热处理工艺.ppt

第三章 钢的热处理工艺 美国热处理技术发展路线图 美国能源部(DOE) 、金属学会的热处理学会(ASM2HTS)和热处理协会(HTI)从1997年开始花了7年时间的筹备,于2004年正式公布的美国热处理技术发展路线图( heat treating technology roadmapupdate22004 HTS revision),其目的是为了提高热处理的生产技术水平和经济效益, 所以路线图初稿(1997) 特别标明是针对热处理加工企业( roadmapworkshop)的。 2020年要实现的目标,即节约80%的能源,工艺周期缩短50% ,生产成本降低75% ,热处理炉使用寿命提高10倍,炉子价格降低50% ,热处理件零畸变,零质量分散度,企业利润率保持25%以上,和用户保持10年以上的固定协作关系,热处理生产零排放,炉衬厚度减少一半,隔热能力提高一倍。 　我国热处理现状 我国的热处理行业是随着机械制造业的发展而发展起来的。 1949年以前,由于连年战乱,除了少数军工企业外,基本上没有机械制造业,当然也就不存在热处理行业。 1949年以后,随着工业建设的发展,在前苏联援建的大型机械制造工厂中出现了现代化的热处理车间,最有代表性的就是长春一汽和洛阳拖拉机厂的热处理车间。 改革开放以来,随着机械制造业的蓬勃发展,热处理行业也得到了迅猛发展,大厂的热处理车间得到了更新改造,小型热处理专业厂如雨后春笋遍地开花,还出现了设备先进、资金雄厚、管理严格的外资专业热处理厂,使得我国热处理水平有了很大提高。但是令人遗憾的是我国热处理行业还存在许多问题,严重制约了我国机械制造产品质量的提高。 1) 重数量、轻质量的错误思想至今存在,致使热处理至今没有得到应有的重视; 2) 钢料市场混乱、质量欠佳且极不稳定,导致热处理质量难以控制; 3) 采取牺牲质量来降低成本以提高竞争能力的恶性竞争导致质量滑坡; 4) 许多小热处理专业厂的设备十分落后,致使热处理质量差、排污、能耗居高不下; 5) 重材料、轻热处理,导致全国100多个金属材料热处理专业中的绝大部分均改以材料为主,大大减少了热处理专业的毕业生人数; 6) 重金融、重管理,轻生产,导致生产一线的技术人员大量流失。据初步了解,一流大学热处理专业毕业生大部分去了国外,二流大学热处理专业也只有20%的毕业生在从事热处理技术工作,其他的都改了行,结果导致热处理技术人才奇缺; 7) 热处理技术乏人开发,工厂缺乏开发新技术的意识,高校及研究机构大多转向新材料的研究,开发热处理新技术的经费无从落实,热处理新技术方面的研究课题很难得到国家资助。 我国急需解决的热处理技术问题 1) 节能问题。在美国的发展规划中提出:“能源消耗减少80% ”,这确实是一个惊人的指标。目前美国的热处理能耗是400 kW·h / t,如减少80% ,就得降至80 kW·h / t,这令人很难想象。 目前我国的热处理能耗较美国高1倍,即800 kW·h / t。 2) 热处理件实现零畸变和最低的质量分散度。 3) 加热炉使用寿命增加9 倍,加热炉价格降低50%。延长加热炉使用寿命的前提应该是必须保证加热炉的各项性能指标和经济指标。这与我国流行的“小车不倒只管推”绝对是两回事。 目前我们的问题主要是如何强制淘汰能耗大、效率低,温度不均的旧设备。 4) 生产实现零污染。这是一个大难题,因为我们欠账实在太多。前30年的高速发展没有对环境造成的污染引起足够重视这种做法再也不能继续下去了,我们必须弄清热处理究竟造成了哪些污染并设法解决。 5) 新工艺新技术的开发与应用。为了实现发展规划,美国热处理学会开出了一张需要解决的70多个项目的清单。 §3-1 钢的退火与正火 退火是将钢加热到一定温度并保温一定时间以后，以缓慢的速度冷却（炉冷）下来，使之获得接近平衡状态的组织的热处理工艺。 使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。 由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。 应用: 完全退火一般用于亚共析钢。 二、球化退火 工艺： 目的：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。 应用：共析钢、过共析钢和合金工具钢。 组织：球状珠光体。 三、扩散退火 工艺：一般在Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以上），随炉缓冷。 目的：减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性。 四、去应力退火 工艺：一般是将工件随炉缓慢加热至500～650℃，经一段时间保温后随炉缓慢冷却至300～200℃以下出炉。 目的：消除因变形加工及铸造、焊接过程中引起的残余内应力，以