热处理工艺论文篇1

2时效热处理

Al-Cu-Mg-Ag合金经固溶热处理后形成过饱和固溶体，在人工时效过程中，微量Ag元素降低合金基体{111}A1面的层错能，促使Ag-Mg团簇和{111}A1面上聚集的Cu原子聚集(Cu原子在{111}A1面上发生偏聚，形成{111}A1面GP区)，成为Ω相的形核质点;同时过饱和固溶体中Cu原子易直接从{100}Al面上脱溶析出(形成Cu原子团的偏聚区，即{100}A1面GP区);随时效时间的延长，它们分别脱溶析出强化相Ω相和θ''''相;θ''''相和Ω相是亚稳相，在较高温度下最终转化为平衡相θ相。即Al-Cu-Mg-Ag合金的脱溶序列为:SSS(过饱和固溶体)Ag-Mg团簇Ω相θ相、SSSCu-Cu团簇GP区θ''''相θ相。时效过程中Ω相和θ''''相的密度和形态决定时效的效果，进而影响合金的性能。因此，可以通过改变时效工艺来改善Al-Cu-Mg-Ag合金的性能，常用的时效工艺有单级时效、多级断续时效、形变时效、应力时效等。

2．1单级时效单级时效是2000系铝合金常用的热处理制度，同时也是其它时效工艺的基础。Al-Cu-Mg-Ag合金的单级时效分为自然时效和人工时效。自然时效由于抑制了强化相Ω相的析出，合金的强度较低。单级人工时效促进了强化相Ω和θ''''相的析出，合金的强度较高。由于Al-Cu-Mg-Ag合金在较高的温度(165℃以上)时效时才会析出Ω相，且Ω相的尺寸随时效温度的升高而增加，过高的时效温度(250℃以上)更容易使Ω相和θ''''相粗化或者转化为θ相，对晶界也有所削弱，从而降低合金性能［21-22］。因此，Al-Cu-Mg-Ag合金单级人工时效，一般选择时效温度为160～200℃。但是高温短时间人工时效能够极大地提高合金的高温持久性能，对Al-5．06Cu-0．44Mg-0．3Mn-0．55Ag-0．17Zr合金［23］在高温(250℃)时效后在200℃/300MPa下进行持久试验，其峰值时效状态的持久寿命长达31h;而对应的165℃时效后的持久寿命小于16h。Al-Cu-Mg-Ag合金有很高的时效响应速度，且在相同条件下时效温度越高达到峰时效的时间也越短［23-25］，文献［23］中的合金在250℃下时效5min后就达到了峰值强度(σb=458MPa)。Al-Cu-Mg-Ag合金时效过程为单峰时效过程，即经过欠时效、峰时效和过时效阶段。欠时效态合金虽然析出相的密度没有达到最大值，但是析出相更加细小，使其有较高的强度，同时在高温使用时会发生二次强化相的析出，使其有很好的抗蠕变性和耐高温性［26］。峰时效态合金(达到峰时效的时间一般为4～10h)组织由大量Ω相和少量的θ''''相组成，析出相密度达到最大值，常温力学性能最好［4，27］，对于Al-4．83Cu-0．45Mg-0．50Ag-0．29Mn-0．12Zr合金［4］在165℃下时效6h后达到峰值强度σb=472MPa，σ0．2=455MPa，对应的伸长率为12．68%。过时效态合金，随着时效时间的延长合金的强化相逐渐粗化，强度有所下降。

2．2多级断续时效多级断续时效是Lumley等在研究Al-Cu-Mg-Ag合金的抗蠕变性时发现的，根据这一现象CSIRO公司发明了T6I6和T6I4等多级时效热处理技术;与单级人工时效(T6态)相比，除保留与T6态相同的性能外，由于θ''''相的析出密度得到提高，使Al-Cu-Mg-Ag合金的塑性得到提高［28-31］。Al-Cu-Mg-Ag合金的多级断续时效一般是三级时效。在第一级的高温欠时效(一般时效温度为160℃或185℃，时效时间≤2h)过程中，析出大量的Ω相和少量θ''''相，并随着时效时间的延长，析出相不断长大(同单级欠时效)。在第二级的低温时效(时效温度为室温或65℃)过程中，Ω相的析出受到抑制，而θ''''相继续析出。在第三级的较高温再时效(时效温度为150℃或165℃)过程中，Ω相和θ''''相同时析出长大，Ω相为主要强化相，θ''''相相对较少［28，31-33］。最后合金组织中析出大量的Ω相和θ''''相，使合金具有很好的强度和塑性。有时为了简化试验流程省去第二级的低温时效，合金也能获得较好的性能［28］。张坤等［29］对高纯Al-4．61Cu-0．47Mg-0．44Ag合金采用二级时效工艺，第一级采用185℃×30min预时效后水淬，然后进行150℃×25h较高温时效，该工艺明显缩短热处理周期，同时合金强度与T6态相当(σ0．2=420MPa左右)，伸长率却由8%升高到14%，使塑性得到显著改善。对于Al-5．3Cu-0．8Mg-0．5Ag-0．3Mn-0．15Zr合金［28，30］在185℃下欠时效2h后，当在较低的温度(65℃)下进行二次时效时，合金的硬度为151HV比T6态(185℃×4h)低10HV，伸长率为14%比T6态高1．4%;当在较高的温度(150℃)下进行二次时效时，合金的硬度为165HV、伸长率为13．8%，都高于T6态。对于Al-(4．8～4．9)Cu-(0．43～0．47)Mg-(0．30～0．39)Ag-0．15Zr合金［31-32］，先在160℃时效2h，然后在65℃下时效67～240h，二级低温时效对合金的硬度几乎没有影响，然后三级时效在160℃时效24h左右达到峰值硬度160HV左右，合金的性能和T6态(160℃×12h)相差不多。

2．3形变时效形变时效热处理将加工硬化和时效析出强化相结合以改善合金的性能。在固溶后时效前对合金进行预变形，增加合金组织中的位错密度，利用沉淀相在位错线上优先形核，增加沉淀相的形核率和析出相的密度，降低时效析出相的尺寸，改变合金在后续时效过程中的脱溶序列，进而改变合金的微观组织结构［34-35］。在传统的Al-Cu-Mg系铝合金的预变形时效过程中，由于预变形引入大量位错亚结构促进了非均匀形核的强化相θ''''的析出，使合金的强度得到显著提高［36］。但是形变时效(一般选择的预变形量为2%～6%)对Al-Cu-Mg-Ag合金性能的影响则较为复杂，这可能是由于合金成分、时效温度和时间以及预变形量的不同，导致析出的强化相θ和Ω相的密度和尺寸不同，进而影响合金的性能。陈瑞强等［37］发现Al-5．12Cu-0．40Mg-0．89Ag-0．32Mn-0．17Zr合金的最佳形变热处理工艺为4%预拉伸、165℃×10h人工时效，该合金可获得室温σb≥473MPa，σ0．2≥428MPa，δ≥11．3%的满意综合性能;文献［38-39］也认为，时效前的预拉伸能提高合金的性能。但肖代红等［40］对Al-5．3Cu-0．8Mg-0．3Ag合金的预拉伸量为0、2．5%、5%的3种状态的合金在185℃经峰时效处理后，其室温σb分别为530、510、475MPa，σ0．2分别为477、456、410MPa，δ分别为10．5%，11．0%、12．3%，这显示时效前预拉伸降低了合金的强度提高了合金的塑性。而李周兵等［41］对Al-5．20Cu-0．40Mg-1．02Ag-0．2Mn-0．17Zr合金进行0、4%预拉伸后，再在165℃下进行时效，此时σb分别为492MPa、508MPa，σ0．2分别为455MPa、468MPa，δ分别为15．2%、12．9%，此结论与文献［40］的相反，即时效前预拉伸提高了合金的强度降低了合金的塑性。一般认为时效前预拉伸(或冷加工)不改变析出相的种类，由于增加了位错密度，抑制了{111}Al面Ω相的析出，但是却细化了Ω相的尺寸;位错和晶界缺陷为θ''''相的异相形核提供了形核质点，从而促进了{100}Al面θ''''相的析出［37，41-45］。由于高温强化相Ω相体积分数的减少，峰时效状态的合金的耐热性能降低;同时总体上造成时效态合金的时效过程延缓，硬化水平降低，峰时效时间延长［40，42］。

