金属材料答案(金属材料的基本知识)

1.金属材料的基本知识

金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。

包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 （注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）意义：人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。

继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。

种类：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%~4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金 不锈钢、精密合金等。

广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。

有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。

其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。 性能：一般分为工艺性能和使用性能两类。

所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。

由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。

金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。

金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。

外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。

2.金属材料的基本知识

金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。

所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温，常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。

1 铸造性 金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小。 偏析是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件的可靠性愈小。

2 切削加工性 金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力，也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。 通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性。

3 焊接性 焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。它包括两个方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。 点击下列链接，了解更多焊接知识！ 一张图看懂金属材料焊接（上）——焊接基础 一张图看懂金属材料焊接（下）——焊接材料型号 焊接材料选用表，千万别错过，必须收藏！ 最先进的焊接技术工艺汇总 新型焊接技术，前景不可限量

4 可锻性 可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。 它实际上是金属塑性好坏的一种表现，金属材料塑性越高，变形抗力就越小，则可锻性就越好。 可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。

5 冲压性 冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、孟、壶等日用品。 为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。

6 顶锻性 顶锻性是指金属材料承受打铆、徽头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性，是用顶锻试验测定的。

7 冷弯性 金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能，称为冷弯性。 出现裂纹前能承受的弯曲程度（弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小）愈大，则材料的冷弯性能愈好。

8 热处理工艺性 热处理是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，以改变金属或合金的内部组织，而得到所需性能的一种工艺操作。 热处理工艺性就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。

3.金属材料的基本知识

金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。

所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。

金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温，常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。

金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。

金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。

1 铸造性 金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。

流动性是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小。

偏析是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件的可靠性愈小。 2 切削加工性 金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力，也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。

通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性。 3 焊接性 焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。

它包括两个方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。

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可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。 5 冲压性 冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。

许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、孟、壶等日用品。 为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。

6 顶锻性 顶锻性是指金属材料承受打铆、徽头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性，是用顶锻试验测定的。

7 冷弯性 金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能，称为冷弯性。 出现裂纹前能承受的弯曲程度（弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小）愈大，则材料的冷弯性能愈好。

8 热处理工艺性 热处理是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，以改变金属或合金的内部组织，而得到所需性能的一种工艺操作。 热处理工艺性就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。

4.金属材料与热处理（第五版）习题册参考答案

金属材料与热处理习题册答案1. 1成分 组织 热处理 性能 2. 光泽 延展性 导电性 导热性 合金 3. 成分 热处理 性能 性能 思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。

对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常 金属材料与热处理习题册答案 绪论 填空题 重要的指导意义。 第一章 金属的结构与结晶 填空题 1. 非晶体 晶体 晶体 2. 体心立方 面心立方 密排六方 体心立方 面心立方 密排六方 3. 晶体缺陷 间隙 空位 置代 刃位错 晶界 亚晶界 4. 无序 液态 有序 固态 5. 过冷度 6. 冷却速度 冷却速度 低 7. 形核 长大 8. 强度 硬度 塑性 9. 固 一种晶格 另一种晶格 10. 静 冲击 交变 11. 弹性 塑性 塑性 12. 材料内部 与外力相对抗 13. 内力 不同 14. 外部形状 内部的结构 判断题 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.* 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.* 12.√ 13.√ 14.* 15.√ 选择题 1. A 2.C B A 3.B 名词解释 1.答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2.答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。 3.答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。

4.答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力 思考与练习 1. 冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。

2.生产中常用的细化晶粒的方法有：增加过冷度、采用变质处理和采用变质处理等。金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好，所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。

3.(1)金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒 （2）铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒 （3）浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒 4.味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。 5.（略） 6.反复弯折处逐渐变硬，弯折越来越困难直至断裂。

原因是反复弯折使铁丝局部塑性变形量增大，产生了变形强化的现象。 7.有。

因为切削加工中切屑分离的过程，实际上是刀具与被切削工件之间发生强烈挤压和摩擦的过程，在这一过程中，已加工表面和切屑都会发生塑性变形而产生加工硬化现象。切屑产生加工硬化现象会变得难以排出，已加工表面产生加工硬化现象会使后续加工变得困难。

第二章金属的性能 填空题 1.物理性能 化学性能 力学性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 2.静 塑性变形 断裂 3.屈服强度 抗拉强度ReL Rm 4.屈服强度（ReL） 条件屈服强度（Rp0.2） 5.31400N 53000N 6.永久性变形 伸长率（A） 断面收缩率（Z） 7.58% 76% 8.5 硬质合金7355.25 10~15 布氏 500 9.冲击 10.ReL Rm HRC A Z αk R —1 判断题 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.√ 12.√ 13.√ 14.√ 选择题 1.B 2.C 3.B 4.C 5.A 名词解释 1. 衡量材料抵抗塑性变形能力的指标。 2. 衡量材料抵抗断裂能力的指标。

