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金屬熱處理是一種常見的金屬材料加工工藝，目的是在不破壞金屬材料形狀的前提之下，通過改變材料表面化學成分或內(nèi)部顯微結(jié)構，從而提升材料某些方面的性能。顧名思義，熱處理是以溫度控制為手段的，工藝流程一般 包括加熱、保溫和冷卻三個環(huán)節(jié)。早在公元前六世紀,鋼鐵冶煉技術被人類發(fā)明并得到普遍推廣。那時候，人們就已經(jīng)開始使用簡單的熱處理工藝，以增加鋼鐵材料的硬度。隨著相關科學理論的不斷完善，近年來，這種金屬材料加工工藝得到了更大的發(fā)展。其中最常用的手段被稱為“四把火”。熱處理工藝中的“四把火”，這是四種不同處理方法的總稱，依次分別是退火、正火、淬火和回火。因為都帶一個“火”字，所以合稱“四把火”。這“四把火”都與金屬材料加熱后的冷卻處理有關，但因為冷卻的方法和媒介不同而有所區(qū)別。

退火

當金屬加熱到適宜溫度以后，先保溫達到足夠的時間，保溫時間的長短是根據(jù)材料性質(zhì)和工件的形狀、尺寸來決定的，然后再進行緩慢冷卻，這種方法稱為退火。經(jīng)過退火處理的金屬材料，硬度降低，切削加工性得到改善，殘余應力被.消除，在加工過程中不容發(fā)生變形或出現(xiàn)裂紋。

正火

正火，又稱常化，其過程與退火類似，只是冷卻時需將工件放置在空氣中,或?qū)ζ溥M行噴水、噴霧、吹風等手段輔助冷卻。對金屬材料進行正火處理，也可以起到去除內(nèi)應力和改善切削工藝的效果,只是得到的材料硬度更大、組織更細。退火和正火通常都作為改善材料性能的預備熱處理，但對一-些要求不太高的材料，正火也可以作為最終熱處理而使用。

淬火

將工件加熱保溫，使之全部或部分奧氏體1化以后，借助水、油或其它無機鹽、有機水溶液作為介質(zhì)，對金屬進行快速冷卻處理的工藝稱為淬火。淬火可以大大提高工件硬度，尤其是表面淬火技術，因工件氧化和脫碳量較少，常被應用在機床主軸和齒輪的加工制造當中。但經(jīng)過淬火后的金屬材料通常脆性也會增加，需要及時進行下一步回火工序。

回火

回火是將淬火后的工件重新加熱到低于下臨界溫度范圍以內(nèi)的某一合適溫度，然后放置在高于室溫而低于650C的環(huán)境內(nèi)長時間保溫，最后進行冷卻。這一工序可以有效降低鋼件脆性，提高其延性和韌性。回火與淬火經(jīng)常配合使用，淬火后的工件如果進行高溫回火工藝，整個過程統(tǒng)稱為調(diào)質(zhì)處理;如果在略高于室溫的環(huán)境下進行回火，則把整個過程統(tǒng)稱為時效處理。復雜熱處理除簡單的“四把火”外，熱處理工藝還經(jīng)常與其他工藝結(jié)合使用，形成更復雜的熱處理工藝，以達到更好的加工效果。如在對材料進行熱處理的流程中，加入了壓力加工形變這道工序，這樣的結(jié)合可以很好地增強工件強度和韌性，這種.方法稱為形變熱處理。如把熱處理過程置于負壓氣氛或真空環(huán)境中進行，將有效避免工件發(fā)生氧化、脫碳等現(xiàn)象，處理出來的工件表面光潔，性能也有所提升，這種處理方法稱為真空熱處理。如在加熱過程中，使用不同介質(zhì)給工件表層摻入碳、氮、硼等元素，以改變工件表面的化學成分，這種方式稱為化學熱處理。