题目：热处理工艺的现状与发展方向
专业：09冶金工程
班级：（2）
学号：09455622
姓名：
日期：2012年5月30日
热处理工艺的现状与发展方向
09冶金（2）
摘要：热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料、发挥其潜力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键因素。通过适当的热处理，能最大限度地发挥材料潜力，保证产品所要求的力学性能、工艺性能。热处理是通过加热、保温、冷却来改变零件的内部组织，从而达到改变其使用性能之目的。
关键词：热处理，新工艺，精准加工，环保
引言热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的，而且，只要选材合适，热处理得当，就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高，实现“搞好热处理，零件一顶几”的目标，收到事半功倍的效果。热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都具有十分重要的意义。
1、热处理工艺的现状
1.1金属热处理技术的现状及存在的问题
热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料、发挥其潜力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键因素。通过适当的热处理，能最大限度地发挥材料潜力，保证产品所要求的力学性能、工艺性能。目前我国机械工业的热处理厂、点共约10 500个，职工总数近15万人，加热设备约11万台，年热处理钢件700吨，铸件热处理300吨，年产值50亿元，年耗电85亿千瓦时，热处理生产技术水平和产品质量有了较大提高，为我国机械工业的发展提供了有力的支持。但和国外先进热处理技术相比，我国热处理技术仍存在不小差距。
1.2热处理设备能耗大，能源利用率低
热处理是通过加热、保温、冷却来改变零件的内部组织，从而达到改变其使用性能之目的。热处理用电量约占机械制造业总用电量的25%~30%，是制造业中
的耗能大户。全国热处理的平均单位电耗虽已由1978年的约1 600 kW·h/t下降到1 000 kW·h/t，主要工业城市及大中型企业约为500~800 kW·h/t，但和工业发达国家的水平相比，还存在着相当大的差距。欧美国家热处理平均单位电耗为300~450kW·h/t，而日本各种热处理工艺平均单位电能消耗仅为323 kW·h/t。我国的热处理消耗与日本、欧美的能耗指标相比，要多2~3倍。
造成这种状况的原因主要有:1）设备负荷率低。目前普遍存在大马拉小车的现象，在装不满炉的条件下生产，由此造成的电能浪费估计在40%以上；2）设备的有效利用率低。由于生产组织不当，加热设备不能连续工作，大量的时间和电能消耗在炉子升温上；3）加热设备的热损失大。炉衬蓄热量大，绝热效果差，散热严重；4）加热过程中的无效消耗多。各种加热炉的夹具、料盘设计不符合节能要求，尺寸过大，致使约10%~20%的电能被浪费；5）工艺选择不当，加热和保持时间的计算过于保守；6）操作人员节能意识差，尤其是交接班的情况下人为浪费能源的现象严重；7）在管理上只注重完成生产任务，忽视了节能工作，企业内部缺乏热处理能源利用管理条例和有效的节能措施。
1.3污染环境严重
热处理生产属于高温作业，对环境的污染主要包括生产中产生和排放的废气、废水、粉尘、废渣、噪声和电磁辐射等。全国有近2万台盐浴炉，年消耗NaCl、BaCl
2
等中性盐8×104t以上、活性盐9000 t。每年挥发出的蒸气中，中性盐近6500 t，活性盐700t，活性盐成分中含剧毒、腐蚀性气体；生产中大量使用的气体渗碳、气体渗氮及其它化学热处理每年向空气中排放千万立方米数量
级的CO
2、残氨等废气。全国年消耗淬火、回火油25000 t，其中1/3转变为C
m
H
m
、
碳黑和烟尘；酸洗、发蓝中硫酸、盐酸、苛性碱的挥发物；工件表面油脂的燃烧，没有清洗或清洗不良的工件，装炉后表面油脂的蒸发和燃烧形成大量的烟气，使工作场地和工厂周围环境严重污染；另外，目前采用的燃烧脱脂法，如处理不当，也会造成燃烧产物的大量外泄。全国的机械制造厂中估计现有5000余台喷砂设
备，每年约产生1万余吨的SiO
2和Al
2
O
3
粉尘，除部分粉尘被收集和沉淀外，有
很大一部分散落在工作场地或成为飘尘散布到大气中；
流态化粒子炉的石墨粉尘或氧化铝粉尘、固体渗碳剂的炭粉尘和煤燃烧粉尘
都会造成粉尘污染。在每年25000 t淬火油用量中约有1/3老化油要排除。这些
油中含Fe、Cr等自工件表面脱落的氧化物，工件自盐中带出的BaCl
2、SO
2-4
、NO-、
Cl-等有害和剧毒物质；含盐、尤其是含剧毒氰盐的水和水基淬火介质、发黑(发蓝）或磷化的废液以及含油脂和盐的清洗废液的直接排放；不经处理的盐渣和废盐随意放置或埋藏，都会造成水质污染。另外，喷砂机、喷丸机工作也会产生较大的噪声，会对周围环境和操作工人产生很大危害。
1.4少无氧化热处理设备普及程度低，资源浪费严重
热处理中金属零件在空气中加热时必然会发生严重氧化和脱碳。一般估计，在空气中加热的氧化烧损为金属本身重量的3%，加上一些产品需以切削加工方法除去表面脱碳层，氧化脱碳的损耗会达到3%~5%的程度。自“六·五”以来，我国热处理行业一直将开发和推广少无氧化、少无脱碳热处理技术作为工作的重点。经过多年的努力，到“九·五”末期，在汽车、机械基础件、航空、兵器等一些行业，少无氧化加热的比重已达70%以上，其中可控气氛热处理普及程度达50%，真空热处理达10%左右。但从总体情况看，我国热处理行业少无氧化加热的比重平均只有30%，和工业发达国家的80%~90%以上相去甚远，每年由于热处理氧化烧损和脱碳浪费的优质钢材达百万吨以上。氧化、脱碳会破坏金属制品的表面质量，对于热处理后直接使用的零件必然会严重降低其使用寿命。钢丝和钢带的冷拔、冷轧需要预先施行酸浸，以除去表面的氧化皮，除恶化工作条件外还会造成严重的环境污染。脱碳会明显降低弹簧、齿轮、轴类零件的疲劳寿命，增加刃具、模具和摩擦零件的磨损，使其提前失效。而钢的生产一般要经过采矿、选矿、炼铁、炼钢、浇注、轧制等工序，钢材在热处理中的氧化烧损和脱碳造成资源、能源、人力等方面的巨大浪费。
2 热处理工艺的发展方向
2.1大力发展多参数热处理和复合热处理工艺
传统的热处理，就主要控制的参数而言，多为常压下的温度时间两个参数的
热处理；就工艺方式而言，多为单一的热处理。这样热处理的效果也只能是单一化。为此，要大力发展多参数热处理和复合热处理工艺。
2.1.1多参数热处理
（1）. 真空热处理
这是一种附加压力的多参数热处理。它具有无氧化、无脱碳、工件表面光亮、变形小、无污染、节能、自动化程度高、适用范围广等优点，是近年来发展最快的热处理新技术之一，特别是在进行材料表面改性方面获得了很大的进展，许多新近开发的先进热处理技术，如真空高压气淬、真空化学热处理等，也需在真空下方能实施。采用真空热处理技术可使结构材料、工模具的质量和使用寿命得到大幅度的提高，尤其适合于一些精密零件的热处理。在工业发达国家，真空热处理的比例已达到20%左右，而我国目前约有真空热处理炉1200台，占热处理炉总数的1%左右，与国外的差距很大。预计今后随着热处理行业的技术进步和对热处理工件质量要求的越来越高，真空热处理将会有较大的发展。
（2）.化学热处理