2．4应力时效应力时效是指在时效过程中引入一个小于屈服极限的应力，在温度和应力的耦合作用下，使析出的强化相发生显著变化。时效过程中施加外应力不会改变合金再结晶晶粒的形貌，但对Al-Cu-Mg-Ag合金组织中强化相的析出序列、数量、大小和分布等都有显著影响［46-47］。应力时效延缓了Al-Cu-Mg-Ag合金中强化相θ''''和Ω的析出［48］。这可能是由于在应力时效初期(约2min)产生大量位错阻碍了溶质原子的扩散，延缓了Cu-Cu团簇或Ag-Mg共聚团簇的形成，从而延缓了强化相θ''''和Ω的析出，最终使峰时效时间延长。应力时效能够促进θ''''相的析出，而抑制Ω相的析出，使合金的峰值硬度降低［49］。这可能是因为外加应力的存在，产生了大量的位错，为θ''''相的异相形核提供了有利的位置，但位错的存在不利于溶质原子的扩散，阻碍了Mg-Ag共聚原子团簇的形成，从而延缓了合金中强化相Ω的析出，最终使合金的硬度下降。在应力时效作用下，Al-Cu-Mg-Ag合金的强化相θ''''相和Ω相均沿某一方向(外加拉应力的方向［50］)呈择优取向析出，即产生应力位向效应。研究发现，外加应力对Al-Cu-Mg-Ag合金时效动力学过程的影响主要是在相的成核阶段，且存在一个调整微观结构演化的临界应力值，当超过临界值时易在惯析面成核，即在惯析面析出沉淀相;在160℃下，对θ''''相临界应力为16～19MPa，对于Ω相临界应力为120～140MPa［50］。根据扩散理论结合弹性理论［49］，外应力会使得合金中溶质原子沿不同的方向扩散速度不同，使时效初期共格片状相出现择优取向效应，从而产生位向效应。Eshelby弹性夹杂物理论［46，51］认为，外加应力与不同变体相互作用引起的系统弹性性能变化的不同将导致析出相择优取向析出，而且析出相在长大过程中错配应变的大小及符号的变化将会产生完全相异的结果。通过塑性和弹性夹杂模型［47］，可以定性预测分布在{100}面和{111}面的相的各向异性。外加应力时效(一般选择200MPa)会降低Al-Cu-Mg-Ag合金的时效硬化速率，延长欠时效的时间，减小峰值硬度，同时也提供了一种控制高强铝合金(屈服强度)各向异性的方式［47］。对于Al-5．3Cu-0．8Mg-0．5Ag-0．3Mn-0．15Zr合金［48-49］在170℃下进行无外加应力时效和200MPa外加应力时效时发现，在没有外加应力时效时，合金硬度在12h后就达到峰值(161．5HV)然后逐渐下降;应力时效的硬度在16h后才达到峰值(157．9HV)，且随时效时间的延长仍保持较高的硬度。

热处理工艺论文篇2

2曲轴热处理工艺

2.1曲轴工作条件活塞式发动机一般由气缸、活塞、曲轴、连杆、气门机构和机匣组成，曲轴的组成，如图3所示。曲轴除了和连杆一起将活塞的直线运动转变为旋转运动，还将功率传递给螺旋桨，曲轴由轴头、轴尾和曲柄等组成，曲柄又由曲颈和曲臂组成，轴头前段与螺旋桨轴相连。

2.2材料选择IO-360-L2A发动机曲轴采用高级优质合金钢40CrNiMoA锻件制成，它是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素（总质量分数不超过5%）而制成的钢种，主要成分应符合GB/T3077的规定［4］，高级优质钢的含硫、磷质量分数应小于0.025%，由于曲轴为热加工用钢，其铜质量分数规定应不大于0.20%，如表1所示。它属于低合金中碳超高强度钢。该材质经处理后具有良好的综合机械性能，Cr、Ni等合金元素的加入使其淬透性较好并使铁素体的强度和韧性得到提高；Mo、Cr等碳化物形成元素的加入，可阻止奥氏体晶粒长大，提高钢的回火稳定性，在使用中能有一定的冲击抗力和断裂韧性，高的疲劳强度满足曲轴对材质性能的要求。

2.3曲轴热处理IO-360-L2A发动机使用多曲柄曲轴，由铬镍钼钢锻件制成，曲轴是发动机受力最大的部件之一，曲轴的曲颈和曲柄表面都经过渗氮处理，增加了表面的抗磨性，曲轴上螺旋桨安装凸缘表面未进行渗氮处理，表面仅镀一层防腐金属层，维护时应避免划伤，预防曲轴腐蚀和产生裂纹。曲柄是空心的，这不仅可以减轻曲轴的质量，还可为滑油提供通道，同时也是一个收集淤泥、积碳和其它杂质的空腔，滑油流动越多，清洁效果越好。材料40CrMoA曲轴热处理工艺是锻造正火粗车调质精车去应力退火精加工到成品氮化抛光装机［5］，其技术参数如表2所示。

2.3.1曲轴热处理技术要求主轴颈和连杆轴径处要求淬硬层硬度为56~63HRC；淬硬层深度为3.5~5.5mm，淬硬层边缘到曲轴对于V形轴不大于4~5mm，对直列轴不大于6~8mm。为了确保质量，对曲轴的热处理实际采用中频感应加热淬火法［6］，如图4所示，采用曲轴轴径轮流淬火，分别进行表面淬火，其加热频率1000Hz；始锻温度1150℃，终锻温度850℃。

2.3.2曲轴热处理工艺［7］1）正火+高温回火。正火处理的目的是为了改善曲轴的基体组织，消除锻造过程造成的粗大组织及魏氏组织，细化晶粒，并消除锻造应力。回火后为防止回火脆性，应油淬，回火温度在600~640℃左右。最好是淬火出来先打一个淬火硬度，根据实际情况调整回火温度。a.正火：加热温度880℃，保温270min，出炉空冷；b.回火：加热温度640℃，保温600min，出炉空冷。2）热处理调质处理。曲轴锻造、正火后要进行热处理调质处理，以获得整体的最佳综合机械性能，并为表面氮化处理做好组织准备。曲轴调质后的金相组织应为均匀的回火索氏体+少量贝氏体组织，不允许出现大量的铁素体组织，否则将导致氮化层的脆性加大，降低曲轴的疲劳性能。a.淬火：加热880℃（氮气保护）保温时间5h；冷却曲轴出炉后预冷1.5min（曲轴表面颜色在800℃以上一点），随后淬入水玻璃水溶液中，冷却6~7min出水空冷。淬火介质使用玻美度3～3.5的水玻璃水溶液。b.回火：40CrMoA轴加热温度560~570℃，保温时间为5.5h，出炉空冷。3）气体氮化处理。曲轴表面进行氮化处理，一方面是为了获得高的疲劳强度，另一方面是为了获得高的表面硬度，提高曲轴的耐磨性能。曲轴表面经氮化处理后，生成极细颗粒具有高硬度的ε相，同时还生成Fe3N和FeN，使轴颈和圆角均得到强化处理，改善表面耐磨性，增加表面强度，特别是增加抗疲劳强度，并提高材料的抗腐蚀性能。

3曲轴热处理缺陷分析及其防止措施

曲轴在生产过程中要经过冶炼、铸造、轧制（或锻造）等工序，最后成材，由这些工艺过程控制的质量，一般称为热处理质量。热处理质量直接影响产品的性能和使用安全。热处理缺陷中最危险的是裂纹，称为第一类热处理缺陷。工程构件在交变应力作用下，经一定循环周次后发生的断裂称作疲劳断裂，曲轴失效可以由多种原因引起，然而，冲击疲劳失效可能是曲轴失效中最普遍的原因。当裂纹尖端的应力强度因子KI达到材料断裂韧度KIc（或是裂纹尖端的应力集中达到材料的断裂强度）时，裂纹就会失稳快速扩展疲劳最终断裂是瞬时的，因此它的危害性较大，甚至会造成机毁人亡的惨剧。钢质工件经热处理后常见的质量缺陷有淬火显微组织过热、欠热、淬火裂纹、硬度不够、热处理变形、表面脱碳、软点等。

3.1淬火裂纹及防止措施淬火裂纹是钢材的淬火或淬火后形成，由于冷却时的高应力所造成；也有可能是在淬火油中的水所导致。具体如下：钢质工件由于结构设计不合理，钢材选择不当、淬火温度控制不正确、淬火冷却速度不合适等；增大淬火内应力，会使已形成的淬火显微裂纹扩展，形成淬火裂纹；由于增大了显微裂纹的敏感度，增加了显微裂纹的数量，从而增大淬火裂纹的形成。淬火裂纹一旦发生，绝大部分将造成零件的报废，必须预防淬火裂纹的产生。首先曲轴原材料的横截面酸浸低倍组织试片上，不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等缺陷。材料选择上做到经济性和技术性的合理搭配，既要保证价格便宜又要保证材料有较好的加工性，热处理性要好，易于淬火，变形小，淬裂倾向小。随着含碳量的提高，Ms点降低，淬裂倾向增大，在满足基本性能如硬度、强度的条件下，尽量选用含碳量低的钢。为了防止零件在淬火急冷中开裂，应使其均匀加热、均匀冷却、均匀涨缩。在零件结构设计上，尽量避免截面形状尺寸突变，同时注意圆角过渡。合理安排工艺路线，如正确安排好预备热处理、冷加工和热加工等工序可以有效减少热处理淬火开裂倾向。恰当地选择加热介质、加热速度、加热温度和保温时间也可以有利于减少淬火开裂。

