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熱處理工藝論文范文1
通過降低熱處理的工藝溫度能有效減少由此產生的變形。降低工藝溫度，能相對減少工件的高溫強度，并增強其塑性抗力以及抗應力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的能力。降低工藝溫度，還能夠減少工件加熱、冷卻的溫度區間。溫度區間減少后，由熱處理引起的各部位溫度的一致性也會增強，而溫度的不一致性正是引起工件組織應力和熱應力的根本原因，隨著溫度不一致性減少，由此而導致的變形也會相應減少。此外，在降低工藝溫度并縮短工藝時間的情況下，將縮短工件的高溫蠕變時間，從而減少變形。科學合理的熱處理工藝是減小熱處理變形的關鍵因素。由圖1可以看出，在650％球化退火后的硬度梯度和740％球化+680％等溫處理的硬度梯度結果相近，未經球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應采用球化退火工藝，同時為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。
2變形的其他影響因素及減小措施
2.1預備熱處理在熱處理過程中，有可能引起內孔的變形增大，如存在混晶、大量索氏體或魏氏組織以及過高的正火溫度。因此需要對正火溫度進行控制，也可以采用等溫退火的方式來對鍛件進行處理。金屬最終的變形量與很多因素有關，如淬火前進行的調質處理以及退火和正火。金屬產生變形進而導致金屬組織結構也發生變化。研究和實踐表明，為使金屬組織結構均勻，在進行正火處理時采用等溫淬火是一種有效的減小其變形量的措施。
2.2運用合理的冷卻方法金屬淬火后冷卻過程的控制也是必須考慮的一個因素。淬火后采用油進行冷卻，因此其變形直接受到油的冷卻能力的影響。通常來說，熱油淬火產生的變形小于冷油淬火，一般控制在100+20％。同時，變形還受到淬火的攪拌方式和速度的影響。在進行金屬熱處理時，金屬產生的應力及模具的變形與冷卻的速度和冷卻的均勻程度有關。過快的冷卻速度和不均勻冷卻都會導致應力及模具變形的增大。因此，應盡量采用預冷，不過需要注意的是應保證模具的硬度要求。為減少熱應力和組織應力，可以選用分級冷卻淬火，這種方式對形狀復雜的工件十分有效，能顯著減少其變形。采用等溫淬火的方式，則適用于十分復雜并且有較高精度要求的工件，能使金屬變形顯著減少。
2.3零件結構要合理改善零件的結構是減少熱處理變形的關鍵環節。經過熱處理后的工件，其厚度不同的部分冷卻的速度也是不同的。因此，在滿足工件使用性能的前提下，應使工件的厚度差別不能過大，盡量使零件的截面均勻，減少由應力集中導致的過渡區的畸變和開裂現象。保持結構與材料成分和組織的對稱性，避免尖銳棱角、溝槽等。此外，采用預留加工量的方式也是減少厚度不均勻零件變形的有效方式之一。
2.4采用合理的裝夾方式及夾具通過采用合理的裝夾方式和夾具，能夠使工件獲得均勻的加熱和冷卻，從而減少熱應力以及組織應力的不均，有效減小熱處理導致的工件變形。
2.5機械加工工件的加工通常需要經過很多道工序，如果熱處理加工是最后的工序，則應控制其畸變的允許值，使之滿足圖樣規定的工件尺寸。依據上道工序的加工尺寸來對畸變量加以確定，因此掌握畸變規律尤為重要，為使熱處理導致的畸變處于合格的范圍，在進行熱處理前應對尺寸進行預修正。如果熱處理是中間的工序，機加工余量和熱處理畸變量之和即為熱處理前的加工余量。導致熱處理變形的因素多而復雜，因此相較于機械加工余量來說，熱處理的加工余量不易確定，在實際加工中應留出足夠的加工余量用于機械加工。
2.6采用合適的介質在熱處理的過程中，介質的選擇也十分重要，應選擇有利于減小變形量的介質。研究和實驗表明，硬度要求相同的情況下，采用油性介質是更好的選擇。不同介質具有不同的冷卻速度，在其他條件相同的情況下，同油性介質相比較，水性介質的冷卻速度較快。此外，水溫的變化也會對介質的冷卻性能造成影響，其變化對油性介質冷卻特性產生的影響較小。熱處理條件相同的情況下，水性介質淬火后會產生相對較大的變形量。
3結束語
熱處理工藝論文范文2