这是一种附加成分的多参数热处理。普通化学热处理，如渗碳、碳氮共渗、碳氮硼共渗等，分别属于附加单成分、双成分和三成分的多参数热处理。近年来，又发展了许多利用新技术的新型化学热处理，如真空化学热处理，流态床化学热处理、离子渗金属、离子注入、激光表面合金化等，均可提高工件的耐磨损及耐腐蚀等使用性能。稀土在化学热处理中的应用(即与稀土共渗)，能显著提高渗速，缩短处理周期，并可提高渗层的耐磨性和耐腐蚀性，这是我国的一大特色。此外，固溶化学热处理也是一个值得注意的动向，内蒙农机研究所黄建洪等人开发了含氮马氏体化处理(N*M处理)工艺，这是第一个以获得固溶N的含氮马氏体为目的的渗氮工艺，已成功地应用于剪毛机刀片生产。
（3）.形变热处理
这是一种附加应力的多参数热处理。采用压力加工和热处理相结合的工艺，把形变强化和相变强化结合起来，使材料达到成型与复合强化的双重目的。形变热处理能提高材料的综合力学性能，并可以简化工序，利用余热，节约能源及材料消耗，经济效益显著。形变热处理的应用广泛，从结构钢、轴承钢到高速钢都
适用。目前工业上应用最多的是锻造余热淬火和控制轧制。美国采用控制轧制来生产高硬度装甲钢板，可提高抗弹性能。我国兵器工业系统开展了火炮、炮弹零件热模锻余热淬火、炮管旋转精锻形变热处理、枪弹钢芯斜轧余热淬火等试验研究，取得了很好的效果。
2.1.2复合热处理
复合热处理是将两种或两种以上的热处理工艺复合，或将热处理与其它加工工艺复合，这样就能得到参与组合的几种工艺的综合效果，使工件获得优良的性能，并节约能源，降低成本，提高生产效率。如渗氮与高频淬火的复合、淬火与渗硫的复合、渗硼与粉末冶金烧结工艺的复合等。前述的锻造余热淬火和控制轧制也属于复合热处理，它们分别是锻造与热处理的复合、轧制与热处理的复合。还有一些新的复合表面处理技术，如激光加热与化学气相沉积(CVD)、离子注入与物理气相沉积(PVD)、物理化学气相沉积(PCVD)等，均具有显著的表面改性效果，在国内外的应用也日益增多。
需要指出的是，复合热处理并不是几种单一热处理工艺的简单叠加，而是要根据工件使用性能的要求和每一种热处理工艺的特点将它们有机地组合在一起，以达到取长补短、相得益彰的目的。例如，由于各种热处理工艺的处理温度不同，就需要考虑参加组合的热处理工艺的先后顺序，避免后道工序对前道工序的抵消作用。
2.2 采用新的加热源和新的加热方式
2.2.1新的加热源
在新的加热源中，以高能率热源最为引人注目。高能率热源主要有激光束、电子束、等离子体电弧等。高能率热处理就是利用高能率热源定向地对工件表面施加非常高的能量密度(10 3 ～10 8 w/cm 2 )，从而获得很快的加热速度(甚至能达到10 11℃/s)，这样在极短的时间内(1～10 -7S)，将工件欲处理区的表层加热到相变温度以上或熔融状态，使之发生物理和化学变化，然后依靠工件自身冷却实现表面硬化或凝固，达到表面改性的目的。高能率热处理在减小工件变形、
获得特殊组织性能和表面状态方面具有很大的优越性，可以提高工件表面的耐磨性、耐蚀性，延长其使用寿命。高能率热处理近年来发展很快，是金属材料表面改性技术最活跃的领域之一，其中激光热处理和离子注入表面改性技术在国外已进入生产阶段。我国一汽、二汽、西安内燃机配件厂等单位，都已建立了汽车发动机缸套的激光表面淬火生产线，但由于高能率热处理的设备费用昂贵等原因，目前我国尚未大量应用，但其发展前景广阔，今后将会成为很有前途的热处理工艺。
2.2.2新的加热方式
在热处理时实现少无氧化加热，是减少金属氧化损耗、保证工件表面质量的必备条件，而采用真空和可控气氛则是实现少无氧化加热的主要途径。
在表面加热方面，感应加热具有加热速度快、工件表面氧化脱碳少、变形小、节能、公害小、生产率高、易实现机械化和自动化等优点，是一种经济节能的表面加热手段，主要用于工件的表面加热淬火。高能率加热具有加热速度快、表面质量好、变形小、能耗低、无污染等优点，也是一种极为有效的表面加热方式。在整体加热方面，有真空加热、高压加热、流态床加热等方式。流态床加热虽然能量密度不高，但加热快且均匀、工件变形小、表面光洁、处理后不需清洗、工艺转换容易、能提高产品质量、节能、公害小、成本低、并可以与化学热处理相结合，是一种很好的加热方式，特别适宜于多品种、小批量和周期性生产，可用来取代传统的盐浴热处理，其发展前景令人瞩目。
2.3 采用新的淬火介质和改进淬火方法
2.3.1改进原有的淬火介质，采用新型淬火介质
淬火介质是实施淬火工艺过程的重要保证，对热处理后工件的质量影响很大。正确选择和合理使用淬火介质，可以减小工件变形，防止开裂，保证达到所要求的组织和性能。
在热处理生产中，常用的淬火介质有水、油、盐类等，它们各有优缺点。例如，水是应用最广泛、最经济和冷却能力很强的淬火介质，但它在低温区冷却速
度极快，易使工件变形和开裂；当水温超过40℃以上时，其冷却速度急剧降低，又易使工件淬不透。又如用油淬火，虽然对减小工件变形和开裂很有利，但对淬透性较差或尺寸较大的工件淬不硬，且油易老化，对周围环境的污染大，有发生火灾的危险。为此，要对原有淬火介质的性能进行改进，并积极开发应用冷却速度介于水和油之间、并可根据需要调整冷却速度，同时又经济、安全、无污染的新型淬火介质。
无机物水溶液淬火剂和有机聚合物淬火剂是新型淬火介质的发展重点，特别是有机聚合物淬火剂的研究和应用尤为引人注目，其优点是无毒、无烟、无臭、无腐蚀、不燃烧、抗老化、使用安全可靠、且冷却性能好、冷却速度可调、适用范围广、工件淬硬均匀、可明显减少淬火变形和开裂倾向。从提高工件质量、改善劳动条件、避免火灾和节能的角度考虑，有机聚合物淬火剂有逐步取代淬火油的趋势，是淬火介质的主要发展方向，尤其是对于水淬开裂、变形大，油淬不硬的工件，采用有机聚合物淬火剂更是成功的选择。目前，世界上应用最多的是聚烷撑乙二醇(PAG类)淬火剂，它具有逆溶性，冷却速度在盐水和冷油之间，适用的淬火钢种范围广，使用寿命长。还有聚丙烯酸盐(ACR类)淬火剂、聚氧化吡咯烷酮(PVP类)淬火剂和聚乙基恶唑啉(PEO类)淬火剂等，也获得一定程度的应用。
多年来，我国在淬火介质的研究和应用方面，做了大量的工作，取得了一定的成绩，基本上满足了热处理生产的需要，但与国外的先进水平相比差距很大，并落后于热处理其它技术领域的发展，是热处理行业中的一个薄弱环节，今后应当给予重视和加强。
2.3.2改进老的淬火方法，采用新的淬火方法
为了使工件实现理想的冷却，获得最佳的淬火效果，除根据工件所用的材料、技术要求、服役条件等，来合理选用淬火介质外，还需不断改进现有的淬火方法，并采用新的淬火方法。如采用高压气冷淬火法、强烈淬火法、流态床冷却淬火法、水空气混合剂冷却法、沸腾水淬火法、热油淬火法、深冷处理法等，均能改善淬火介质的冷却性能，使工件冷却均匀，获得很好的淬硬效果，有效地减少工件的变形和开裂。
2.4重视热处理节能和环境保护
2.4.1大幅度降低热处理的能耗
热处理是机械制造业中耗能最多的工艺之一，在工业发达国家，热处理生产成本的25%～40%是能源成本。据统计，我国的热处理设备中，电炉约占90%，装机总容量约为600万Kw，热处理的年用电量近90亿Kw . h。由于我国的热处理工艺和设备比较落后，能源利用率低，热处理能耗水平为500～1000Kw . h/t，比工业发达国家多2～3倍，因此节能的潜力很大。热处理节能的途径主要有：(1)在热处理工艺方面，改进老工艺，推广应用先进的节能新工艺；(2)在热处理设备方面，改造或淘汰耗能高的落后设备，发展新型高效节能的新设备；(3)在生产组织管理方面，合理组织热处理的批量生产，力求集中和连续性生产，不断提高热处理的专业化生产水平。而搞好热处理，努力提高热处理质量，延长工件的使用寿命，则是最大的节能。开发和推广应用非调质钢，是80年代热处理节能技术的一项重大进展。应用非调质钢，不仅能显著节能，而且减少了生产工序，节省了材料消耗，降低了成本，还可避免淬火时带来的变形和开裂，提高了工件的质量和使用寿命。目前，非调质钢多用于取代调质碳素结构钢，今后的发展趋势是用非调质强韧钢来取代调质合金结构钢，进一步扩大非调质钢的应用范围。