3.2氧化与脱碳及防止措施氧化是因为钢在有氧化性气体中加热时，会发生氧化而在表面形成一层氧化皮，在高温下，甚至晶界也回会发生氧化。脱碳是钢在某些介质中加热时，这些介质会使钢表面的含碳量下降，脱碳的实质是钢中碳在高温下与氧和氢发生作用生产一氧化碳。脱碳会明显降低钢的淬火硬度、耐磨性及抗疲劳性能。防止氧化、脱碳的有效措施是采用盐熔炉加热、护气氛炉、真空炉加热和预留足够的加工余量，见表3所示。

热处理工艺论文篇3

2变形的其他影响因素及减小措施

2.1预备热处理在热处理过程中，有可能引起内孔的变形增大，如存在混晶、大量索氏体或魏氏组织以及过高的正火温度。因此需要对正火温度进行控制，也可以采用等温退火的方式来对锻件进行处理。金属最终的变形量与很多因素有关，如淬火前进行的调质处理以及退火和正火。金属产生变形进而导致金属组织结构也发生变化。研究和实践表明，为使金属组织结构均匀，在进行正火处理时采用等温淬火是一种有效的减小其变形量的措施。

2.2运用合理的冷却方法金属淬火后冷却过程的控制也是必须考虑的一个因素。淬火后采用油进行冷却，因此其变形直接受到油的冷却能力的影响。通常来说，热油淬火产生的变形小于冷油淬火，一般控制在100+20％。同时，变形还受到淬火的搅拌方式和速度的影响。在进行金属热处理时，金属产生的应力及模具的变形与冷却的速度和冷却的均匀程度有关。过快的冷却速度和不均匀冷却都会导致应力及模具变形的增大。因此，应尽量采用预冷，不过需要注意的是应保证模具的硬度要求。为减少热应力和组织应力，可以选用分级冷却淬火，这种方式对形状复杂的工件十分有效，能显著减少其变形。采用等温淬火的方式，则适用于十分复杂并且有较高精度要求的工件，能使金属变形显著减少。

2.3零件结构要合理改善零件的结构是减少热处理变形的关键环节。经过热处理后的工件，其厚度不同的部分冷却的速度也是不同的。因此，在满足工件使用性能的前提下，应使工件的厚度差别不能过大，尽量使零件的截面均匀，减少由应力集中导致的过渡区的畸变和开裂现象。保持结构与材料成分和组织的对称性，避免尖锐棱角、沟槽等。此外，采用预留加工量的方式也是减少厚度不均匀零件变形的有效方式之一。

2.4采用合理的装夹方式及夹具通过采用合理的装夹方式和夹具，能够使工件获得均匀的加热和冷却，从而减少热应力以及组织应力的不均，有效减小热处理导致的工件变形。

2.5机械加工工件的加工通常需要经过很多道工序，如果热处理加工是最后的工序，则应控制其畸变的允许值，使之满足图样规定的工件尺寸。依据上道工序的加工尺寸来对畸变量加以确定，因此掌握畸变规律尤为重要，为使热处理导致的畸变处于合格的范围，在进行热处理前应对尺寸进行预修正。如果热处理是中间的工序，机加工余量和热处理畸变量之和即为热处理前的加工余量。导致热处理变形的因素多而复杂，因此相较于机械加工余量来说，热处理的加工余量不易确定，在实际加工中应留出足够的加工余量用于机械加工。

2.6采用合适的介质在热处理的过程中，介质的选择也十分重要，应选择有利于减小变形量的介质。研究和实验表明，硬度要求相同的情况下，采用油性介质是更好的选择。不同介质具有不同的冷却速度，在其他条件相同的情况下，同油性介质相比较，水性介质的冷却速度较快。此外，水温的变化也会对介质的冷却性能造成影响，其变化对油性介质冷却特性产生的影响较小。热处理条件相同的情况下，水性介质淬火后会产生相对较大的变形量。

热处理工艺论文篇4

2耐延迟断裂性能分析

图2为不同热处理工艺条件下30MnSi钢的延迟断裂性能。可以看出，回火温度为390℃时，试样的延迟断裂时间随淬火温度的升高而先上升后下降。虽然试样的力学性能都能满足要求，但耐延迟断裂性能差异较大，也就是说淬火温度对PC钢的耐延迟断裂性能影响较大[2]。当淬火温度为870℃时，由于低温下淬火材料的回火温度较低，使材料的韧性变低，耐延迟断裂性也较低，所以导致延迟断裂的时间变短为30h。当淬火温度为950℃时，试样的耐延迟断裂性能达到了FIP实验的要求。当回火温度为430℃时，淬火温度为910℃和990℃时断裂的时间都增加且与在950℃淬火时相同。当回火温度为390℃时，淬火温度为910℃和990℃时其耐延迟断裂性能远不如950℃淬火时的性能。这说明，耐延迟断裂性能随着回火温度的升高而提高，且获得较好的延迟断裂性能的淬火温度的范围变大[4]。当在较低的温度下回火时，试样的耐延迟断裂性能不能满足FIP实验的要求。而在高温下回火时，则可以满足FIP实验的要求。所以，当PC钢的强度满足要求时，适当的提高回火温度可增加材料的耐延迟性能。

图3为不同淬火温度下试样的微观组织。可以看出，当淬火温度为950℃时，所得组织是细小且均匀的回火屈氏体。淬火温度为990℃时，组织是较粗大的回火屈氏体。淬火温度升高到1030℃时，组织较粗化且板条之间的距离变大，但其延迟断裂性能的差别并不是晶粒尺寸所影响的。实际上，当奥氏体的温度升高时，钢中合金元素的分布位置会发生变化。因为材料中Mn的含量比较高，Mn对延迟断裂较敏感[3]。这些都导致了当奥氏体化温度大于950℃时，温度越高材料的耐延迟断裂性能越差。

图4为不同回火温度下30MnSiPC钢的TEM形貌。可以看出，回火温度为390℃时，可以清晰的看到马氏体板条界，并在界面上可观察到析出的薄片状碳化物。该碳化物为收集氢的陷阱，如果这种碳化物连续的分布在马氏体的边界，则进入到钢中的氢会富集在晶界处，导致晶界脆化，从而使延迟断裂变得敏感。当回火温度从390℃升高到430℃后，析出的渗碳体会聚集粗化，并变为清晰地条状的渗碳体。细小的碳化物会弥散的分布，从而较小应力集中，使界面能降低，断裂时间变长，从而使其耐延迟断裂性能增加[5]。当回火温度升高到470℃时，渗碳体会球化。当回火温度继续升高时，较小的碳化物颗粒会逐渐溶解，大的颗粒会长大，当温度升高到一定程度后，细粒的碳化物会逐渐聚集并粗化，会出现更加粗大的渗碳体和铁素体颗粒，其强度和硬度都较低。

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2试验结果及分析

2．1热处理温度对镀层硬度的影响改变热处理温度得到的镀层硬度测试结果如表2所示，镀层硬度随加热温度的变化关系曲线(图2)可以看出，在100～400℃镀层的硬度值随温度的升高而增加，当温度达到400℃时硬度达到最大值(1096HV)，此后，随着加热温度的继续升高，镀层硬度值随温度的升高而快速下降．这是由于温度升高，镀层表面晶格发生畸变，使其硬度逐渐升高．在硬度达到最大值后再升高温度，因析出物聚集长大致镀层硬度下降．最佳热处理时间可以选为400℃。

2．2热处理时间对镀层硬度的影响改变热处理时间得到的镀层硬度测试结果如表3所示，由镀层硬度随加热时间的变化关系曲线(图3所示)可以看出，在10～40min镀层的硬度值随时间的增加由587HV快速增加到975HV，在40～90min硬度值增加缓慢，90min时硬度值达到最大1096HV，这与图2镀层硬度随加热温度变化的最大值完全一致，之后硬度值开始下降，120min后，硬度值基本趋于稳定，但仍比镀态硬度大．这是由于在加热的最初90min内，镀层中的有大量的Ni3P析出，使镀层硬度值增加，当继续延长加热时间时，也可能有少量的Ni3P析出，但由于在400℃加热温度条件下，长时间保温会导致Ni3P颗粒的聚集长大和Ni-Mo固溶体晶粒的尺寸长大，二者的共同作用最终导致了镀层硬度的减小，120min后镀层组织基本稳定，镀层硬度值也基本趋于稳定。