實驗用閥片材料為65Mn鋼，其成分為：0.69C，0.22Si，1Mn，0.024P，0.013S，0.06Cr，0.02Ni，0.09Cu。閥片的結構如圖1所示，該閥片經過一次沖壓成型，閥片的厚度為0.4mm。生產中要求熱處理后閥片的全部表面光滑平整，且圖1中箭頭A所指的平面平行于箭頭B所指的平面，圖中C位置是個凹槽，設計模具時要躲開此凹槽。根據風扇離合器散熱系統的使用要求，閥片還要保證具有足夠的彈性和硬度，尤其是圖1中D箭頭所指的接口處要有很好的彈性。這就要求閥片必須經淬火加回火處理，且熱處理后的組織為回火屈氏體和回火索氏體，硬度要求HRC48-53。圖1彈簧閥片示意圖首先根據閥片的形狀設計并制作防止閥片變形的熱處理模具。根據閥片形狀和使用性能要求，設計圖2所示的模具，模具由上模和下模構成。模具材料選擇45鋼，模具厚度為10mm，表面光滑度為6.4。根據閥片的尺寸，該模具的設計躲開了圖1中箭頭C所指的凹槽。模具的中心通過Φ8mm的螺栓把上模和下模夾緊。模具對稱角的部位用兩個Φ5mm的螺栓固定，保證閥片與夾具之間貼合緊密。然后對超薄閥片進行不同預緊力、模具厚度、回火溫度的熱處理矯正變形實驗。淬火工藝是在880℃保溫1min后迅速淬入機油中?；鼗鸸に嚽€如圖3所示，分別在380℃、400℃和430℃保溫1.5h后空冷。回火時把閥片放入模具中，將閥片和模具一起放入爐子中保溫。
保溫1h后，取出模具和閥片放到工作臺上，快速擰緊螺栓，再放到爐子中保溫0.5h。根據閥片的變形程度、金相組織和硬度值，最后確定最優熱處理參數。為了檢測閥片的變形量和變形角度，將淬火和回火后的變形件垂直于桌面放置，如圖4所示?？潭瘸咚椒胖糜谧烂娌⑴c彈簧片成90°角，用相機拍攝，利用Photoshop軟件在A面上做一條水平的直線，再通過B點和變形量最大的C點做兩條平行于A面的直線，測量B點和C點的水平距離以及A面與B面的角度。測量熱處理后閥片的硬度，制備金相試樣，采用硝酸酒精侵蝕并觀察組織。
2實驗結果
根據擰入螺絲的扣數調整預緊力的大小，擰入越多，施加的預緊力越大。通過調整第一階段回火后擰入螺絲的扣數來研究預緊力對閥片變形校正程度的影響，結果如圖5所示。圖5不同預緊力下回火件效果圖1號:一扣螺絲2號:二扣螺絲3號:三扣螺絲閥片裝夾模具時，擰緊程度對淬火變形有一定的影響。擰緊一扣螺絲，閥片變形量為0.35mm。擰緊二扣螺絲，變形量為0.3mm。擰緊三扣螺絲時，變形量為0.25mm?？梢娫诘诙A段回火前擰入螺絲時，隨著螺絲擰緊程度的增加，閥片的變形量變小。
調整模具厚度為5mm和10mm，研究模具厚度對回火校正效果的影響，結果如圖6所示。測量A面和B面的角度發現，380℃回火時，模具厚度對變形角度影響不大。當回火溫度為400℃時，模具越厚，變形角度越小，但不管模具厚度是5mm還是10mm，A面和B面的角度均小于0.5°，說明兩平面基本平行。測量閥片整個表面的變形量，結果發現，模具越厚，A面的變形量越小，但兩個厚度的模具校正后，閥片變形量均小于0.5mm，基本保持平整。為了防止模具因高溫變形，選擇模具的厚度為10mm?；鼗饻囟葹?80℃、400℃、430℃時閥片的金相組織如圖7所示?？梢钥闯?，三種回火溫度下，組織均為回火屈氏體和回火索氏體。隨著回火溫度的升高，回火索氏體的量增加，回火屈氏體的量降低。測量不同回火溫度下閥片的變形角度和顯微硬度，結果如表1所示，可以看出，回火溫度升高，閥片的變形角度降低。回火溫度為400℃時閥片的變形角度也符合要求。隨著回火溫度的升高，閥片的顯微硬度逐漸降低。離合器要求彈簧閥片的HRC在48-53之間。從提高模具壽命和節約能源的角度考慮，選擇回火溫度為400℃，該溫度下回火能滿足閥片的彈性和硬度要求。
3結論
熱處理工藝論文范文3
關鍵詞：回火爐，plc，gp觸摸屏
0．引言
熱處理生產線上有加熱爐、清洗機、回火爐、運輸車、升降臺等等?；鼗鹗巧a工藝中重要的一個環節。它是在工件淬硬后，再加熱到特定點以下的某個溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的一種熱處理工藝。工件經過回火可以消除淬火時產生的應力，提高材料的塑性和韌性，獲得良好的綜合力學性能，穩定零件尺寸，使工件的結構組織在使用的過程中不發生變化。免費論文參考網。
本文是在分析目前國內熱處理車間設備與工藝現狀的基礎上，提出了對回火爐的控制系統實現自動控制的硬件系統和軟件系統。通過這些控制實現設備的自動控制；實現對爐溫、氮勢的自動監控與數據自動采集和記錄；實現故障自診斷并及時報警，及時處理；實現熱處理工藝過程的自動跟蹤和監控，實現熱處理工藝優化.
