化学设备热处理与防腐蚀

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热处理是将固态金属或合金，用适当的力式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的种上艺。

热处理在加热、保温和冷却过程中，钢的内部组织和性能都发生了变化，从而改变了其性能、通过热处理，可以充分发挥材料的性能潜力，提高零件质量，延长零件寿命，节省钢材热妊理包括普通热处理和表面热处理。

一般零件的生产工艺过程为：锻造一、预先热处理一粗加工一最终热处理一、精加工。

普通热处理

普通热处理包括退火、正火、淬火、回火等。

1.退火和正火

退火是将钢材加热到适当的温度，保温一定时间后缓慢冷却（炉冷、坑冷）。正火是将钢材加热到适当温度，保温一定时间后，在空气中冷却。它的主要特点是空冷，对于大型零件或在炎热地区，也可用风冷或喷雾冷却。

退火和正火属于预先热处理，能降低钢材硬度，以利于切削（比较适合的切削硬度为160、260HBS）；消除内应力，稳定尺寸，防止变形或开裂；消除偏析，均匀成分，为后道工序做准备。

正火比退火冷却速度稍快，得到的组织较细，强度硬度稍有提高；生产周期短，节约能量，操作简便。生产中优先采用正火工艺。

对力学性能要求不高的零件，可用正火作为最终热处理，不再进行淬火加回火。

2，淬火和回火

淬火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后在介质中快速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。钢的冷却分为水冷和油冷。水的冷却能力强，一般用于碳钢，称为水淬；油的冷却能力低，常用于合金钢，称为油淬。

淬火是一种很早就被应用的热处理工艺，淬火后的钢硬而脆，组织不稳定，而且有内应力，不能满足使用要求。因此淬火后必须回火。

回火是将零件加热到适当温度，保温一定时间后，以适当速度冷却到室温的热处理工艺。回火分为三类：低温回火、中温回火、高温回火。

低温回火的回火温度为150一250℃，目的是降低淬火应力，提高工件韧性，保证淬火后的高硬度和高耐磨性。适用于工具、模具和表面处理件。

中温回火的回火温度为350、500℃，可大大降低零件的内应力，提高弹性，降低硬度，适用于弹簧等弹性元件。

高温回火的回火温度为500、650℃，在生产中将淬火后再高温回火的复合热处理工艺称为调质，调质后得到的零件，具有良好的综合力学性能，可以完全消除钢制零件的内应力，获得较高的塑性和韧性，但硬度降低很多，广泛用于轴类、齿轮、连杆等受力复杂的零件

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表面热处理

化工设备与机械

在生产中，有很多零件要求表面和心部具有不同的性能，一般是表面硬度高，亻，较高的耐磨性和疲劳强度，而心部要求有较好的塑性和韧性。为满足这一要求，通常采用表处处理。

表面热处理方法有表面淬火和化学热处理。

1•表面淬火

表面淬火是仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺。为满足工件表层的高硬度、高耐磨性要求，表面淬火后一般进行低温回火；为满足对心部的塑性和韧性要求，表面淬火前一般进行调质。

2．化学热处理

化学热处理是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗人它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理可以提高工件表层的某些力学性能，如表层硬度、耐磨性、疲劳极限等；保护工件表面，提高工件表层的物理、化学性能，如耐高温、耐腐蚀性等。

按渗人的元素不同，化学热处理可分为：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属等。渗人元素介质可以是固体、液体和气体。

渗碳是将钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗人到钢表层的化学热处理工艺。渗碳适用于含碳量为0．10％、0，25％的低碳钢或低碳合金钢，经渗碳和淬火、低温回火后，可在零件的表层和心部分别获得高碳和低碳组织，使高碳钢和低碳钢的不同性能结合在一个零件上，从而满足了零件的使用性能要求。

渗氮、渗硼可使零件的表面硬度很高，显著提高零件的耐磨性和耐腐蚀性能；渗硫可提高减摩性；渗硅可提高耐酸性；也可以硫氮共渗；也可以碳、氮、硼三元素共渗。

、焊后热处理

焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理。一般规范为加热到200、350℃，保温2、6h。焊后消氢处理可加快焊缝及热影响区中氢的逸出，有效防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹。

在焊接过程中，由于加热和冷却不均匀，以及构件本身产生拘束或外加拘束，在焊接完成后，在构件中总会产生焊接应力。焊接应力会降低焊接接头区的实际承载能力，产生塑距变形，严重时，还会导致构件的破坏。

消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放人加热炉内，缓慢加热到定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却，用这种方法可以消除80％一的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢'、却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的

有些合金钢豺料在焊接以后，其焊接接头会出现淬硬组织，降低材料的力学性能。外，种淬硬0！0在焊接应力氢的作用下，能导致接、坏。热后，接头的：0相组织得到改善，可提高焊接接头的塑性、韧性，从而改善焊接接头的综合力学性能。