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1．2试验原理有机炸药不同晶型之间虽分子结构式相同，但存在空间异构体，可以利用红外光照射物质后，不同结构的基团或官能团产生不同的吸收峰来确定物的结构，不同晶型的空间异构体，其红外吸收特征峰存在个体差异;采用烘箱模拟退火及回火过程热效应处理炸药试样及导爆索，对炸药及索内炸药进行红外光谱分析，研究红外吸收峰结构变化情况与保温试验温度、时间的关系，制定热处理工艺。

1．3试验方案设计结合HMX转晶温度(158℃)，及银质导爆索常规去应力和软化温度(160～175℃)，在此温度对聚奥炸药进行短时间保温，或在低于此温度附近选择不同温度、保温不同时间研究其结构变化情况。设计选择4步方案进行分析并采集红外光谱图。即:1)175℃，保温时间≤5h;2)160℃，保温时间≤8h;3)150℃，保温时间≤25h;4)130℃，保温时间≤26h。对于4个方案，首先分析原态炸药在不同的方案的红外光谱图，比较分析其与β-HMX及α-HMX晶型的相关度，以制定初步热处理条件。然后依据初步热处理条件制定的方案，模拟拉索热处理过程，选择银导爆索在进行退火处理之前和退火处理之后两步方案，进行模拟试验及红外光谱测试，对比分析其与β-HMX标准红外图谱的相关度，研究不同保温温度、保温时间与相关度的关系，确定最终的退火回火热处理参数条件。通过试验研究，选择既满足金属银导爆索拉伸性能及导爆索拉制安全性，又保持晶型不发生转变的适宜参数条件，确定热处理工艺。

2结果与讨论

2．1炸药试验结果与讨论

2．1．1聚奥炸药175℃模拟保温试验将聚奥炸药加热至175℃，保温3、4、5h，采集红外光谱图，如图1。HMX的4种晶型中，能稳定存在的为α、β、γ型，β型是作为含能材料使用要求的晶型，高于转晶温度时，其会转换成不稳定的δ型，δ型在室温下放置后会有部分转变为α型，影响产品的性能，β及α2种晶型奥克托今炸药的标准红外光谱图见图2。在红外光谱中，以β-HMX标样图谱为参比，建立快速比较方法，利用软件快速比较计算出试样图谱相对于标样图谱吸收峰的相似程度，得到相关度数据。经过对图1中3张图谱的对比分析，结果表明:在175℃保温3～5h过程中，其红外吸收峰与β-HMX及α-HMX相比差异较大，与常规β-HMX相关度由最初的98．90%降为50．77%。表明聚奥炸药在175℃保温3h以上即发生晶型变化。

2．1．2聚奥炸药160℃模拟保温试验将聚奥炸药加热至160℃，保温4～8h，得到保温4、5、6、7、8h5张红外光谱图(叠加)，如图3。经过图谱快速比较方法，结果表明:在160℃保温4～8h过程中，其红外吸收峰与β-HMX及α-HMX相比差异较大，与β-HMX相关度由最初的98．90%降为22．64%，表明聚奥炸药在160℃保温4h以上即发生晶型变化。

2．1．3聚奥炸药150℃模拟保温试验将聚奥炸药加热至150℃，保温22h，每2h选取一份试样，之后继续保温3h，每1h选取一份样 品进行红外光谱分析，共采集14张红外光谱图进行比较，如图4、图5。图4中，自上而下依次为150℃保温时间2、4、6、8、10、12、14h的红外光谱比较图;图5依次为16、18、20、22、23、24、25h的红外光谱比较图，分析14个红外光谱吸收峰相近，其结构为β-HMX，比较分析150℃保温不同时间图谱与β-HMX红外图谱相关度，结果表明:在2h至23h，相关度为97．15%以上;保温至24h，相关度下降为91．82%，聚奥炸药在150℃保温23h以上晶型发生变化。

2．1．4聚奥炸药130℃模拟保温试验将聚奥炸药加热至130℃，保温18h，每3h取一份，继续保温8h，每2h取一份样品进行红外光谱分析，比较采集的10张图谱，10个红外光谱吸收峰相近，分析结构为β-HMX结构，130℃保温不同时间图谱与β-HMX红外图谱相关度数据见表1。表1中，聚奥炸药与β-HMX红外图谱相关度在3h至24h为97．21%以上;继续保温至26h，相关度略有下降，为93．75%，表明聚奥炸药在130℃保温25h以上晶型才有轻微变化。

2．2银导爆索试验结果与讨论炸药装索后，在热处理过程中存在热积累、炸药装填密实且隔离空气等情况;以上因素可能会影响导爆索内炸药局部温度高于散装炸药，因此结合装填炸药模拟试验结果，避免拉索过程热积累，保证生产有一定裕度，初步确定退火温度控制在130℃。进行银导爆索模拟试验。

2．2．1未退火银导爆索模拟保温试验生产中需将银导爆索从10．0mm拉至1．6mm，依据试验确定的初步退火温度，将炸药装入银导爆管，在不退火的条件(即室温)下，拉至规定值。为研究索内保温的热积累效应对炸药的影响，对拉好的导爆索进行130℃保温试验，并解剖不同保温时间下导爆索内炸药，进行红外光谱分析，与β-HMX、α-HMX比较，相关度分析结果见表2。由表2知，银导爆索在130℃条件下，保温时间在11h内可保证产品中炸药晶型基本不发生转变。不退火拉索试验中，不仅费力、易拉断，而且拉制的银导爆索壁厚不均匀。因此，需对银导爆索进行高温软化处理(即退火与回火)，恒定温度130℃，进行不同时间的工艺摸底试验。

2．2．2已退火银导爆索模拟保温试验对导爆索在130℃进行退火1．5h后，模拟回火保温不同时间(3～7h)，采集红外谱图，比较退火银导爆索保温3、5、6、7h的红外光谱图。分析图6，已退火导爆索保温3～7h，红外光谱吸收峰显示为β-HMX结构，比较其图谱与β-HMX红外图谱相关度，结果显示与β-HMX相关度均在96%以上，未发生晶型转变。结果表明，某装填聚奥炸药的银导爆索在130℃下，累计保温7h以内，其内装聚奥炸药未发生晶型转变，拉索安全且不易断裂。以此制定了热处理工艺。银导爆索由10．0mm拉至6．0mm室温即可进行;从6．0mm拉至1．6mm需软化处理。由于退火软化后银导爆索持续拉制过程耗时较长，产生散热而使温度下降，使后期拉制较为费力。因此为保证生产中易于拉索，采用130℃间断性的退火软化，然后于此温度回火保温，重复多次，拉至规定值，总体累计时间小于7h。依此进行生产工艺试验，综合两结果，最终确定了热处理工艺条件为:某银导爆索由10．0mm拉至6．0mm，室温放置1h，拉至5．0mm，按130℃、1h退火，拉至4．4mm、3．5mm、2．5mm，各按130℃、0．5h退火，拉至1．6mm，按130℃、1．5h退火。

热处理工艺论文篇7

保温1h后，取出模具和阀片放到工作台上，快速拧紧螺栓，再放到炉子中保温0.5h。根据阀片的变形程度、金相组织和硬度值，最后确定最优热处理参数。为了检测阀片的变形量和变形角度，将淬火和回火后的变形件垂直于桌面放置，如图4所示。刻度尺水平放置于桌面并与弹簧片成90°角，用相机拍摄，利用Photoshop软件在A面上做一条水平的直线，再通过B点和变形量最大的C点做两条平行于A面的直线，测量B点和C点的水平距离以及A面与B面的角度。测量热处理后阀片的硬度，制备金相试样，采用硝酸酒精侵蚀并观察组织。

2实验结果

根据拧入螺丝的扣数调整预紧力的大小，拧入越多，施加的预紧力越大。通过调整第一阶段回火后拧入螺丝的扣数来研究预紧力对阀片变形校正程度的影响，结果如图5所示。图5不同预紧力下回火件效果图1号:一扣螺丝2号:二扣螺丝3号:三扣螺丝阀片装夹模具时，拧紧程度对淬火变形有一定的影响。拧紧一扣螺丝，阀片变形量为0.35mm。拧紧二扣螺丝，变形量为0.3mm。拧紧三扣螺丝时，变形量为0.25mm。可见在第二阶段回火前拧入螺丝时，随着螺丝拧紧程度的增加，阀片的变形量变小。