3. 材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 4. 金属材料适应不同加工工艺方法的能力。

思考与练习 1.（略） 2. 材料 常用硬度测量法 硬度值符号 铝合金半成品 布氏硬度或洛氏硬度B标尺 HBW或HRB 一般淬火钢 洛氏硬度C标尺 HRC 铸铁 布氏硬度 HBW 表面氮化层 维氏硬度 HV 3.解：因是环形链条，故链条的截面积 S0=2（πd2/4）=2*(3.14*202/4)=628(mm2) Fm= Rm?S0=300*628=188400 (N) 由此可知该该链条能承受的最大载荷是188400N。 4.答：自行车的中轴在工作时主要受扭转载荷和交变载荷，故所用材料需要较高的硬度和强度；而自行车的链盒需要通过冲压成形故所用材料需要较好的塑性和韧性。

5.答：由于齿轮在工作时受交变载荷，而车床导轨所受为静载荷。故齿轮容易发生疲劳破坏。

第三章 铁碳合金 填空题 1.其它金属 非金属金 属特性 2.相 3.固溶体 金属化合物 混合物 4.间隙固溶体 置换固溶体 5.相互作用 金属特性 熔点 硬度 脆性 6.铁素体 奥氏体 渗碳体珠光体 莱氏体 7.铁素体 奥氏体 8.塑性 韧性 强度 硬度 9.铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 10.2.11% 0.77% 11.成分 状态 组织 温度 12.F A Fe3C P Ld L′d 13.0.0218%~2.11% 亚共析钢温 铁素体 珠光体 共析钢 珠光体 过共析钢 珠光体 二次渗碳体 14.铁素体 渗碳体 15.奥氏体 渗碳体 奥氏体 珠光体 珠光体 渗碳体 低温莱氏体 16.2.11% 特意加入的 17.硅 锰 硫 磷 硅 锰 硫 磷 18.0.25% 0.25%~0.6% 0.6% 19.结构钢 中碳钢 优质钢 20.工具 高碳 高级优质 判断题 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 。

5.有关金属材料的知识

金属材料介绍 金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。

工业上把金属和其合金分为两大部分： （ 1 ）黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。 （ 2 ）有色金属材料 —— 黑色金属以外的所有金属及其合金。

有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。 （二）非金属材料 非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。

（ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。

常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。 （ 2 ）耐火隔热材料。

耐火隔热材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。

（ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。

常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。 （ 4 ）陶瓷材料。

（二）非金属材料 非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。 （ 1 ）耐火材料。

耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。

（ 2 ）耐火隔热材料。耐火隔热材料又称为耐热保温材料。

常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。 （ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。

耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（ 4 ）陶瓷材料。 二、常用工程材料的性能和特点 （一）金属材料 1 、黑色金属 含碳量小于 2 . 11 %（重量）的合金称为钢，合碳量大于 2 . 11 %（重量）的合金称为生铁。

（ 1 ）钢及其合金的分类。 钢的力学性能决定于钢的成分和金相组织。

钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响。 在工程中更通用的分类为： l ）按化学成分分类。

可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。 2 ）按主要质量等级分类： ① 普通碳素钢、优质碳素钢和特殊质量碳素钢； ② 普通低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢； ③ 普通合金钢、优质合金钢和特殊质量合金钢。

（ 2 ）钢牌号的表示方法。按照国家标准《钢铁产品牌号表示方法》规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法，即： l ）牌号中化学元素采用国际化学元素表示。

2 ）产品名称、用途、特性和工艺方法等，通常采用代表该产品汉字的汉语拼音的缩写字母表示。 3 ）钢铁产品中的主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。

合金结构钢的牌号按下列规则编制。数字表示含碳量的平均值。

合金结构钢和弹簧钢用二位数宇表示平均含碳量的万分之几，不锈耐酸钢和耐热钢含碳量用千分数表示。平均含碳量 1.00 %时，不标合碳量，否则用千分数表示。

高速工具钢和滚珠轴承钢不标含碳量，滚珠轴承钢标注用途符号 “C” 。平均合金含量例：在钢的分类中 ， 优质钢是按照（ ）来分类的。

A. 化学成分 B. 用途 C. 冶炼质量 D. 冶炼方法 答案 ：C( 3 )工程中常用钢及其合金的性能和特点。 l ）碳素结构钢。

碳素结构钢生产工艺简单，有良好工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应，通常在热轧后使用。在桥梁、建筑、船舶上获得了极广泛的应用。

某些不太重要、要求韧性不高的机械零件也广泛选用。 2 ）低合金高强度结构钢。

低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有较高的韧性，同时有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。 3 ）合金结构钢。

合金结构钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件，一般为合金结构钢。

4 ）不锈耐酸钢。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛应用。

按不锈钢使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下： ① 铁素体型不锈钢。

铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。高铬钢有良好的抗高温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用。

高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。② 马氏体型不锈钢。

铬是钢中的主要合金元素。通常用在弱腐蚀性介质，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用温度小于或等于 580 ℃ 、通常作为受力较大的零件和工具的制作材料，由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

③ 奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铬和镍。

这类钢具有高的韧性、低的脆性转变温度、良好的耐蚀性和高温强度、较好的抗氧化性以及良好的压力加工和焊接性能。 ④ 铁素体 — 奥氏体型不锈钢。

⑤ 沉淀硬化型不锈钢。这类钢主要用于制造要求高强度和。

6.金属材料及热处理的基本知识是什么

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770~前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉（公元前206~公元24）中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0。15~0。

4%，而表面含碳量却达0。6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

1850~1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。 1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计，使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

7.金属热处理基础知识

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。

加热

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异，但一般都是加热到某特性转变温度以

上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，

使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。冷却

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。