1.箱式回火爐構造和控制要求
1．1箱式回火爐構造
該設備由回火爐主體、爐內攪拌裝置等構成。加熱室用鋼板焊接成密封結構與前室連接在一起，頂部裝有風機裝置，使爐氣上下循環，以保證爐溫和氣氛均勻。爐頂裝有熱電偶，用于控制爐膛溫度。爐膛兩側采用電加熱輻射管或氣體燃料加熱輻射管。免費論文參考網。
1．2箱式回火控制要求
a)爐內溫度達到設定溫度后，按下操作臺上回火爐“搬入指令”按鈕開關，爐門自動打開，推拉車上待處理工件，由推拉車送到加熱室。
b)處理工件送入加熱室，操作柜自動發出信號并開始升溫，溫度達到設定溫度，定時器開始計時。
c)定時器設定時間結束，蜂鳴器鳴叫，告知回火處理結束。
d)確認處理結束后，按下操縱盤上的回火爐“搬出指令”按鈕開關，爐門就打開，處理品由推拉鏈自動搬送到推拉車上，回火工序結束。
2. 回火爐控制系統結構
回火爐的控制系統主要由溫度控制、氮勢控制、循序動作控制等幾個方面組成，如圖1所示
圖1 控制系統圖
爐溫控制由熱電偶及儀表組成主控系統，對爐溫測控的同時進行溫度紀錄。當爐溫超過設定值時切斷電流并發出故障信號，排除故障后人工復位使電爐重新運行。
回火爐的氮勢控制是通過控制氣氛中氨或氫氣的分壓，實現對氮勢的控制。從而達到對工件氮化層組織的精確自動控制，消除表層疏松、內層脈狀等缺陷，使工件得到較高的表面硬度、耐磨性，并提高工件疲勞強度和耐蝕能力。
氮勢測量是通過測量爐內含量換算后間接求得。氮勢是通過改變氨流量來達到控制的。給定值與測量值(經線性化處理后)進行比較，以其差值為調節量，經過D／A轉換后，直接控制電動閥的開度，以改變氨的流量，實現氮勢的閉環自控。
3． PLC控制系統硬件設計
3．1 PLC的選型
PLC采用歐姆龍系列產品C200HEPLC。免費論文參考網。因為C200HE PLC采用模塊化結構，組成系統方便靈活，適用于中小型控制系統。選擇的輸入單元型號為C200H-ID212。輸出單元型號為C200H-OC222。
3．2 部分輸入模塊電路
輸入模塊CH006電路如圖2所示，槽CH006的位11推拉車PPC在回火爐前停止時是限位開關SQ11，位12的作用是通知PPC在回火爐前減速。位13是前門開到位，位14是前門關到位。
圖2CH006輸入模塊
4． PLC程序設計
油煙強排風機程序如圖3所示，回火爐進行回火狀態下，回火爐強排油煙機處于自動時，排風機工作99.99s后斷開停止。
圖3 排風機啟動程序
5．觸摸屏監控畫面設計
觸摸屏選用日本Digital公司Pro-face GP系列觸摸屏工業圖形顯示器產品。GP通過串口與下位機PLC相連，觸摸屏出現故障時，不影響PLC的正常工作，通過控制臺上所保留的有限幾個按鈕和數字顯示器，仍可以進行正常的生產操作控制。
回火爐熱處理生產線監控系統的基本畫面主要有：主菜單、回火爐搬送監視畫面、回火爐定時畫面（如圖6所示）、回火爐KR操作畫面、回火爐溫度控制畫面（如圖7所示）、回火爐馬達操作畫面、回火爐控制監視畫面（如圖8所示）、自動搬送操作畫面、手動觸摸操作等9個畫面。而在故障出現后，在基本報警畫面中還會彈出包含故障原因和排除方法的提示窗口。
圖6回火爐控制監視畫面
6． 結 束 語
基于OMRON PLC和觸摸屏的控制己在許多熱處理車間中得到應用，運行狀況良好。
熱處理工藝論文范文4
【關鍵詞】粉末冶金材料 熱處理 密度 強度 淬透性 碳氮共滲
中圖分類號：J523 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）35-079-01
一. 前言