调整模具厚度为5mm和10mm，研究模具厚度对回火校正效果的影响，结果如图6所示。测量A面和B面的角度发现，380℃回火时，模具厚度对变形角度影响不大。当回火温度为400℃时，模具越厚，变形角度越小，但不管模具厚度是5mm还是10mm，A面和B面的角度均小于0.5°，说明两平面基本平行。测量阀片整个表面的变形量，结果发现，模具越厚，A面的变形量越小，但两个厚度的模具校正后，阀片变形量均小于0.5mm，基本保持平整。为了防止模具因高温变形，选择模具的厚度为10mm。回火温度为380℃、400℃、430℃时阀片的金相组织如图7所示。可以看出，三种回火温度下，组织均为回火屈氏体和回火索氏体。随着回火温度的升高，回火索氏体的量增加，回火屈氏体的量降低。测量不同回火温度下阀片的变形角度和显微硬度，结果如表1所示，可以看出，回火温度升高，阀片的变形角度降低。回火温度为400℃时阀片的变形角度也符合要求。随着回火温度的升高，阀片的显微硬度逐渐降低。离合器要求弹簧阀片的HRC在48-53之间。从提高模具寿命和节约能源的角度考虑，选择回火温度为400℃，该温度下回火能满足阀片的弹性和硬度要求。

热处理工艺论文篇8

中图分类号：TGl56

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)22-0158-03

一、感应热处理工艺的含义

感应热处理工艺是指由交变的电流在导体中产生感应电流而导致的导体发热的现象。这种技术来源于法拉第发现的电磁感应现象。

1957年，美国研制出了晶闸管，它在电力电子器件发展的过程中起着里程碑的作用，同时也引发了感应加热技术的伟大革命。到了1966年，如实和西德首先利用晶闸管研制成功了感应加热装置，从此，感应加热技术就进入了飞速发展的时期。随着20世纪80年代电力电子器件的再次飞速发展，感应加热装置也开始采用新研制的晶闸管，技术变得越来越高。

我国感应热处理技术的真正运用是在1956年，主要是运用在汽车工业行业，技术主要引资苏联。随着感应热处理技术的广泛应用，感应淬火工艺技术也得到了很大的发展。目前，感应淬火技术的应用已经变得日益扩大。目前，感应热处理工艺主要应用与汽车制造业和冶金工业两大行业。有快速、高效、节能、清洁以及易于实现自动和在线生产的特点，属于接触加热方式。这种加热方式不仅能够在各种载气中工作，不产生任何污染，而且增加了在加热表面及深度上高度灵活的选择性。正是感应热处理工艺的这些技术特点才使得此技术得到越来越广泛的认可和支持。

二、感应热处理工艺的优点

感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。机械工业中感应热处理工件的品种和数量也逐年上升。这些成就与进步的取得，都与感应热处理工艺的优点是密不可分的。笔者从感应热处理工艺的特点中分析出如下优点：

(一)感应热处理工艺有利于贯彻国家环保节能和实现可持续发展的方针和政策

有电老虎之称的电能是机械工业行业的主要动力。据统计，热处理的用电量占到了机械工业总耗电量的25％，感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20％－25％。感应加热能够自动控制工艺施行的整个过程，避免了不必要的电力资源的浪费和消耗。在电力资源消耗减少的同时，感应热处理工艺的效率也得到了提高。

(二)感应热处理工艺有利于加快加热速度，提高生产效率

由于热处理的整个过程都是靠感应来完成的，所以整个热处理过程能够缩短4倍以上。减少了电力资源的浪费，使得热感应热处理工艺的加热速度也得到了加快，促进了整体生产效率，最终使得企业获得高额利润。

(三)感应热处理工艺有利于实现生产自动化

在感应加热设备和淬火机床设备，微处理机等设备机器的密切配合下，可以实现生产工件在下料和淬火机床的运转的全部自动化在整个生产流水线上，利用微机处理技术对淬火加热及冷却时间，加热速度，淬火机床运转速度，淬火介质的温度，变频机的电参数等进行监控，完成冷热加工连续生产的自动化。

(四)感应热处理工艺为工作人员提供了一个健康良好的劳动环境

感应加热处理不像电炉、油炉那样在工作状态下释放大量的热辐射，造成工作环境的污染。而感应热处理工艺的执行只需要在常温状态下进行，而且开炉停炉等工作也很方便。所以，感应热处理工艺为一线工作人员的身体健康提供了良好的工作条件。

(五)感应热处理工艺有利于提高表面强化效果

感应加热处理的速度比较快，能够提高金属材料的相变温度，加速奥氏体转变的过程。采用感应电阻进行加热和大功率的脉冲感应进行加热时，就能够得到更细的马氏体组织，提高表面强度，并在一定程度上减缓变形的后果。

三、感应热处理工艺的实践运用

(一)感应热处理工艺在实践中的应用情况

在汽车制造行业的应用。在汽车生产中，感应淬火技术得到了广泛的应用。此外，还在中、重型汽车、轻型车和几种轿车上就已经有200多种零件需要感应淬火。目前，采用感应淬火的汽车零件主要有传递动力扭矩的汽车轴类零件以及各种销轴类零件。此外，感应淬火技术曾经也用在了东风汽车公司对汽车钢板弹簧的制造上。目前，科技人员对低淬透性钢和限制淬透性钢的研究与开发也应用于汽车转向蜗杆、十字轴、万向节等零件上。

在拖拉机行业中的应用。随着经济水平的提高，我国引进及消化吸收的国内外拖拉机产品和技术越来越多，人们对拖拉机企业的工艺技术和制造技术也提出了越来越高的要求，所以感应热处理工艺在这个行业也得到了飞速的发展，大量的感应热处理工艺和固态感应加热电源、数控淬火机床等先进设备在农机企业的发展中也得到了很大程度的运用，这个感应加热处理工艺提高了我国农机行业的整体技术水平。

在建筑及石油行业中的应用。在建筑行业，凭借着其淬火变形小、生产效率高、工作环境好等各大优点，让高强度预应力钢筋感应热处理生产线、低松弛预应力钢丝稳定化生产线以及石油套管感应热处理生产线等各项感应热处理工艺都得到了很好的利用。这项技术的运用使得建筑行业中的进度得以加快，而且工程质量也得到了保障。而石油行业的工作效率得到了很大的提高，促进了所使用行业的快速发展。

(二)感应热处理技术在实践过程中的不足

世界上没有完美的事物，一切都是在不断的自我否定和肯定中进行创新和发展的。感应热处理工艺在实践的检验下，在与渗碳淬火等技术的对比下，总结出下面对感应热处理工艺缺陷的观点和看法。

随着20世纪80年代初期计算机在渗碳控制领域的广泛使用，以及渗碳技术在理论上的不断补充和创新，渗碳质量得到了强有力的保证，渗碳工艺和操作水平也得到了很大的提高和改进。渗碳技术的渗碳介质非常昂贵，能耗量大，工件畸变大，对环境的污染比较严重等问题和不足都没有动摇其在热处理强化技术中的霸主地位。感应热处理工艺与之相比，还是有一定的差距。

首先，感应热处理设备自动控制的功能较弱，不能满足专业需求；其次专业的针对感应热处理工艺的指导性标准文件太少，缺乏及时的增加与修订；最后，就是缺乏对感应加热处理工艺的理论性知识的研究不够深入，缺乏丰富的相关专业知识的理论专著和论文，即使有相关文献也大多停留在文献的表面研究上，缺乏工艺操作性。没有科学理论的指导，实践的进行也很少出现跨越式的发展和进步。

上述讲述的都是从感应热处理的专业角度进行的。除了专业方面的欠缺外，我国感应热处理工艺相关的工作人员的学习意识和创新意识也较欠缺。就是因为不善于学习，不善于创新，才会使得感应热处理行业的进展非常缓慢。其次，大部分的中小型企业都缺乏专业的新设备、新工艺以及新技术，这些都属于硬件设施。硬件设施是基础，没有这些硬件设施，就 相当于俗语“巧妇难为无米之炊”所说，没法进行技术的改进和创新。

四、应对感应热处理工艺的发展途径和措施

(一)要加强感应处理工艺从业人员的学习意识和创新意识

让他们加强对感应加热处理理论知识的学习，只有熟练掌握了感应热处理工艺的理论知识和原理，才能进行高水平的创新，感应热处理工艺的水平才会有所提高。让每位员工在不断的学习中提高自身的综合素质，让每位员工都能够实现感应热处理技术的创新。

(二)政府要发挥其调节和鼓励作用

制定相应的技术创新奖励制度，为员工创造良好的创新环境。提供部分资金购买先进的试验设备和更新完善后的理论知识书籍，为员工的学习和创新提供硬件基础。然后邀请各地专业人士对员工进行知识和技能各方面的培训，提高员工的综合素质。此外，政府还要适当的发挥其监督作用，监督感应热处理技术在运用过程中出现的问题，以及员工在操作过程中偷工减料等不法行为。