2.4.2高度重视热处理生产的环境保护
热处理生产对环境造成的污染很大，包括排出的废气、废水、废液、废渣、粉尘、噪声、电磁辐射等，且随着生产的发展，其危害也日益严重。研究和采用无污染、无公害的热处理技术，并对排放的有害物质进行有效控制和综合治理，是消除热处理污染的主要措施。
1989年联合国环境署决定在全世界推行清洁生产技术。所谓清洁生产技术，就是通过对生产过程和产品的综合防治，减少废弃物产生，最大限度地保护自然环境和利用自然资源，即选取清洁的原料，采用清洁的工艺，实现清洁的生产过程，制造出清洁的产品。日本东京金属技术研究所金武典夫博士通过分析引起全球性的温室效应、空气污染、酸雨等对环境造成的影响，提出了一种“节能-高效-环保型热处理”的综合体系，它包括了预处理、热处理、后处理、技术保
证体系和环境管理体系，而其关键是将高新技术应用于热处理生产中。我国已把环境保护作为一项基本国策，并从1992年开始推进清洁生产技术。根据清洁生产技术的要求，我国现阶段热处理生产的主要控制目标应是少无污染、少无氧化和节能，并应把真空热处理和可控气氛热处理作为热处理行业“九五”期间重点推广应用的清洁生产技术。
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X X X 热处理工艺卡 Heat Treatment Instruction 工艺卡编号 Doc. No.HTI12-01 第 Page 1 1 页共 of 1 1 页 工程项目名称Project Name / 产品编号 Product No GJ12-02 图号/修改号 Dwg./Rev. No. HCHM35.3.3 产品名称 Product Name 高过出口集 箱 件号Part No.NA 零部件名称 Part Name NA 规格 Dimension 219×16 数量 Quantit y 1 重量 kg Weight 506.035 材料Material 15CrMoG 最大厚度 mm Max. THK. 12 热处理类型 Type of H.T. 制造后热处理 Post Fabrication H.T. 热处理方法 Method of H.T. 整体炉内 Heating as a whole in c losed furnace 工艺规程编号 Procedure No. HZWY0903- 2009 说明: Detail: Sketch 1. 按XXX 0901-2009 压力容器热处理规 程操作。 2. 应安装由 2 个窄条固定的 6 支铠装热 电偶。窄条厚 3mm，宽 40mm，见右图。 3. 窄条由螺栓锁紧和固定，每个窄条上 所安装的 3 个铠装热电偶头，被紧固 在容器的上、中和下部，如右图所示。 1. The heat treatment is Performed in compliance with XXX0901- 2009(Heat treatment for pressure vessels). 2. 9 armoured thermocouple shall be fixed by 2 strips separately, Thickness is 3mm width is 40mm,See the sketch on right. 3. The strips are fixed and tightened by bolts.Three heads of the armoued thermocouple shall be placed and fixed at备注: Remark:
浙江 X X 重型锻造有限公司 热处理中心 文件名称：热处理工艺规程 文件编号：HT/GC-01-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共12页受控号：生效日期：2010.9.15
热处理工艺规程 1.0热处理工艺规范 1.1退火及其目的 把钢加热到其一适当温度并保温，然后缓慢冷却的热处理方法，称为退火。根据退火的目的和工艺特点，可分为去应力退火，再结晶退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等。 退火的目的主要有以下几点： （1）降低硬度，改善切削加工性能。 （2）细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布，为最终热处理做好组织准备。 （3）消除内应力，消除由于塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力以及铸件内残留的内应力，以减小变形和防止开裂。 （4）使碳化物球状化．降低硬度。 （5）改善或消除钢在铸造、锻造和焊接过程中形成的各种组织缺陷，防止产生白点。 在大多数情况下，退火一般为预备热处理，通常安排在铸造或锻造之后．粗加工之前，目的是为了降低硬度．改善切削加工性能，细化组织，为最终热处理做组织准备。对于一些要求不很高的工件，退火也可作为最终热处理。消除内应力退火往往在铸造、焊接、压力加工或粗加工之后。 1.2均匀化退火 （1）定义： 均匀化退火也称扩散退火，是把钢加热到远高于Ac3或Acm的温度，经长时间保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。 （2）目的： 是使钢的成分均匀化，消除成分偏析。在高温下，钢中原子具有大的活动能量，有利于原子进行充分的扩散，从而消除成分偏析及组织的不均匀性。以减轻钢在热加工时产生脆裂的倾向和消除铸钢件内应力，并提高其力学性能。 （3）范围： 适用于铸钢件及具有成份偏析的锻轧件。 （4）工艺： 加热温度为Ac3+150～200℃，保温时间为10～20h ,随炉缓冷至350 ℃以下出炉。由于退火的加热温度很高，保温时间又长，很容易引起晶粒长大，需在退火后进行细化晶粒的处理，如进行压力加工使晶粒碎化，或通过完全退火、正火使晶较细化。 1.3再结晶退火 （1）目的： A、消除加工硬化，降低硬度。 B、消除冷塑性变形后的内应力。 （2）范围： 主要用于冷变形加工的工件。如工件经冷冲压或拉伸后，为降低硬度，便于继续进行冷变形加工，均需进行再结晶退火，也称工序间退火。对于某些冷变形加工零件，为消除加工硬化及内应力，再结晶退火也可作为最终热处理。 （3）工艺： 再结晶退火温度 Ac1－50～150℃。碳钢的再结晶退火温度一般为600～700℃。由于再结晶温度与钢的化学成分及冷塑性变形量有关，因此应根据具体情况确定。温度太高，晶粒会明显长大；温度过低，再结晶过程不能完全进行，晶粒大小不均匀。保温后空冷。 1.4去应力退火 （1）定义：
不锈钢管道焊后稳定化热处理作业指导书 QDICC/QB110-2002 1、适用范围 本工艺标准适用于不锈钢管道焊缝焊后稳定化热处理。 2、施工准备 2.1 施工用材料及机具要求： 2.1.1 热处理所用保温材料应为无碱超细玻璃棉，其氯离子含量不得超过25PPm。且应有质量证明书或合格证，捆扎热电隅的材料必须用不锈钢丝。 2.1.2 热处理设备为可自动控制温度的固定盘柜式控制柜或手提式控制箱，并应配有自动打点记录仪，加热器采用绳式红外线加热器，热电偶为K型，其连接线为补偿导线。 2.1.3 热处理设备应经检查合格，温度指示仪表及热电偶校验准确。 2.1.4 挡雨、雪的遮盖物准备齐全。 2.2 作业条件 2.2.1 热处理操作者应熟悉专业标准以及工艺、设备、测量仪表的使用。 2.2.2 热处理前应对焊缝进行确认，确认项目包括： a)焊接工作已完成。 b)焊缝外观符合质量标准。 c)其它要求检验项目已检验合格，并取得检验合格通知。
