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《装备维修技术》2021年第12期

金属材料先进热处理装备、工艺和产品研发

王森

（山东恒源兵器科技股份有限公司，山东泰安271000）

摘要：本文重点介绍用于钢板、热轧钢材、高端铝合金等金属材料热处理的现代设备，并详细分析了热处理单元的发展及产品研

发。同时在此基础上解释了新一代的在线控制轧制和控制冷却热处理技术以及高科技铝合金热处理技术和设备，以供参考。

关键词：金属材料；先进热处理设备；钢板；加工工艺；产品研发

1钢板热处理设备TMCP核心装备的主要条件是轧制后建立超快速冷却系统。在

1.1特厚钢板辊式淬火以及高精度低温回火炉运行过程中，该系统使用高效喷射技术来破坏钢板和冷却水之间

1.1.1特厚钢板辊式淬火装备的蒸汽膜，从而加快传热和气泡沸腾-加热的速度，提高钢板冷却

特厚钢板钢板的厚度为120mm至250mm。为了提高整个钢板的均匀性。在实际条件下，厚度为3-4mm的薄板和带材的设备冷

厚度的淬火均匀性，目前正在研究一种用于特殊厚钢板的辊式淬却速率可以达到300-400.12，而厚约20mm的中厚钢板的冷却速

火机。该设备由喷水、供水、辊道、机架升降、电子控制、过程率可以达到50℃/s，即旨在控制轧制后钢的结构和特性。

模型等子系统结构组成，可以优化设备的即时冷却和连续冷区功2.3TMCP强化机制及组织调控方法

能，并改善设备的工艺[1]。在钢的热处理过程中，将发生相变，这将影响材料的性能。

该设备的特点：①高压喷嘴的设计，是提高及时性和冷却性因此，热处理研究和技术开发应注意相变，并根据连续冷却相变

能的关键。在有限元建模和测试分析的指导下，高压喷嘴设计使曲线数据找到合理的控制方式，并规划冷却路径，以提高产品质

用超宽缝喷嘴，多排高密度整体倾斜喷嘴和多角度倾斜喷嘴，以量。

形成合理的温度梯度并促进从钢板的内部温度到外部的温度扩超快速冷却装置的使用为相变处理提供了可靠的保证，其功

散。②材料构型。高压内喷嘴可以提高间歇冷却能力，提高钢板能：①在奥氏体锻造设备的车体部位采用超快冷却和数据量生产

的传热效率。③流动面积、水土等级和剩余水控制。该技术可以技术可以避免奥氏体区的再结晶并减少晶粒粗化，优化材料性能；

提高钢板表面冷却的均匀性，提高生产效率。④独立的框架设计。②超快冷却可以科学地控制碳、氮化合物的沉积，确保低温下人

在高压区域和关键淬火区域执行独立的框架设计，并且每个区域体体内元素铁的相或沉积离子的数量和质量发生变化，并提高沉

都可以独立调整以满足灵活的制造要求[2]。积增强效果；③超快冷却可以控制高温影响下存在的相变，从而

1.1.2高精度低温回火炉降低了相变的成本，提高了中低温环境下的相变效率，达到了加

目前，我国使用的超薄钢板对钢板的硬度、强度和形状有很强控制的目的。简而言之，通过使用硬化机制和科学控制措施，

高的要求，并且需要回火以提高钢板在生产过程中的性能，实现可以有效地控制钢的热处理过程中的相变并改善最终产品的特

超薄钢板的质量要求。但是，我国现有的淬火炉的温度精度只能性。

控制在±15°C左右，这与规范要求的±5°C严重不兼容[3]。因3金属材料热处理技术

此，有必要开发高精度的温度炉淬火设备。该设