(三)扩大感应热处理工艺的运用范围

开始感应热处理工艺主要用于汽车制造行业和冶金工业行业里面。现在要将这种技术应用到拖拉机行业、在轴承上、在建筑行业以及石油行业中的应用。其中，在拖拉机行业中运用感应热处理技术时一定要多运用小内孔感应淬火技术、轴类零件变功率、变零件移动速度感应淬火技术等。在不同行业的运用中找到不同的感应加热技术。将感应热处理工艺的使用扩展到塑料、橡胶行业，到电子工业行业。此外，还注意运用感应加热技术的黏合作用，以及盖密封与包装的作用。扩大感应加热技术的应用范围，发挥其强有力的作用和优势。

(四)拓宽感应电源的来源，不断引进世界上先进的感应电源

为感应加热技术铺路。目前，市场上出现的感应电源有来自美、英、日、德、西班牙等几个工业发达国家生产的SIT、IGBT、MOSFET全国固态晶体管电源。不断引进规格齐全、体积小，电能转换效率高的感应电源。要引进正在朝着柔性化、自动化、智能化控制方向发展的感应淬火机床，来诊断、报警、显示工艺参数和感应淬火装置在应用的过程中出现的问题。

(五)加强热处理协作中心的作用，大力发展感应热处理工艺

尽管感应热处理工艺有很多优点，但是其投资成本高，在保温和测温方面都有困难，尤其是目前一些非专业的热处理厂都没有实力去购买新设备，引进新工艺。所以，热处理协作中心一定要发挥其应有的作用帮助中小热处理企业解决各种难题，带头扩大感应热处理的使用。

五、感应热处理工艺的发展前景

目前，感应热处理工艺的应用还是非常有局限性的，在实践中多运用与汽车制造行业、冶金行业、建筑和石油行业等。此外，感应热处理工艺在齿轮淬火方面的应用还主要局限在传输动力不大的中小模型齿轮上。对于大型齿轮却出现过很多质量难题。

虽然目前研制出的渗碳淬火技术已经可以实际运用，但是伴随着水泥、风电和冶金工行业的飞速发展，感应热处理工艺需要的齿轮箱功率也越来越大。在渗碳淬火后，齿轮变形很大，磨齿成品后的齿面实际渗碳硬化层深度不均匀。所以，在有效控制感应淬火的温度和硬化层深度均匀和可控问题上都要不断的进行研究和创新，进一步改善和提高工艺的技术水平，改变现状。只有在技术上不断的创新，克服种种难题，才能将感应热处理工艺的应用延伸到更广的领域。

如果感应热处理的工艺能在实践的检验下，在热处理工作人员的不断学习和创新下，不断的得到修改和完善，这将是很有发展潜力的一门技术。正如哲学上一句话“前途是光明的，道路是曲折的。”感应热处理工艺的发展之路还有很长的路要走，但是只要踏踏实实，脚踏实地的走好每一步，感应热处理工艺最终会走向更广的行业中去，帮助中国走上生产高效、低耗、无污染的可持续发展之路。

六、结语

感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。但是实践证明，在它的普及和发展过程中也存在着很多的难题。要想发挥其所具有的优点和优势，就应该加强对工艺技术的宣传力度，推广感应热处理的新设备、新工艺、新技术。修改和完善感应热处理的标准，将成文的规定和标准纳入到机械设计手册。感应热处理工艺在生产中的比重在不断增加后，生产效率得到提高，能源消耗降到最低，可持续发展之路就会更进一步。

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热处理工艺论文篇9

中图分类号：TG45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0034-01

1 过程讨论

主蒸汽管道P91钢管焊接作为重要项目，在制定工艺过程中，业主、监理非常重视，组织召开P91焊接工艺讨论会议，我们首先介绍了国内已经普遍使用使的焊接工艺，并要求分包商重新考虑并修改他们与我们工艺存在的不同之处，然而业主、监理人员也和分包商工程师意见一致，要求焊后立即进行消氢处理，同时也拿出一些印度公司知名制定的工艺，例如BHEL等公司，经过我们耐心的分析，他们仍然坚持认为焊后立即进行消氢处理（后热）。而且他们要求焊后热处理温度定为750°，我们一般采用760°，750°是我们规程中建议温度的下线，因热处理设备加热温度有10°左右偏差，势必热处理过程中会有温度低于这个温度，这些改变会不会对焊缝产生影响，降低焊缝性能，甚至影响管道的使用。带着这些疑问，我们组织人员对P91焊接工艺进行分析研究，制定出了新的工艺，并通过工艺评定对焊缝各项性能进行检验，看是否满足要求。

2 制定工艺

在能够满足业主的要求下，工艺参数尽量少改，在不违背我们的规程，满足消氢温度的前提下，尽量调低消氢温度，最终定为300°为后热温度，这考虑了焊接过程层间温度设置的上限，另外热处理温度定为750°，我们将通过工艺评定进行验证，经过这些改变后各项性能是否满足要求，为验证工艺是否合理可用，我们通过制作焊接试件，做工艺评定来进行验证这些改变后是否影响P91钢（焊口）的使用性能。

3 工艺评定

根据现场资源情况，焊机采用奥地利Fronius焊机，热处理机器采用美国米勒的ProHeat 35中频感应加热设备，根据现场焊口规格选用试件规格为Φ457×45，焊条采用瑞士奥林康焊材，焊工为取得IBR焊工证件施工经验丰富并经当地政府批准的焊工，我们对试件进行焊接工艺评定，方案见表1。

施焊技术：

施工焊接开始前应检查周围环境，并采取防风、防雨、防潮措施，保证良好的焊接施工环境。

焊接采用无摆动或者摆动焊，打底使用氩弧焊打底，打底后再用氩弧焊填充一层，随后采用直径2.5焊条填充一层，再改用3.15焊条进行填充焊接，盖面采用2.5焊条，焊接过程应控制每根完整的焊条所焊接的焊缝长度与该焊条的熔化长度之比应大于50%，且焊缝单层厚度不超过焊条直径，摆动范围小于3倍焊条直径。打底焊道或中间焊道采用机械方法清理。焊条提前烘干后放入80℃～110℃的保温桶内随用随取，焊丝在使用前应清除锈、垢、油污。

预热温度控温点制定为220°，采用感应热处理设备proheat 35，持续控温。

氩气纯度需≥99.995%，流量正面采用8～10 L/min，背面保护流量10～12 L/min。

层间温度不超过250℃，消氢处理控温点300℃。

热处理工艺，恒温温度控温点750 ℃，恒温4 h，焊后升降温速率控制在100 ℃/h。

低温转变温度控温点在90 ℃，恒温1 h。

热处理采用感应加热法，热电偶测温，电脑温控仪控制，自动记录温度曲线。控温使用两只热电偶，并沿着圆周均匀布置，1支布置于焊缝中心，另外一只布置于距焊缝边缘45 mm处，加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍（150 mm）。保温岩棉采用40 mm，保温宽度每侧250 mm。

评定结果：

（1）焊缝表面成型良好，符合要求。（2）对焊缝进行射线检查，合格。（3）焊缝及热影响区微观金相组织为回火索氏体，符合要求。（4）对焊缝及热影响区硬度测量，平均值分别为224（热影响区，257（焊缝），219（热影响区），符合规定要求。（5）按规定在室温下对试件进行冲击韧性试验，焊缝（55.33J），母材（220.00J），热影响区（124.66J），满足要求。（6）按规定对制作的试件进行180°弯曲试验，未发现明显裂纹，力学性能试验合格。经检验，焊缝的外观，无损探伤，硬度，冲击韧性，拉伸弯曲，微观金相组织均符合要求。工艺评定合格，此工艺可用于指导现场焊接工作。

4 应用

该电厂两台机组共计140只焊口采用此工艺进行焊接，焊接后进行了各种硬度检验，无损检验等，各项性能均能满足要求。电厂如期发电运行后，P91管子及焊口运行良好，满足了电厂的使用。

5 结论

热处理工艺论文篇10

NiCrMo系高强韧钢中的很多钢种己经突破了过去低合金钢所定义的范围，但从强度指标、性能特点、主要应用方面及来源等来看，焊接结构用的NiCrMo系高强度高韧性钢，仍然属于低合金的范围。

1. 9NiCrMo钢的性能特点

1.1高的强韧性

强度是结构钢的基本力学性能指标，其中屈服强度是构件设计的依据。9NiCrMo钢要求屈服强度不低于lOOOMPa，规格上板厚为lOmm-120mm。随着钢材强度的提高，产生脆性断裂的风险也相应增加，为了防止高强度钢发生低应力破坏，必须是塑性破坏时吸收能足够大，并且要求足够的塑性储备，因此对钢的韧性，特别是低温韧性提出来更高的要求，纤维断口100%上平台能Eshelf必须在50尺磅以上（6.9kg-M）。