2.2.3 热处理设备及指示仪表检查合格。 3、操作工艺 3.1 工艺流程： 施工准备→热电偶及加热器安装→热处理→铁素体含量检测→资料整理 3.2 热电偶及加热安装 3.2.1 每道焊口对称安装两只热电偶，热电偶安装在靠近焊缝边缘的30mm内，管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽，热电偶安装采用不锈钢丝捆扎，为保证所测温度为管材实际温度，在热电偶与加热器之间垫小块保温玻璃布以进行隔离。 3.2.2 电加热缠绕宽度为焊缝两侧各100-125mm，一根加热器缠绕多道焊缝时，必须保证热处理部位的相似性，即：同材质，同规格，缠绕的圈数及宽度相同。 3.2.3 加热器安装完毕后用无碱超细玻璃棉进行保温，保温厚度100-150mm，为降低温度梯度，加热器外部100mm范围内应予以保温。 3.3 热处理工艺 3.3.1 300℃以下不控制升温速度，300℃以上升温速度为5125/δ℃/h，且不大于220℃/h。（δ为管壁厚度，单位mm） 3.3.2 热处理温度见下表：
Deform-3d热处理模拟操作 热处理工艺在机械制造中占有十分重要的地位。随着机械制造现代化和热处理质量管理现代化的发展，对热处理工艺提出了更高的要求。热处理工艺过程由于受到加热方式、冷却方式、加热温度、冷却温度、加热时间、冷却时间等影响，金属内部的组织也会发生不同的变化，因此是个十分复杂的过程，同时工艺参数的差异，也会造成热处理加工对象硬度过高过低、硬度不均匀等现象。Deform-3d 软件提供一种热处理模拟模块，可以帮助热处理工艺员，通过有限元数值模拟来获得正确的热处理参数，从而来指导热处理生产实际。减少批量报废的质量事故发生。 热处理模拟，涉及到热应力变形、热扩散和相变等方面，因此计算很复杂，软件采用牛顿迭代法，即牛顿-拉夫逊法进行求解。它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。多数方程不存在求根公式，因此求精确根非常困难，甚至不可能，从而寻找方程的近似根就显得特别重要。方法使用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根等。 但由于目前Deform-3d软件的材料库只带有45钢、15NiCr13和GCr15等三种材料模型，而且受到相变模型的局限，因此只能做淬火和渗碳淬火分析，更多分析需要进行二次开发。 本例以45钢热处理淬火工艺的模拟过程为例，通过应用Deform-3d 热处理模块，让读者基本了解热处理工艺过程有限元模拟的基本方法与步骤。 1 、问题设置 点击“文档”（File）或“新问题”（New problem），创建新问题。在弹出的图框中，选择“热处理导向”(heat treatment wizard)，见图1。 图1 设置新问题 2、初始化设置 完成问题设置后，进入前处理设置界面。首先修改公英制，将默认的英制
东莞热处理厂-东莞热处理公司 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 东莞热处理厂——东莞市久富五金科技有限公司位于东莞市桥头镇华夏第一工业区华夏一路1号P栋，东莞市热处理厂是一家最专业的热处理工厂。公司引进全新最先进的网带炉自动生产线，盐浴炉生产线、真空炉、退火炉、光亮炉，为您提供渗碳淬火、碳氮共渗、气体氮化、离子氮化、不锈钢固溶、等温盐浴淬火、真空淬火、调质、正火、回火、退火、时效、铝合金T6、T4服务。 东莞热处理厂——东莞市佳鑫金属科技有限公司已经发展成为集设计、生产、销售、服务于一体的企业。专业对外热处理加工、销售：螺丝、五金冲压件及技术咨询指导。 经营范围： 1、中，高碳钢、合金钢之机械零件，刀具，弹片，链条，五金冲压件等光亮淬火处理。 2、低碳钢，低合金钢之铁片，针车零件，自行车零件，螺丝等小五金零件表面渗碳，碳氮共渗光亮热处理。 3、粉末冶金之齿轮轴承表面处理。 4、模具钢（如：SKD11，SKD61），高速钢（SKH9，ASP23）等模具钢材真空热处理，包装热处理，表面氮化处理。 5、不锈钢（SUS420J2，STAVAX）零件光亮热处理。
6、数控高频表面淬火，局部淬火。 7、各种材料（如铍青铜合金）之固溶处理，退火处理，析出处理。 8、硬度测试，扭力测试，金相检测，失效分析，易损件寿命研究。 9、自动化环保染黑处理。 东莞热处理厂——东莞市万江金晟五金机械厂成立于2001年，位于珠江三角洲的东莞市万江区。公司通过多年的积累，拥有真空炉、高频机、渗碳炉、氮化炉、井式淬火炉、箱式淬火炉、台车炉、回火炉、液压校正机等设备多台，成为一家大型专业的热处理加工公司。东莞市万江金晟五金机械厂主要服务于珠三角地区模具厂、模胚厂、机械厂、设备厂、精密机械加工厂、五金厂等大、中、小企业。业务范围是：工模具的真空淬火、氮化；黑色金属的真空淬火、普通淬火、调质、正火、退火、渗碳、氮化、高频淬火、发黑、校正等；有色金属的真空淬火、普通淬火、时效、退火等热处理加工。 东莞热处理厂——东莞市特力模具钢材热处理有限公司是一间以科技为导向，集生产和致力于新工艺开发为一体的综合性热处理加工企业，东莞特力热处理厂是一家具有实力有规模的热处理加工企业，已与多家热处理企业联盟技术分享，为客户的产品解决疑难杂症。主要经营范围：真空热处理（各种压铸模，塑胶模，冷冲模热处理）、氮化、高频热处理、调质、正火、退火（去应力）、渗碳、发黑、压力淬火，阳极氧化等。主要设备：真空淬火炉、高压气淬炉，高频设备，氮化炉，渗碳炉、箱式炉、井式炉、洛式硬度测试机，显微硬度计等先进齐全的热处理配套设备。
一、适用范围 该要求适用于制造核电设备紧固件用棒材。 二、引用文件 GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T230.1-2004 金属洛氏硬度试验第一部分：试验方法（A、B、C、 D、E、F、G、H、K、N、T标尺） GB/T231.1-2002 金属布氏硬度试验第一部分：试验方法 GB/T4338-2006 金属材料高温拉伸试验方法 三、核电紧固件用棒材模拟热处理技术要求 核电紧固件用棒材在入厂化学成分复验后，紧固件生产之前需进行模拟热处理。涉及材料42CrMo4(42CrMoE)、42 CDV4(40CrMoV)、X12Cr13(12Cr13)、X6CrNiCu17-04(05Cr17Ni4Cu4Nb)、X6NiCrTiMoVB25-15-2(06Cr15Ni25Ti2MoAlVB)660、C45E/C45R(45)。 1、取样 每批（同一钢厂、同一炉罐号、同一规格直径）钢棒采购量的4%（至少2根），截取后送热处理车间进行模拟热处理。 一批钢棒数量不超过500支，作两组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒2根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒2根） 一批钢棒数量超过500支，做四组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒4根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒4根） 截取样棒时应随机抽取 2）模拟热处理
