時(shí)效熱處理是鍛件熱處理工藝的一種分類，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(guò)一定程度的冷加工變形后，在較高的溫度或室溫放置保持其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。一般地講，經(jīng)過(guò)時(shí)效，硬度和強(qiáng)度有所增加，塑性韌性和內(nèi)應(yīng)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(qiáng)度或硬度并不立即達(dá)到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間（例如4~6晝夜）的室溫放置后，這種淬火合金的強(qiáng)度與硬度顯著提高，而塑性則有所下降。這種淬火合金的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，叫做時(shí)效。室溫下進(jìn)行的時(shí)效叫自然時(shí)效，在一定溫度下進(jìn)行的時(shí)效叫人工時(shí)效。 時(shí)效處理是把材料有意識(shí)地在室溫或較高溫度存放較長(zhǎng)時(shí)間，使之產(chǎn)生時(shí)效工藝。
中文名 時(shí)效處理
外文名 Aging treatment
屬 類 科技名詞
目 的 消除內(nèi)應(yīng)力
分 類 自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種
簡(jiǎn)介
為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)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(shí)，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時(shí)效。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。
時(shí)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(shí)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(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工藝，稱為人工時(shí)效處理。若將工件放置在室溫或自然條件下長(zhǎng)時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理。第三種方式是振動(dòng)時(shí)效，從80年代初起逐步進(jìn)入使用階段，振動(dòng)時(shí)效處理在不加熱也不像自然時(shí)效那樣費(fèi)時(shí)的情況下，給工件施加一定頻率的振動(dòng)使其內(nèi)應(yīng)力得以釋放，從而達(dá)到時(shí)效的目的。時(shí)效處理的目的，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能等。
在機(jī)械生產(chǎn)中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長(zhǎng)期放置，然后才進(jìn)行切削加工。這種措施也被稱為時(shí)效。但這種時(shí)效不屬于金屬熱處理工藝。
發(fā)展簡(jiǎn)史
20世紀(jì)初葉，德國(guó)工程師A.維爾姆研究硬鋁時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種合金淬火后硬度不高，但在室溫下放置一段時(shí)間后，硬度便顯著上升，這種現(xiàn)象后來(lái)被稱為沉淀硬化。這一發(fā)現(xiàn)在工程界引起了極大興趣。隨后人們相繼發(fā)現(xiàn)了一些可以采用時(shí)效處理進(jìn)行強(qiáng)化的鋁合金、銅合金和鐵基合金，開(kāi)創(chuàng)了一條與一般鋼鐵淬火強(qiáng)化有本質(zhì)差異的新的強(qiáng)化途徑——時(shí)效強(qiáng)
化。
生產(chǎn)工藝
絕大多數(shù)進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化的合金，原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上升而增大。在時(shí)效處理前進(jìn)行淬火，就是為了在加熱時(shí)使盡量多的溶質(zhì)溶入固溶體，隨后在快速冷卻中溶解度雖然下降，但過(guò)剩的溶質(zhì)來(lái)不及從固溶體中分析出來(lái)，而形成過(guò)飽和固溶體。為達(dá)到這一目的而進(jìn)行的淬火常稱為固溶熱處理。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)研究證實(shí)，時(shí)效強(qiáng)化的實(shí)質(zhì)是從過(guò)飽和固溶體中析出許多非常細(xì)小的沉淀物顆粒(一般是金屬化合物，也可能是過(guò)飽和固溶體中的溶質(zhì)原子在許多微小地區(qū)聚集)，形成一些體積很小的溶質(zhì)原子富集區(qū)。
在時(shí)效處理前進(jìn)行固溶處理時(shí)，加熱溫度必須嚴(yán)格控制，以便使溶質(zhì)原子能限度地固溶到固溶體中，同時(shí)又不致使合金發(fā)生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進(jìn)行人工時(shí)效處理，必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，才能得到比較理想的強(qiáng)化效果。生產(chǎn)中有時(shí)采用分段時(shí)效，即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時(shí)間，然后在更高的溫度下再保溫一段時(shí)間。這樣作有時(shí)會(huì)得到較好的效果。
馬氏體時(shí)效鋼淬火時(shí)會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，形成馬氏體。馬氏體就是一種過(guò)飽和固溶體。這種鋼也可采用時(shí)效處理進(jìn)行強(qiáng)化。
低碳鋼冷態(tài)塑性變形后在室溫下長(zhǎng)期放置，強(qiáng)度提高，塑性降低，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械時(shí)效。
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