1.2良好的焊接性

焊接性是海洋焊接工程用钢应用性能的重要指标。大型的海洋工程平台都是焊接而成的，例如我国刚刚服役的航母辽宁舰就是一个满载排水量6-7万吨的海上“移动飞机场”。不允许任何一处发生破坏[1]。因此，对焊缝、热影响区与母材等强度和韧性的要求是非常严格。特别是随着钢的强度提高（碳当量也随着提高），焊接越来越困难。且焊接过程大多在室外进行，容易引起焊接热影响区的冷裂纹和层状撕裂，因此获得性能优异的焊接接头十分重要。

1.3低的屈强比

钢的屈强比是指屈服强度和抗拉强度的比值。低的屈强比有利于加工成型，提高冲成率，有较高的结构可靠性，具有较大的抗塑形失稳破坏的能力。目前工程应用中，已经把钢的屈强比作为重要的设计依据，在工程安全性设计中，要求在裂纹产生之前具有一定的塑形变形的能力，这是防止发生突然断裂事故的先决条件。因此为了保证钢材具有足够的塑形变形储备，尽量降低钢的屈强比。

2.研究方法

2.1临界点测试与CCT曲线的测定

钢的临界点是制定热处理工艺的重要依据。将实验钢加工成尺寸为3X10mm的热膨胀实验，本实验采用Formastor-Fn全自动相变仪，测定钢的临界点、连续冷却转变曲线（CCT）。本文研究两相区二次淬火+回火（QQ'T）及循环淬火（QQT）的影响规律（如图1），并同调质（QT）工艺进行了对比。根据经验和实验相结合，选出最佳的热处理工艺，为工业试制提供可靠的理论和实验依据。

图1 9NiCrMo钢热处理工艺图

3.实验结果与讨论

测定9NiCrMo钢的临界点和连续冷却转变曲线对合理制定实验钢热处理工艺，研究其冷却转变过程中组织的变化规律，及工业试制中具有重要的理论实验依据[2]。根据本实验钢的临界相变点测试结果绘制的CCT曲线如图2所示。

图2 9NiCrMo试验钢的过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线

不同淬火温度对实验钢的力学性能及组织的影响。对于9NiCrMo钢采用QT和QQT进行热处理。通常这类钢的常规热处理是采用调质热处理方式（QT-淬火+回火），淬火能显著提高钢的强度和硬度，而回火消除淬火形成的残余应力，降低了位错密度，从而使得试验钢具有良好强韧性匹配。但是，这种热处理方式往往造成钢的回火稳定性较差，屈强比较高，实际工业生产难度大等不足。本论文了研究二次淬火（QQ'T）工艺，即在两相区增加一次淬火+回火，对9NiCrMo钢的热处理效果。在保证高的屈服强度和良好的低温韧性的基础上，进一步降低其屈强比，提高其回火稳定性。

对于试验钢分别用了淬火+回火的调质工艺（QT）、循环淬火+回火工艺（QQT）和两相区淬火+回火（QQ’T）工艺进行热处理 [3]。两相区淬火是在AC1-AC3之间增加一次淬火（Q'），在本实验过程中，根据相关文献调研确

定其二次淬火温度在710-780℃范围内，回火温度为500-590℃之间，淬火保温时间为一小时。

4.结束语

本文测定了 9NiCrMo钢的临界点和CCT曲线，并在此基础上系统开展了循环淬火加回火工艺、两次淬火加回火工艺与常规调质工艺对实验钢组织与性能的影响的研究，分析了其显微组织变化规律，探讨了其强韧化机理。

参考文献：

热处理工艺论文篇11

【分类号】：TD353.5

汽车专业主要培养目标是使学生具备汽车零部件各岗位人员具有的良好的综合素质和职业素养。笔者通过对汽车专业教学中热处理材料及制造工艺的现状分析，基于职业核心能力的汽车专业教学中热处理材料及制造工艺评价课程体系的构建，提出汽车专业教学中热处理材料及制造工艺体系运行的解决方案，不仅有利于提高学生的职业核心能力，而且有利于促进对汽车专业学生进行更进一步的考核和加强。

汽车专业教学中热处理材料及制造工艺课程构建要点

1.1汽车热处理材料和制造工艺专业课程评价体系的构建要点

目前相关院校的汽车专业主要采取传统的汽车专业教学热处理材料及制造工艺课程，其教学方法、评价体系和实践教学等已不能满足当下汽车人才培养的需求。在构建过程中，应当着手改善某些环节的弊端，明确新型汽车专业教学中热处理材料及制造工艺课程评价体系，聘请有丰富经验的汽车专业教师，制定多元、灵活化的汽车专业课程评价方式，并且结合汽车在实践中的具体情况，合理运用多媒体课件，编写内容具有科学现代化的汽车教学教材。这对推进模块式一体化教学改革和扩大汽车专业教学教师队伍的建设有着十分重要的作用，使学生熟练掌握汽车制造工艺，积极完成汽车热处理材料的实践训练日志，进行工作总结。

1.2汽车专业教学中热处理材料及制造工艺的先进性分析

完善汽车专业教学中热处理材料及制造工艺课程评价体系，推行模块式一体化的教学模式，改进汽车热处理材料及制造工艺的教学方法，有利于加深学生对汽车专业理论知识的理性与感性认识，实现汽车专业理论与汽车制造工艺实践活动的密切结合。[1]因而对汽车专业教学中热处理材料及制造工艺课程进行先进性分析，有利于促进教师不断更新汽车专业教学内容，还有利于从不同角度切合实际地采用不同方法对其进行指导，从而使汽车专业学生自身的汽车制造能力水平和汽车专业综合素质都能得到提高。

2.汽车制造工艺体系的现状与存在问题

2.1汽车制造工艺体系专业教学执行力度弱

由于汽车热处理材料和制造工艺体系专业学校的精品课程教材在专业课程评价体系构建过程中存在着一些问题，尤其受汽车专业学科体系教材的影响较大，比如教材编写内容陈旧，与现代的汽车技术与制造工艺的发展相脱节，使得汽车热处理材料和制造工艺专业课程评价体系在构建过程中完全照搬照抄汽车专业教学理论知识，汽车专业学生对热处理材料和制造工艺方面课程评价体系的执行力度较弱，再加上疏于对汽车制造工艺规范的表述，使汽车专业教学从学科本位向能力本位转变的执行能力较低，这种以汽车热处理材料和制造工艺体系专业学科本位为中心的传统教学评价体系极易产生重理论轻实践的思想倾向，不利于丰富汽车制造专业理论以及扩大指导学生实习的汽车热处理材料专业教师队伍的建设工作，也不利于提高汽车专业学生的实践转化能力。[2]

2.2汽车制造工艺体系专业教学课程评价方式单一

由于汽车制造工艺体系专业技术理论课的教学安排时间跨度大，使得该汽车专业的课程评价指标低，评价方式单一化现象突出。比如汽车教学专业学校对同一汽车零部件和热处理材料总成的“故障排除” “制造工艺”和“汽车零部件构造”教学时间不集中，汽车专业技术理论和实习教学分段实施，自成体系，导致汽车制造工艺体系专业的学生对汽车某一热处理材料的理解不透彻，认识不全面，从而使其对汽车专业的学习难以深入和进行透彻理解。[3]汽车教学理论教师和汽车制造工艺实习指导教师缺乏有效沟通，使得他们在教学目标、教学方法和教学内容等方面相互脱节，难以形成有机结合，最终导致汽车制造工艺体系专业课程评价指标降低，汽车热处理材料评价方式单一，不能合理统筹汽车专业教学内容。

2.3汽车制造工艺体系专业教学素质有待提高

汽车热处理材料和制造工艺专业学生在进入汽车制造工艺的实习教学阶段，会出现模糊的汽车专业技术理论知识与复杂的汽车实践不相一致的情形，汽车专业学校往往注重汽车热处理材料和制造工艺模仿性的操作训练，无法形成汽车专业的系统技能，使得学生汽车专业实践的积极性下降，汽车教学理论和汽车实习教学相融合，汽车专业素质难以得到提高。由于汽车专业学校进行大面积的学生扩招现象，因而汽车专业学生的基础理论知识不扎实，学生生源质量相对较低，尤其在学习汽车专业知识时缺乏空间想象力，使得学生对汽车热处理材料和制造工艺专业的理论知识、汽车热处理材料与制造技能等基本关系难以形成完整的认识，这十分不利于汽车教学专业学生综合素质的提高。大多数学生在学习汽车制造工艺时缺乏清晰的思路，仅靠死记硬背应付考试，经常感到汽车教学专业技术理论枯燥无味且难学易忘，导致其兴趣下降。

