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1、基本热处理只有热作用对材料组织性能起决定性影响，没有成分、形状尺寸变化按热处理过程中主要的固态转变来分：退火 使材料由非平衡状态向平衡状态转变的过程均匀化退火对 象：铸锭和铸件，固态转变：高温扩散回复与再结晶退火对 象：冷变形或有严重内应力的金属及其合金固态转变：回复与再结晶基于固态相变的退火对 象：有固态相变的金属及其合金固态转变：固态相变（如钢铁的珠光体转变）淬火 建立亚稳态的过程（把高温状态快冷保留到室温）基体无多型性转变的淬火 对 象：基体金属固态无多型性转变的材料 （Al、Cu 等大多数有色合金） 固态转变： 固溶处理 基体有多型性转变的淬火 对 象：基体金属固态有多型性转变的材料
2、（钢铁） 固态转变：马氏体相变时效与回火使淬火获得的亚稳态逐渐向平衡态转变的趋近过程时效 对 象：基体金属固态无多型性转变的材料（Al、Cu 等大多数有色合金） 固态转变： 固溶体脱溶回火 对 象：基体金属固态有多型性转变的材料 （钢铁）固态转变：马氏体分解化学热处理热处理过程中，热、化学的共同作用，有机结合，改变材料表面成分，使材料表面组织性能明显变化。对 象：表面层需要特殊性能的工件固态转变：高温扩散，化学反应如低碳钢的渗碳和调质钢的氮化形变热处理实际上，是变形加工和热处理的有机组合。热、形变共同作用，有机结合，使材料组织性能趋于更佳，更加充分发挥材料潜力。对 象：热处理可强化的材料（时效
3、强化型合金）固态转变：形变对固态相变的影响如铝合金的预形变热处理均匀化处理的对象是铸锭或铸件均匀化处理的目的是，有利于铸锭或铸件的后续冷、热加工或热处理提高塑性，降低变形抗力；减小淬火出现过热、过烧的可能性。有利于铸锭的加工制品或铸件的最终使用性能提高耐蚀性能；防止层状组织，减弱材料各项异性；提高组织稳定性，防止蠕变导致材料形状大小改变；提高强度、塑性。 （铸件均匀化与固溶处理可以合并）（3)均匀化处理的原因是，铸造过程中，非平衡凝固导致成分不均匀和非平衡凝固组织效应（非平衡组织、粗大析出相、淬火效应等） 。性能不均匀、塑性差、变形抗力大以及耐蚀性差。（4)均匀化处理过程中主要固态相变是高温扩
4、散还伴随第二相粗化和球化、溶解与析出、晶粒长大等，使组织趋于平衡态。冷却过程过饱和固溶体脱溶需防止晶间析出（过慢）和淬火效应（过快） ；需控制冷速，促使晶内析出且趋于平衡。均匀化退火后的组织变化（理想）枝晶偏析消除，成分均匀化;非平衡相消失，过剩相减少;非平衡组织平衡化（相转变） ，亚稳相消失，平衡第二相球化和聚集，块状、网状第二相消失;过饱和固溶体分解；晶粒长大均匀化退火后组织状况：组织均匀，无网、块状粗大相，不溶相呈球状（分布于晶界） ，弥散相均布于晶内，晶粒可能有所长大（1)均匀化退火的应用均匀化退火不论对于铸件，还是对于铸锭，都是十分重要的，但它也有其不利的一面：费时耗能，经济效益差；
5、温度高、时间长，易带来变形、吸气、氧化等问题，也过热、过烧；有的材料会强度下降，这对于要求高强的材料是不利的。因此，是否进行均匀化退火应视具体问题具体分析。（2)均匀化退火的选择在实际生产中，是否进行均匀化退火，主要是根据合金本性、铸造方法以及产品使用性能的要求来选择合金本性 易产生偏析，组织不均，塑性差，残余应力大者如：铝合金：除纯铝、低合金化的软铝外，几乎都需要；镁合金：含 Al、Zn 的，易偏析，需要；铜合金：除锡磷青铜、普通白铜、锌白铜等外，其它一般不需要；钢铁：钢铁一般不需要，但易切削钢（防硫偏聚） 、高合金钢或其它有重要特殊用途的钢需要均匀化退火，通常先热锻再退火。镁合金、 铜合金
