退火后，可消除鑄、鍛及焊件的內應力與成分的組織不均勻性；能改善和調整鋼的力學性能，為下道工序作好組織準備。對性能要求不高、不太重要的零件及一些普通鑄件、焊件，退火可作為最終熱處理。
鋼的退火是把鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。退火的目的在于均勻化學成分、改善機械性能及工藝性能、消除或減少內應力并為零件最終熱處理作好組織準備。
鋼的退火工藝種類頗多，按加熱溫度可分為兩大類：
一類是在臨界溫度（Ac3或Ac1）以上的退火，也稱為相變重結晶退火。包括完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火和擴散退火等；
另一類是在臨界溫度（Ac1）以下的退火，也稱低溫退火。包括再結晶退火、去應力和去氫退火等。
按冷卻方式可分為連續冷卻退火及等溫退火等。
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