具体要求按下表1进行 3）车样（热处理后的样棒） 试样应按以下规定截取: 试样轴线应与棒材轴线平行，其轴线与表面的距离应为: φ≤25 mm 时，在棒材轴线处: 25 mm<φ≤50mm时，距表面12.5 mm处: φ>50mm时，位于d/2半径处。 试样上与试验有关的部位应与样棒端部保持一定距离，该距离不得小于钢棒直径。 4）试验项目 a、室温拉伸试验 b、高温拉伸试验 拉伸试样和高温拉伸试样采用GB/T228-2002中规定的d=10mm的圆形横截面比例试样 c、冲击试验 冲击试样采用GB/T229-2007中规定的标准夏比V型缺口冲击试样，冲击试样为三块一组，试样应并排截取，试样缺口轴线垂直于钢棒表面。对于奥氏体钢棒，试验温度为室温（20℃）；对碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢棒，试验温度为0℃。 若该批钢棒直径小于等于15mm，则不进行冲击试验。 d、硬度试验 硬度试验在每根试样的不同位置进行测定，为验证每批钢棒的均匀性，每根试样测六组数据，硬度最高的钢棒与最低的钢棒的布氏硬度值
7050 7050主要热处理状态有T6、T73、T76、T74 热处理提高7×××系强韧化的发展 传统超高强铝合金的研制方向基本上是：高强度、低韧性→高强韧性→高强韧性、高耐蚀; 随之开发的热处理状态是：T6→T73→T76→T74→T77( 和TMT)，在合金开发方面的发展特点是越来越趋于合理的高合金化，低Fe、Si 等杂质含量控制，微合金化元素选择和添加量越来越科学，最终达到提高或保持强度的同时保持或显著改善合金的抗腐蚀性能和断裂韧性。20世纪60年代前，常采用峰值时效T6，来达到最高强度，但此状态下合金中主要强化相是GP 区和一定数量的η'相，晶界的析出物为链状连续状，具有较高的应力腐蚀敏感性和较低的断裂韧性。为解决腐蚀问题，1961年Alcoa公司开发了T73双级时效制度，使晶界上的η'和η相质点聚集，连续析出相被无析出带分隔而呈断续链状分布，减小应力腐蚀和剥落腐蚀敏感性，提高了断裂韧性；同时晶内的质点发生粗化，在提高抗应力腐蚀能力的同时牺牲了10% ～15%的强度。为了提高材料的抗腐蚀性能，又开发了T76制度，此制度的时效程度比T73 的轻；为了兼顾强度和抗应力腐蚀能力，开发了时效程度介于T76 与 T73 之间的T74 制度，保证强度损失不大的情况下得到较好的抗应力腐蚀性能。为了解决强度与抗应力腐蚀能力之间的矛盾，1974 年，以色列飞机公司的Cina 首次提RRA处理工艺，此工艺是在峰值时效后加一短时的高温回归处理，使晶内强化相重溶，晶界析出相聚集粗化而不再连续，随后再次进行峰值时效，使7×××系铝合金在基本保持T6状态强度的同时获得接近T73 状态的抗腐蚀能力和韧性。1989 年Alcoa 公司以T77 为名注册了第一个RRA 处理工艺规范。解决强度与应力腐蚀性能之间矛盾的另一种方法是形变热处理TMT，可以得到最佳的强度和抗应力腐蚀性能组合状态，但此方法要求附加变形，且要求严格控制热处理温度和变形程度，尚难以在工业化生产中实现。 图 1 时效制度之间的对比 ( 4) 开发和应用新的热处理工艺及技术，提高超高强铝合金的综合性能。研究和采用高温均匀化退火( 在过烧温度以上)工艺，此工艺是先进行常规温度处理后升温至更高温度保温一定时间的均匀化处理，其目的是使残留非平衡相和时效强化相最大限度地均匀地固溶到基体中，保证固溶处理后固溶体的浓度，从而提高时效强化效果。研究和采用铸锭阶段均匀化退火工艺，即先常规温度处理后继续在较低温度处理( 也有研究认为先低温度处理后再常规温度处理) ，目的是控制对再结晶有显著抑制作用的过渡族元素的析出状态，提高合金亚结构强化效果，同时提高合金的断裂韧性、抗应力腐蚀性能和降低材料的各向异性。研究和采用多级淬火工艺，此工艺分为两种。一是两次同温度淬火工艺，这种工艺主要应用在因“高纯”而加速淬火再结晶以及在淬火时容易产生粗大再结晶组织的超高强铝合金上。如用两次470 ℃/10 min 固溶淬火替代470 ℃/20 min 一次固溶淬火工艺，这种工艺由于每次固溶保温时间短，不会引起晶粒和MnAl6、CrAl7化合物变大，保持了强度、塑性和耐蚀性的最佳组合。二是分级淬火工艺，这种工艺主要是用于合金存在多种残留非平衡相或析出相，利用分级提高固溶淬火温度而使残留非平衡相和时效强化相最大限度地固溶到基体中，从而提高时效强化效果。研究和采用RRA处理工艺和多级时效工艺。目前，超高强铝合金最新的时效处理是含Zr 铝合金的T77 状态，科研人员为了获得T77 状态的组织和性能，主要研究途径有: ( 1) 采用RRA处理; ( 2) 特殊的三级时效; ( 3) 最终形变热处理( FT-MT) ; ( 4) 严格控制参数的高温+低温双级时效。研究和开发积分模拟时效处理技术。此外，许多新开发的热处理技术在充分发挥合金的各种特性上起着非常重要的作用，如CAL 在线连续热处理法、板材喷淋式快速冷却法、感应式快速加热法等。
金属热处理工 1.职业概况 1.1 职业名称 金属热处理工。 1.2 职业定义 操作金属热处理设备,进行改变金属工件的组织、改善金属工件性能等加工的人员。 1.3 职业等级 本职业共设五个等级,分别为:初级(国家职业资格五级)、中级(国家职业资格四级)、高级(国家职业资格三级)、技师(国家职业资格二级)、高级技师(国家职业资格一级)。 1.4 职业环境条件 高温,有毒,有害(粉尘、噪声、辐射)。 1.5 职业能力特征 具有一般的计算能力和空间感、形体知觉和色觉;手指、手臂灵活,动作协调。 1.6 基本文化程度 初中毕业。 1.7 培训要求 1.7.1 培训期限 全日制职业学校教育,根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限:初级不少于500标准学时;中级不少于400标准学时;高级不少于300标准学时;技师不少于300标准学时;高级技师不少于200标准学时。 1.7.2 培训教师
培训初级、中级、高级的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或本专业中级及以上专业技术职务任职资格;培训技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书或本专业高级专业技术职务任职资格;培训高级技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书2年以上或本专业高级专业技术职务任职资格。 1.7.3 培训场地设备 培训场地应具有满足教学需要的标准教室和热处理工艺装备。 1.8 鉴定要求 1.8.1 适用对象 从事或准备从事本职业的人员。 1.8.2 申报条件 ——初级(具备以下条件之一者) (1)经本职业初级正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。 (2)在本职业连续见习工作2年以上。 (3)本职业学徒期满。 ——中级(具备以下条件之一者) (1)取得本职业初级职业资格证书后,连续从事本职业工作3年以上,经本职业中级正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。 (2)取得本职业初级职业资格证书后,连续从事本职业工作5年以上。 (3)连续从事本职业工作7年以上。 (4)取得经人力资源和社会保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业(专业)毕业证书。 ——高级(具备以下条件之一者)