6、、钢铁等通常需在保护性气氛或真空中进行。铸造方法 在工业条件下，冷却速度较大的铸造方法，更易产生严重的偏析，出现非平衡组织产品性质 （举三例）需要保持挤压效应的，不需要均匀化退火挤压效应：挤压效应现象对于热处理可强化铝合金（尤其是含 Cr、Mn、Ti 等元素合金化的） ，与其它（如轧、锻等）方法加工的制品相比，挤压制品的强度明显较高，这一现象称为挤压效应挤压效应实质形变热处理导致的组织强硬化效应挤压效应机理含 Cr、Mn、Ti 等元素合金化的热处理可强化铝合金中可形成Al7Cr、Al 6Mn、Al 3Ti 等金属间化合物，它们可以稳定位错、亚晶界等亚结构，挤压过程中，与其它（如轧、锻等）方法加
7、工的制品相比，更易形成位错、亚晶界等亚结构，有利于实现高温形变热处理， 在淬火后的时效过程中可促使第二相分布均匀。均匀化退火会消除挤压效应原因： Al7Cr、Al 6Mn、Al 3Ti 等金属间化合物可能会溶解、或粗化，不利于稳定位错、亚晶界等亚结构，在挤压过程中也会消失，难以起到在淬火后的时效过程中可促使第二相分布均匀的作用 。需要防止晶粒异常粗大的（Al-Mn 系合金） ，需要均匀化退火Al-Mn 系合金为热处理不可强化铝合金，其产品使用状态加工态或退火态，Mn 可以明显地提高 Al 的再结晶温度，Mn 容易不均匀， Mn 不均匀，会导致加工后退火再结晶晶粒分布不均匀，个别异常粗大。606
8、3 型材氧化着色，需要均匀化退火6063 常用作建筑型材，为了美观需氧化着色，需提高表面质量、也需表面化学性质均匀，必需进行均匀化退火均匀化退火的工艺规程的制定原则均匀化退火的主要工艺参数是加热温度和保温时间，其次是加热速度和冷却速度加热温度为了提高扩散速率，加速均匀化过程，提高均匀化效果，应尽可能地提高均匀化退火温度，但必须防止温度太高，而引起过热、过烧、氧化、吸气、变形等问题，因此，通常，经验上， T 均 =（0.90.95）Tm （ Tm 铸锭实际开始熔化的温度，低于固相线）理论上，可以由相图给出I选择非平衡固相线以下，尽可能高（低温均匀化（扩散）退火）II选择平衡固相线以下，尽可能高（
9、高温均匀化（扩散）退火）I+II先在 I 的温度下均匀化，在到 II 的温度下均匀化， （分级均匀化（扩散）退火）低温均匀化退火 保险，不会出现过烧，过热、氧化、吸气、变形等问题也不严重，但难以达到组织均匀化的目的，即使能达到，也需极长的时间，对生产不利。高温均匀化退火 冒险，但均匀化效果好。温度高有利于长程扩散，速度快，时间短，生产效益好。但易出现过热、过烧、氧化、吸气、变形等问题。大多数合金是不可以进行高温均匀化退火，易氧化、吸气者更加不可以，铝合金由致密的表面氧化膜，可以，但也要慎重分级均匀化退火 通过低温均匀化可以降低高温均匀化时过烧的可能性，而高温均匀化又可加速均匀化。兼有低温均匀化
10、退火和高温均匀化退火的优点，但麻烦。镁合金多采用分级加热工艺来实现均匀化。加热速度和冷却速度加热 以不开裂、不大变形、不产生大裂纹为原则，可快，可慢、也可分级加热。几乎所有的热处理的加热速率控制原则都如此。冷却 不宜快，也不宜慢太慢，则会产生粗大相，且第二相析出不均匀，易沿晶界析出，甚至呈链、带、网状分布，达不到均匀化退火的目的太快，则会产生淬火效应，后续变形抗力大，达不到均匀化退火的目的但也需具体问题具体分析，6063 型材生产的均匀化退火，通常需要快冷（风冷） ，甚至需要水冷。原因在于：均匀化的目的是改善表面质量和表面着色的均匀性，快冷有利于氧化着色。 6063 还有一个特点均匀化退火后快