3.完善汽车热处理材料和制造工艺专业教学评价体系运行的解决方案

3.1加强汽车热处理材料和制造工艺专业教学评价构建和执行力度

为了加强汽车热处理材料和制造工艺专业教学评价构建和执行力度，汽车专业院校应当建设汽车实训基地，加强学校的汽车热处理材料和制造工艺专业教学的执行力度，提高学生的汽车技能和汽车制造的兴趣，拓宽汽车专业模块式一体化教学评价体系的渠道，加大对汽车制造工艺课程评价体系的执行力度。此外，还应当建立一些汽车检测中心、汽车制造工艺实训室等多媒体汽车实训的专业教室，以此来引导学生积极主动学习汽车热处理材料和制造工艺专业知识，积极参与课堂的实践教学活动，不断提高汽车专业学生的综合素质。

3.2丰富汽车热处理材料和制造工艺专业教学课程的评价方式

为了丰富汽车热处理材料和制造工艺专业教学课程的评价方式，汽车专业课程的评价主体需要实施模块式的一体化汽车专业教学组织，通过对汽车制造人员的必备技能进行培训，按照学生汽车制造能力的强弱进行细致的归纳和整理。为了保证汽车教学改革的正确性和可行性，学校需要开展广泛的社会实践调查活动，有利于为开展“一体化”汽车热处理材料和制造工艺专业教学评价体系打下扎实的实践基础。

3.3提高汽车热处理材料和制造工艺专业教学评价主体的专业素质

汽车院校一方面要引进高水平的、优秀的、有较强汽车专业理论知识和实践经验的专职教师以保证汽车专业教学的教学质量，汽车院校应当加大汽车专业教师队伍的建设，建立汽车制造工艺的核心教学能力评价体系。另一方面，还要加大对汽车专业专门的定期培训力度，促进汽车热处理材料和制造工艺理论与实践指导老师的不断交流，进而提高汽车专业学生对汽车热处理材料和制造工艺的实际操作能力，使得汽车专业理论指导与汽车制造技能训练的教学任务融为一体，促进汽车专业教学活动有规律地进行。

4.结语

综上所述，随着汽车制造工艺的不断发展和消费者对汽车安全性要求的提高，为了完善汽车专业教学中热处理材料及制造工艺课程教学体系，汽车专业院校应当明确热处理材料及制造工艺课程基础知识学习和汽车专业实践训练技术，了解热处理材料及制造工艺课程模块系统所包括的机械部件，配合汽车专业的多媒体教学课件和汽车专业制造工艺实验台的演示过程，同时深化汽车专业教学系统的工作原理，不断创新汽车热处理材料和制造工艺各零部件专业课程的教学方法。

参考文献：

热处理工艺论文篇12

中图分类号：TM61 文献标识码：A

1 我国热电厂循环水处理工艺的现状

我国热电厂的主要任务是在冬季为居民提供供暖，所以装机容量一般采用2.5MW或者5MW的机组。目前我国大多数发电厂都采用的是敞开式循环冷却的方法，循环水的补充水源一般都是当地的地下水，处理工艺上采用的是添加水质稳定剂的处理方式。近年来，我国的地下水的水源质量在逐年的恶化，地下水的水层深度也在逐年下降，这样，热电厂的用水遭到了限制。比如，有时水量不够，不能及时供给。或者有的循环水系统中的金属管道长期使用造成了污垢。还有，有的冷凝管受到了不同程度的水的侵蚀。

由于我国主要的供暖区域分布在北方，所以水源也来自北方。通过实验研究发现我国北方的水大部分都是高浓度的盐碱水，这种水在金属管内久留后很容易形成污垢，挂在金属管的内壁上。长时间留存在输水管道中容易造成污垢的产生。而且有的金属管在流动碱水的长期侵蚀下很容易就遭到腐蚀，造成金属管发生破损，发生事故。因此必须要注重循环水处理工艺的选择，水质稳定剂和缓蚀剂是阻止金属管壁形成污垢或者造成破损的最佳选择。在热电厂的日常运作中，我们一定要做好输水管道及设备的防腐防垢工作，采取有效的方法防止循环水造成腐蚀造垢的问题。

2 热电厂循环水处理的工艺

由于我国的水质是高碱性的，所以热电厂循环水处理的工艺要特别考虑防腐防垢的问题。而且，循环水浓缩倍率越高水中的含盐量就越高，这样，循环水水质的腐蚀很可能不断增加，因此，在提高循环水的浓缩倍率的情况下一定要考虑凝汽器的器材抗腐这一方面。目前，我国热电厂主要采用的处理方法有：石灰处理，弱酸处理，膜技术处理和加酸加水质稳定剂处理。具体的热电厂循环水处理的工艺如下：

（1）石灰处理

石灰可以有效地减少水质的硬度，降低水质的酸碱度。所以，有的热电厂在水源中添加石灰，以此来减少金属管在流动碱水的腐蚀和造垢。但是，石灰处理的系统庞大，这样对石灰的质量要求很高，而大量的热电厂并没有严格选择石灰，而且石灰的用量和使用条件更无从进行严格的要求。所以，相比之下，目前的石灰处理并不能很好的完成热电厂的需求。

（2）弱酸处理

酸性的物质本来就能除去水管壁上的污垢，此时采用弱酸是因为热电厂循环水处理的人员认为弱酸能减少对金属管的侵蚀。经试验证明，如果是100%的弱酸也会对输水管道造成腐蚀，只要不是100%的弱酸才可以采用。 但是不完全的弱酸在实际的操作中太难控制，而且给100%的弱酸进行不完全处理也有一定的难度，而且造价和运行的成本很高，相比之下，这种处理方式也不建议目前的热电厂采用。

（3）膜技术处理

膜技术处理就是使水中盐脱去一部分，达到净化水源的目的。近年来，膜技术在工业上的运用得到很大的发展，而且一些热电厂也正在投入使用。但是，膜技术的造价和运行成本太高，相比之下，这种处理方式不利于热电厂的长期发展。

（4）加酸加水质稳定剂处理

加酸加水质稳定剂处理是国内最新的工业应用技术，这种技术也逐渐的在热电厂水循环处理的工艺中脱颖而出。因为热电厂的水源的碱度很高，所以，在热电厂的日常运作中，我们一定要做好输水管道及设备的防腐防垢工作，采取有效的方法防止循环水造成腐蚀造垢的问题。加酸能够防止输水管道壁形成污垢，而且对于已经形成的污垢进行除污。加水质稳定剂能减少水循环处理的难度，提高水质的稳定性。但是，采用此方法要引入一些设备，比如酸度调节系统。

虽然，加酸加水质稳定剂处理需要经过长期的实验验证，但它的确是一个行之有效的处理方法。只要机器的参数运用得当和检测到位，除腐除垢的问题一定会迎刃而解。综合以上分析，相比之下，我认为加酸加水质稳定剂处理是最好的水循环处理方式。

3 现场动态模拟实验分析

为了证明以上分析的有效性，结合我国某家热电厂的循环水系统的工艺系统进行分析，

通过现场模拟得出结论，以此作为今后论证的实践依据。本次试验采用的稳定剂主要由磺酸盐共聚物、磷羧酸、丙烯酸聚合物、不锈钢缓蚀剂复合配制。实验准备了工艺条件和试验用水及器材。对药剂的使用量和操作方法都进行了严格的控制。实验的结果表明在某热电厂的除垢除腐的效果相比之下，现场模拟的试验比较成功。年污垢热阻值和不锈钢腐蚀率均小于国家标准。

随着水资源的紧张和水质的下降，加酸加水质稳定剂处理势在必行。我国的此项技术尚不完善，还有待于进一步研究。通过实验，此项工艺在现场取得了良好的效果，为我国今后热电厂的水循环处理积累了经验。

总结

我国大多数发电厂都采用的是敞开式循环冷却的方法，循环水的补充水源一般都是当地的地下水，处理工艺上采用的是添加水质稳定剂的处理方式。但是，随着水资源的紧张和水质的下降，热电厂的用水不得不受到限制。本文通过理论上的分析和试验上研究，得出加酸加水质稳定剂处理是一项很好的水循环处理方法。本文针对我国目前大多数热电厂循环水处理的方法出现的问题，从热电厂的水质和腐蚀两方面进行分析，通过对循环水处理工艺改进的可行性分析，并经过实验验证，总结出在水中添加酸性溶剂和稳定剂是最好的处理措施。希望能为同类系统提供有效地参考价值。