时效 一、时效 在一定的温度下，保持一定的时间，过饱和固溶体发生分解(称为脱溶)，引起铝合金强度和硬度大幅度提高，这种热处理过程称之为时效。 二、时效强化机理 7×××系合金时效过程中的沉淀析出顺序为: SSSS(过饱和固溶体)→GP区→η′(MgZn2)→η(MgZn2)。若Zn：Mg比较低，一些铝合金会出现T相（Al2Mg3Zn3），T相析出序列可表示为：SSSS→GP区→T′(半共格) →T，由于时效温度一般低于200℃通常很少在合金中发现T相。6xxx系（Al-Mg-Si系）铝合金SSSS→GP区→β’相→β相(Mg2Si相)。 金属强化取决于位错与脱溶相质点间的相互作用。时效过程中分解产生的析出相能阻碍位错运动，从而提高合金强度。析出相对位错的阻碍作用主要有切过机制和奥罗万绕过机制。在沉淀析出的早期阶段，形成小尺寸的GP区和亚稳相η’相，位错滑移需-切割析出相，使基体得到明显强化。随着时效时间的延长，析出相的尺寸增大，合金强度增加。在沉淀析出的后期，主要发生亚稳相η’向平衡相η的转变以及η相的粗化，此时位错线采取绕过方式移动，因为绕过析出相所需的临界切应力比切过所需的低。随着时效时间的延长，析出相明显长大，强化效果降低，强度下降。合金的强度主要由晶内析出相GP区和η’相的体积分数、形貌尺寸和分布所决定。沉淀相的体积分数越大，分布越均匀致密，合金的强度越高。通常切割机制比绕过机制的强化效果好。切割机制的强化效果随质点体积分数和尺寸的增大而增大，而绕过机制的强化效果则应随质点体积分数的减小和尺寸的增大而减小。 合金在时效过程中的强度变化的特征：开始阶段的脱溶相（GP区或某种过渡相）与基体共格、尺寸很小，因而位错可以切过。此时的屈服切应力增量取决于切割脱溶相所需的应力。继续脱溶时，脱溶相体积分数（?）及尺寸（r）均增加，切割它们所需应力加大，使强化值增加，经一段时间后，?会达到一定值，脱溶相将按奥斯特华德熟化过程规律增大尺寸，使合金进一步强化。最后，脱溶相质点逐渐向半共格或非共格质点（过渡相或平衡相）转变，尺寸也不断加大，
1简述常用的热处理的方法及时效处理。 答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。时效处理有人工时效处理，自然时效处理。 退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。 正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。 淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。 回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。 自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。 人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。 2简述钢回火的目的 答：回火又称配火。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。 3简述钢的表面淬火的作用及分类。 答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 4简述感应热处理技术的工作原理及特点。简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。 答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超
热处理复习重点 第一章金属材料基础知识 1. 材料力学性能 （1）材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。强度有多种指标，如屈服强度（σs）、抗拉强度（σb）、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 （2）塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率（δ）和断面收缩率（φ），δ和φ越大，材料的塑性越好。 （3）材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标是弹性模量（弹性变形范围内，应力与应变的比值）。 （4）硬度（材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力） a. 布氏硬度（测较低硬度材料） 用一定直径的钢球或硬质合金球，在一定载荷的作用下，压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值。HBS（钢球，<450）、HBW（硬质合金球，>650）。 b. 洛氏硬度（测较高硬度材料） 利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，根据压痕深度确定的硬度值。HRA（金刚石圆锥，20~80）、HRB （1.588mm钢球，20~100）、HRC（金刚石圆锥，20~70） c. 维氏硬度（适用范围较广） 维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同，但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。 （5）冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。通常用冲击功A k来度量，A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。 （6）疲劳强度 材料在规定次数（钢铁材料为107次，有色金属为108次）的交换载荷作用下，不发生断裂时的最大应力，用σ-1表示。 2. 铁碳相图
第二章钢的热处理原理 1. 钢的临界温度 A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度 A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度 A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度 A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度 A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度 A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度 2. 钢在加热时的转变 （1）共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核（相界面处）、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。 （2）铁素体向奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。所以转变过程中珠光体中总是铁素体首先消失，铁素体全部转化为奥氏体时，可以认为奥氏体长大完成。 （3）影响奥氏体形成速度的因素：加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。 （4）加热速度越快，奥氏体形成的开始温度和终了温度越高，而孕育期和转变时间越短，奥氏体形成速度越快。 （5）钢中含碳量越高，奥氏体形成速度越快；碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速度，故减慢奥氏体的形成速度；费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度，因而加快了奥氏体中的形成速度。 （6）当钢的化学成分相同时，原始组织越细，相界面面积越大，形核率越高，奥氏体形成速度越快。 （7）奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。 （8）起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上，奥氏体转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的奥氏体晶粒大小；实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小；本质晶粒度表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。1~4级为本质粗晶粒度，5~8级为本质细晶粒度。 （9）影响奥氏体晶粒长大的因素：加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始组织。 （10）实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。 （11）当成分一定时，原始组织越细，碳化物弥散度越大，则奥氏体晶粒越细。与粗珠光体相比，细珠光体总是易于获得细小而均匀的奥氏体晶粒。片状珠光体比球状珠光体在加热时奥氏体晶粒易于粗化。 （12）时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放臵或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化。 3. 钢在冷却时的转变 （1）常用的冷却方式有两种： 等温冷却——将奥氏体状态的钢迅速由高温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间，使奥氏体在该温度下发生组织转变，然后再冷到室温。过冷奥氏体等温转变曲线（TTT曲线或C曲线） 连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定的速度连续从高温冷到室温，使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） （2）TTT曲线反映转变开始和转变终了时间，转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系。 （3）在A1温度以下某一确定温度，过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷
稳定化处理工艺参数对预应力 钢绞线性能的影响 王福新袁康秦术宝朱龙 (北京科技大学) (天津市第二预应力钢丝有限公司) 摘要通过对预应力(PC)钢绞线稳定化处理及随后的破断、应力松弛 试验，分析了处理前后强度、塑性、松弛率指标的变化趋势，得出了工艺温度、张应力对性能指标的影响规律，进而提出了稳定化处理的最佳工艺参数。 关键词稳定化处理工艺参数钢绞线性能 EXPERIMENTAL STUDY ON EFFECT OF STABILIZING TREATMENT PARAMETERS ON PROPERTIES OF PC STEEL STRAND WANG Fuxin YUAN Kang (University of Science and Technology Beijing) QIN Shubao ZHU Long (Tianjin No.2 Concrete Co.，Ltd.) ABSTRACT The change in strength,plasticity and relaxation rate of PC steel strand before and after stabilizing has been analyzed by means of fracture and stress relaxation tests.The effect of treatment parameters and tensile stress on the properties was obtained and optimum parameters of stabilizing treatment were also proposed. KEY WORDS stabilizing treatment,process parameter,strand,property 1 前言 目前，国内依靠引进能生产低松弛、高强度预应力(PC)钢丝、PC钢绞线的厂家已达20余家，生产能力30万t以上。但由于我国此类产品的生产、应用起步较晚，产品同欧美国家的实物水平相比，存在较大差距，主要表现在［1］：①松弛值不稳；②伸直性不良；③产品通条均质性差。因此，有必要系统地研究钢绞线生产中对产品性能起关键性作用的
卷) Page 1 of 3 中级热处理工(A 卷) 一、单项选择题（将正确答案前的字母填入括号内。每题2分，满分40分） 1．亚共析钢加热到AC 3点时（ ）。 A 、铁素体开始自奥氏体中析出 B 、开始发生奥氏体转变 C 、铁素体全部溶入奥氏体中 D 、铁素体自奥氏体中析出完毕 2．渗碳体的合金结构为（ ）。 A 、间隙固溶体 B 、置换固溶体 C 、机械混合物 D 、金属化合物 3．含碳量1.2%的钢，当加热至AC 1~ACm 时，其组织是（ ）。 A 、奥氏体 B 、铁素体和奥氏体 C 、珠光体和奥氏体 D 、奥氏体和二次渗碳体 4．与40钢相比，40Cr 钢的特点是（ ）。 A 、C 曲线左移，Ms 点上升 B 、C 曲线左移，Ms 点下降 C 、C 曲线右移，Ms 点上升 D 、C 曲线右移，Ms 点下降 5．碳原子和氮原子溶入铁原子晶格中形成的固溶体类型（ ）。 A 、前者为置换式，后者为间隙式 B 、前者为间隙式，后者为置换式 C 、两者均为间隙式 D 、两者均为置换式 6．过冷奥氏体转变为马氏体是以（ ）方式进行的。 A 、铁原子的扩散 B 、碳原子的扩散 C 、共格切变 D 、铁和碳原子的扩散 7．黄铜是以（ ）为主的合金。 A 、Cu ，Pb B 、Cu ，Zn C 、Cu ，Al D 、Cu ，Sn 8．调质钢经调质后的组织为（ ）。 A 、回火马氏体 B 、回火索氏体 C 、珠光体 D 、回火贝氏体 9．工件在水中淬火冷却的过程中会依次出现（ ）阶段。 A 、蒸汽膜、沸腾、对流 B 、蒸汽膜、沸腾、传导 C 、沸腾、蒸汽膜、传导 C 、沸腾、蒸汽膜、对流 10．灰铁中的石墨是以（ ）形式存在的。 A 、球状 B 、蠕虫状 C 、团絮状 D 、片状 11．渗碳层从表面到心部依次由过共析层、共析层、亚共析层构成，其中（ ）又称为过渡层。 A 、亚共析层 B 、共析层 C 、过共析层 D 、共析层+亚共析层 12．根据珠光体片层间距大小，常将其分为（ ）三类组织。 A 、珠光体、魏氏组织、莱氏体 B 、珠光体、索氏体、屈氏体 C 、珠光体、索氏体、莱氏体 D 、珠光体、索氏体、魏氏组织 13．淬火钢在回火过程中的组织转变可划分为回火马氏体形成，（ ），应力消除，碳化物聚集长大等四个阶段。 A 、回火马氏体长大 B 、碳化物形核 C 、残余奥氏体分解 D 、剩余部分奥氏体 14．热处理炉的有效加热区指（ ）符合热处理工艺要求的装料区域。 A 、炉膛尺寸 B 、炉温波动幅度 C 、炉温均匀性 D 、升温速度 15．任何化学热处理过程都是由介质分解，活性原子被吸收，（ ）等三个基本过程构成的。 A 、形成置换固溶 B 、渗入原子扩散 C 、形成间隙固溶 D 、形成化合物 16．过共析钢的室温平衡组织是（ ）。 A 、铁素体加一次渗碳体 B 、珠光体加一次渗碳体 C 、铁素体加二次渗碳体 D 、珠光体加二次渗碳体
