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關于熱處理工藝中的時效和時效處理固溶與固溶處理

2018-5-10

來源:未知

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淬火合金的強度和硬度隨時間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，叫做時效。室溫下進行的時效叫自然時效，在一定溫度下進行的時效叫人工時效。
　　時效處理
　　指金屬或合金工件(如低碳鋼等)經(jīng)固溶處理，從高溫淬火或經(jīng)過一定程度的冷加工變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講，經(jīng)過時效，硬度和強度有所增加，塑性韌性和內(nèi)應力則有所降低。含碳較高的鋼，淬火后立即獲得很高的硬度，但其塑性變得很低。而鋁合金淬火后，強度或硬度并不立即達到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。經(jīng)相當長時間(例如4~6晝夜)的室溫放置后，這種淬火合金的強度與硬度顯著提高，而塑性則有所下降。
　　時效處理指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。
　　基本原理
　　為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構(gòu)件進行時效處理，以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。
　　時效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度或室溫放置，其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的時效處理工藝，稱為人工時效處理。若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現(xiàn)象，稱為自然時效處理。第三種方式是振動時效，從80年代初起逐步進入使用階段，振動時效處理在不加熱也不像自然時效那樣費時的情況下，給工件施加一定頻率的振動使其內(nèi)應力得以釋放，從而達到時效的目的。時效處理的目的，消除工件的內(nèi)應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能等。
　　固溶
　　所謂固溶處理，是指將合金加熱至第二相能全部或******限度地溶入固溶體的溫度，保持一段時間后，以快于第二相自固溶體中析出的速度冷卻，獲得過飽和固溶體的過程。
　　固溶處理的主要目的是改善鋼或合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準備等。
　　固溶處理是材料科學實驗中一種非常常見的加工處理工藝。
　　由固溶可得到固溶體。
　　目的

　　主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準備等。
　　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，消除應力與軟化，以便繼續(xù)加工或成型。
　　適用
　　多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。
　　尤其適用:
　　1.熱處理后須要再加工的零件。
　　2.消除成形工序間的冷作硬化。
　　3.焊接后工件。
　　固溶處理是為了溶解基體內(nèi)碳化物、γ'相等以得到均勻的過飽和固溶體，便于時效時重新析出顆粒細小、分布均勻的碳化物和γ'等強化相，同時消除由于冷熱加工產(chǎn)生的應力，使合金發(fā)生再結(jié)晶。其次，固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度，以保證合金高溫抗蠕變性能。固溶處理的溫度范圍大約在980~1250℃之間，主要根據(jù)各個合金中相析出和溶解規(guī)律及使用要求來選擇，以保證主要強化相必要的析出條件和一定的晶粒度。對于長期高溫使用的合金，要求有較好的高溫持久和蠕變性能，應選擇較高的固溶溫度以獲得較大的晶粒度;對于中溫使用并要求較好的室溫硬度、屈服強度、拉伸強度、沖擊韌性和疲勞強度的合金，可采用較低的固溶溫度，保證較小的晶粒度。高溫固溶處理時，各種析出相都逐步溶解，同時晶粒長大;低溫固溶處理時，不僅有主要強化相的溶解，而且可能有某些相的析出。對于過飽和度低的合金，通常選擇較快的冷卻速度;對于過飽和度高的合金，通常為空氣中冷卻。

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