11、冷和慢冷后的加工变形抗力相差不太大。但是，慢冷，（Mg 2Si）相粗大，且沿晶分布，在后续加工和热处理时不易溶解，均匀化，影响着色。只有快冷， （Mg2Si）相细小，且分布均匀，有利于最后的着色。（2)回复与再结晶退火的目的是，提高塑性，降低变形抗力，有利于变形材料继续的后续加工有利于加工制品的最终使用性能退火去内应力；制造强度和塑性配合良好的半硬制品；提高弹性极限（铜合金的低温退火硬化现象） ；提高耐蚀性和组织稳定性。（3)回复与再结晶退火处理的原因是:随着冷变形程度增大，加工硬化，变形抗力增大，塑性降低；变形不均，导致内应力产生。（4)回复与再结晶退火过程中主要固态相变是:回复、再结晶与晶
12、粒长大在加热退火过程中组织变化冷变形储能使冷变形金属的自由能提高，这是加热过程中组织变化的驱动力。经回复、再结晶、晶粒长大等过程，完全再结晶的金属组织和性能恢复到平衡态。不完全的可能停留在中间阶段。冷变形金属加热时发生的基本过程如图所示， 回 复 储能降低，能量再分配， 主要是空位、位错等运动、重布的过程再 结 晶储能差消失，无结构、成分的改变，仅伴随着缺陷运动与消失，是一种组织变化。晶粒长大 晶粒以小吃大，即，界面能下降的过程。2)再结晶温度及其影响因素（1 ）定义（测定 T 再 时，建立一个统一的标准）T 再 不是一个物理常量（合金成分一定时，T 再 还与工艺过程参数有关） ，因此，涉及定
13、义问题。 退火时间 60 分钟，再结晶体积温度达 95的温度退火时间 60 分钟 ，再结晶晶粒开始出现的温度（习惯）再结晶门槛温度，变形程度在 6070以上，退火 12 小时（工业生产常用时间）的最低开始再结晶温度（有时需 7080，总之，是要大变形，通常用来表征金属再结晶温度（实际上为的最小值） ）再结晶过程与原子的扩散能力有关，而原子的扩散能力与所在温度和熔点之差有关。因此，再结晶温度与熔点之间有一定关系（它没有严格数学物理推导） ，苏联人博奇瓦尔总结了一个经验公式：对于工业纯金属 T 再 （0.3-0.4）T m (熔点，k)特别纯金属 T 再 （0.25-0.3）T m 单相合金 T
14、再 0.6 Tm （2 ）工艺制度选择加热温度和保温时间的选择，通常根据技术条件所需性能（退火目的）和合金本性来选择。不涉及到退火本质。 退火温度与合金本质有关a 、纯金属或单机合金通常以 T 再 为依据；b、 多相合金，除以 T 再 为依据外，害要考虑第二相的溶解和析出等；c、 晶粒较粗者，还要考虑温度对再结晶温度的影响。与性能要求有关如图所示选择。退火时间：一般选择为 1-2 小时（工业批量要求） ，取决与装炉量，工件尺寸，加热炉控制等情况。除了参考原则，具体的还要做实验。 加热速度与冷却速度加热速度：在保证不发生变形、裂纹或其他缺陷的情况下，最好采用快速加热a、 及时、节能、高效；b、
15、细晶，提高产品质量。冷却速度：取决与合金特性和性能要求： a、 纯铝和不可强化合金，空冷或水冷，冷却速度对组织性能影响不明显。b、 硬铝等热处理可强化者：要及冷以防止淬火效应。其他，Cu 需光亮退火目前多采用快速退火工艺（快速加热高温及时保温 再快冷）晶粒多，又来不及长大选择温度高与普通退火工艺的温度。同时又十分高效。1、 基本概念：淬火 高温快冷至低温，建立低温下的亚稳态，形成过饱和固溶体的过程。 两种情况有多型性和无多型性。时效（回火） 亚稳过饱和固溶体分解，时效与回火区别在于 基体转变与否？铝、铜、钛和钢铁 。2、工艺形式：大多数情况下淬火+ 时效，但是也存在仅有淬火（自然时效）和仅有时效（挤后冷即淬）的情况3、目的与应用：淬火（固溶处理） 获得过饱和固溶体： i、时效前的预处理； ii、冷加工前的中间处理，消除加工硬化