铝合金T状态含义如下： T1-----铝材从高温热加工冷却下来，经自然时效所处的充分稳定的状态。适用于热挤压的不进行冷加工的材料，或矫直等冷加工对其标定力学性能无影响的产品。 T2-----铝材从高温热加工冷却后冷加工，然后再进行自然时效的状态。如为了提高强度，对热挤压产品进行冷加工，在通过自然时效可达到充分稳定的状态，也适用于矫直加工会影响其标定力学性能的产品。 T3-----固溶处理后进行冷加工，然后通过自然时效所达到的一种状态。适用于固溶处理后通过冷加工能提高其自然时效状态的强度性能的产品，或矫直能影响其标定力学性能的产品； T31-----固溶热处理，冷加工月1%变形量，然后自然时效； T351-----固溶热处理，通过可控的拉伸量消除应力（薄板的永久变形量0.5%～3.0%，厚板的1.5%～3%，棒材的冷精轧量即冷精整变形量1%～3%，手锻件或环锻件及轧制环的永久变形量1%～5%），然后自然时效。拉伸后不再进行矫直；T3510-----固溶热处理，通过可控的拉伸量对挤压材消除应力（挤压管、棒、型材的永久变形量1%～3%，拉伸管的永久变形量0.5%～3%），然后自然时效。拉伸后不再进行矫直； T3511-----同T3510状态，但拉伸后作了镜面矫直，以达到标准规定的尺寸偏差精度； T352-----固溶热处理，压缩永久变形量1%～5%以消除应力，然后自然时效；T354-----固溶热处理，在精整模内冷整形以消除应力，然后自然时效，适用于模锻件； T36-----固溶热处理，冷加工约6%变形量，然后自然时效； T37-----固溶热处理，冷加工约7%变形量，然后自然时效； T39-----固溶热处理，适量的冷加工变形以满足既定的力学性能要求，冷加工可在自然时效前进行，也可在其后进行。 T4-----固溶热处理与自然时效。 T41-----在热水中淬火的状态，以防止变形与产生较大的热应力，此状态用于锻件； T42-----固溶热处理与自然时效，适用于自退火状态或F状态固溶热处理的实验材料，也适用于用户将任何状态的材料固溶热处理与自然时效； T451-----固溶热处理，通过一定量的拉伸以消除应力（薄板的永久变形量0.5%～3.0%，厚板的1.5%～3%，棒材轧制永久变形量或冷精整相等的变形量，自由锻件、环锻件和轧制环的1%～5%），然后自然时效。拉伸后不得作进一步的矫直； T4510-----固溶热处理，一定量的拉伸以消除应力（挤压管、棒、型材的永久变形量1%～3%，拉拔管的永久变形量0.5%～3%），然后自然时效，拉伸后不得作进一步的矫直； T4511-----同T4510状态，但拉伸后作了镜面矫直，以达到标准规定的尺寸偏差精度； T452-----固溶热处理，压缩永久变形量1%～5%以消除应力，然后自然时效；T454-----固溶热处理，在精整模内冷整形以消除应力，然后自然时效，适用于模锻件； T5-----从热加工温度冷却后再进行人工时效。
A312 TP347H稳定化热处理工艺改进 【摘要】本文简要介绍了A312 TP347H材料的性能和稳定化热处理的作用，分析了A312 TP347H不锈钢管稳定化热处理后出现裂纹的原因，根据裂纹产生的原因，对A312 TP347H稳定化热处理工艺提出了改进措施。 【关键词】A312 TP347H；裂纹；稳定化热处理 1、背景 A312 TP347H因具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀及其热稳定性而被广泛应用于电站、化工等行业。神华煤直接液化项目是我国煤直接液化关键技术研究国家863计划项目之一，工艺管道材质种类多，其中A312 TP347H被大量安装在与反应器相连接的管道中，管内介质为固、液、气三态混合的油煤浆，最高运行温度455℃（设计温度482℃），最高运行压力19.188MPa（设计压力20.55MPa），管道设计技术条件要求对其进行焊后稳定化热处理。 为了消除应力焊接残余应力，提高A312 TP347H的抗晶间腐蚀能力，根据设计给出的工艺对焊缝进行了稳定化热处理处理，然而在对完成稳定化热处理的焊缝进行表面酸洗钝化处理后，部分焊缝出现表面裂纹，且随着壁厚的增加，裂纹程度更严重。经分析，稳定化热处理工艺是出现裂纹的主要原因。 2、材料特性 A312 TP347H在ASME中归类为P-NO. 8，与我国18-8型奥氏体耐热钢比较相近，为单相奥氏体组织，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。 3、稳定化热处理的作用 A312 TP347H奥氏体不锈钢组织为单相奥氏体，焊后易出现晶间腐蚀、应力腐蚀开裂。因此A312 TP347H含有的稳定化元素Nb+Ta，在经过890℃以上的稳定化温度时，能形成稳定碳化物（由于Nb能优先与碳结合，形成NbC），大大降低奥氏体中Cr23C6的含量，起到了牺牲Nb元素保护铬元素的目的。进行这种退火可以将碳化铬完全溶解，而特殊碳化物TiC或NbC不完全溶解，且在冷却过程中特殊碳化物又充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀倾向。 4、施工中出现的问题，分析与解决 根据管道技术条件要求，现场执行的稳定化热处理工艺如下表（1） 稳定化热处理实际操作时，采用电加热板对焊缝区进行加热；硅酸铝保温棉对其包扎保温，具体内容是按以下要求执行的：
铝合金的热处理 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。 一、热处理的目的 铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面： 1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力； 2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化； 4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。
二、热处理方法 1、退火处理 退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si结晶球状化，改善合金的塑性。其工艺是：将铝合金铸件加热到280-300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。 2、淬火 淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶体的熔点，多在500℃以上），保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。然后，急速淬入60-100℃的水中，使铸件急冷，使强化组元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室温。这种过程叫做淬火，也叫固溶处理或冷处理。 3、时效处理 时效处理，又称低温回火，是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷直至室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定的工艺过程。 合金在时效处理过程中，随温度的上升和时间的延长，约经过过饱和固溶体点阵内原子的重新组合，生成溶质原子富集区（称为G-PⅠ区）和G-PⅠ区消失，第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PⅡ区，之后生成亚稳定的第二相（过渡相），大量的G-PⅡ区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点聚集几个阶段。 时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。自然时效是指时效强化在室温下进行的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效3种。