Xử lý nhiệt là gì? Các công bố khoa học về Xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt là quá trình mà các vật liệu hoặc sản phẩm được tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc lạnh để thay đổi cấu trúc, tính chất và hiệu suất của chúng. Quá trình này thường được thực hiện trong một môi trường kiểm soát như lò nhiệt độ. Xử lý nhiệt được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm kim loại, nhựa, gốm sứ và thực phẩm. Các phương pháp xử lý nhiệt phổ biến bao gồm nhiệt luyện, nung nhiệt, làm mềm, tôi luyện và gắn kết nhiệt. Quá trình này có thể cải thiện độ cứng, đặc tính cơ học và khả năng chống ăn mòn của vật liệu, cũng như thay đổi cấu trúc tinh thể và tính chất hóa học của chúng.
Xử lý nhiệt có thể được chia thành ba giai đoạn chính: giai đoạn núi nhiệt, giai đoạn duy trì và giai đoạn làm nguội.

- Giai đoạn nung nhiệt: Trong giai đoạn này, vật liệu được đưa vào môi trường nhiệt độ cao để đạt được sự thay đổi cấu trúc mong muốn. Nhiệt độ và thời gian nung nhiệt được kiểm soát chính xác để đảm bảo quá trình xảy ra theo nhu cầu. Trong giai đoạn này, các quá trình như gia tăng độ cứng, tạo tưới tự nhiên, tăng độ dẻo và giảm căng thẳng có thể được thực hiện.

- Giai đoạn duy trì: Sau khi vật liệu đã đạt được nhiệt độ mong muốn, nó được duy trì trong môi trường nhiệt để cho phép các quá trình biến đổi cấu trúc xảy ra. Giai đoạn này có thể kéo dài từ vài giây đến vài giờ, tùy thuộc vào vật liệu và quá trình xử lý nhiệt cụ thể.

- Giai đoạn làm nguội: Sau khi giai đoạn duy trì kết thúc, vật liệu được làm nguội dần để ổn định cấu trúc và tính chất của nó. Quá trình làm nguội cần được kiểm soát chính xác để tránh các biến đổi cấu trúc không mong muốn và giữ được tính đồng đều trên toàn bộ vật liệu.

Các quá trình xử lý nhiệt phụ thuộc vào loại vật liệu và mục tiêu mong muốn của việc xử lý. Một số phương pháp xử lý nhiệt phổ biến bao gồm nung nhiệt, làm mềm, tôi luyện, nhiệt luyện và gắn kết nhiệt. Mỗi phương pháp này có ứng dụng và quy trình xử lý riêng biệt được chọn dựa trên yêu cầu cụ thể của vật liệu và sản phẩm cuối cùng.
Dưới đây là một số phương pháp xử lý nhiệt phổ biến hơn:

1. Nhiệt luyện: Đây là quá trình tạo ra các biến đổi cấu trúc trong kim loại bằng cách nung nó ở một nhiệt độ cao và sau đó làm nguội nhanh chóng. Quá trình này khá phức tạp và được sử dụng để cải thiện độ cứng, độ dẻo và khả năng chống mài mòn của kim loại. Nhiệt luyện có thể có thêm các giai đoạn như đoạn định hình, đoạn làm mềm và đoạn làm bền.

2. Nung nhiệt: Đây là quá trình đưa vật liệu vào nhiệt độ cao để làm cho cấu trúc của nó thay đổi. Nung nhiệt có thể được sử dụng để làm tăng độ mềm dẻo của vật liệu, tăng sự cứng và độ bền, tạo ra các cấu trúc tinh thể mới và loại bỏ các tác nhân gây mỏi và tác nhân ngoại lai khác.

3. Tôi luyện: Đây là quá trình làm nóng và làm nguội vật liệu ở một hoặc nhiều nhiệt độ quy định theo một lịch trình nhiệt chính xác. Tôi luyện thường được sử dụng để làm mềm và giảm độ cứng của các vật liệu như thép. Quá trình này cũng có thể tạo ra các cấu trúc tinh thể mới và cải thiện tính chịu mài mòn.

4. Gắn kết nhiệt: Đây là quá trình kết dính hai hoặc nhiều phần của vật liệu sử dụng nhiệt độ cao. Gắn kết nhiệt được thực hiện bằng cách đưa các phần của vật liệu vào tiếp xúc với nhau và nung chúng ở một nhiệt độ cao để làm cho chúng kết dính với nhau.

5. Làm mềm: Quá trình này nhằm làm giảm độ cứng và độ mỏi của vật liệu. Làm mềm thường được áp dụng trên các kim loại như nhôm, đồng hay thép để gia tăng tính dẻo và giảm độ cứng của chúng.

Mỗi phương pháp xử lý nhiệt sẽ có ứng dụng riêng tùy thuộc vào loại vật liệu, mục tiêu mong muốn và yêu cầu kỹ thuật cụ thể của từng ngành công nghiệp.