粉末冶金材料在現代工業中的應用越來越廣泛，特別是汽車工業、生活用品、機械設備等的應用中，粉末冶金材料已經占有很大的比重。它們在取代低密度、低硬度和強度的鑄鐵材料方面已經具有明顯優勢，在高硬度、高精度和強度的精密復雜零件的應用中也在逐漸推廣，這要歸功于粉末冶金技術的快速發展。全致密鋼的熱處理工藝已經取得了成功，但是粉末冶金材料的熱處理，由于粉末冶金材料的物理性能差異和熱處理工藝的差異，還存在著一些缺陷。各鑄造冶煉企業在粉末冶金材料的技術研究中，熱鍛、粉末注射成型、熱等靜壓、液相燒結、組合燒結等熱處理和后續處理工藝，在粉末冶金材料的物理性能與力學性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的強度和耐磨性，將大大擴展粉末冶金的應用范圍。
二. 粉末冶金材料的熱處理工藝
粉末冶金材料的熱處理要根據其化學成分和晶粒度確定，其中的孔隙存在是一個重要因素，粉末冶金材料在壓制和燒結過程中，形成的孔隙貫穿整個零件中，孔隙的存在影響熱處理的方式和效果。粉末冶金材料的熱處理有淬火、化學熱處理、蒸汽處理和特殊熱處理幾種形式：
1.淬火熱處理工藝
粉末冶金材料由于孔隙的存在，在傳熱速度方面要低于致密材料，因此在淬火時，淬透性相對較差。另外淬火時，粉末材料的燒結密度和材料的導熱性是成正比關系的；粉末冶金材料因為燒結工藝與致密材料的差異，內部組織均勻性要優于致密材料，但存在較小的微觀區域的不均勻性，所以，完全奧氏體化時間比相應鍛件長50%，在添加合金元素時，完全奧氏體化溫度會更高、時間會更長。比如，以不同化合碳含量的燒結碳鋼為例，淬火溫度如表1所示，
在粉末冶金材料的熱處理中，為了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：鎳、鉬、錳、鉻、釩等，它們的作用跟在致密材料中的作用機理相同，可明顯細化晶粒，當其溶于奧氏體后會增加過冷奧氏體的穩定性，保證淬火時的奧氏體轉變，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要進行回火處理，回火處理的溫度控制對粉末冶金材料的的性能影響較大，因此要根據不同材料的特性確定回火溫度，降低回火脆性的影響，一般的材料可在175-250℃下空氣或油中回火0.5-1.0h。
2.化學熱處理工藝
化學熱處理一般都包括分解、吸收、擴散三個基本過程，比如，滲碳熱處理的反應如下：
2CO≒[C]+CO2 （放熱反應）
CH4≒[C]+2H2 （吸熱反應）
碳分解出后被金屬表面吸收并逐漸向內部擴散，在材料的表面獲得足夠的碳濃度后再進行淬火和回火處理，會提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在，使得活性炭原子從表面滲入內部，完成化學熱處理的過程。但是，材料密度越高，孔隙效應就越弱，化學熱處理的效果就越不明顯，因此，要采用碳勢較高的還原性氣氛保護。根據粉末冶金材料的孔隙特點，其加熱和冷卻速度要低于致密材料，所以加熱時要延長保溫時間，提高加熱溫度。
粉末冶金材料的化學熱處理包括滲碳、滲氮、滲硫和多元共滲等幾種形式，在化學熱處理中，淬硬深度主要與材料的密度有關。因此，可以在熱處理工藝上采取相應措施，比如：滲碳時，在材料密度大于7g/cm3時適當延長時間。通過化學熱處理可提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的不均勻奧氏體滲碳工藝，使處理后的材料滲層表面的含碳量可達2%以上，碳化物均勻分布于滲層表面，能夠很好地提高硬度和耐磨性能。
3.蒸汽處理
蒸汽處理是把材料通過加熱蒸汽使其表面氧化，在材料表層形成氧化膜，從而改善粉末冶金材料的性能。特別是對于粉末冶金材料的表面的防腐，其有效期比發藍處理效果明顯，處理后的材料硬度和耐磨性明顯增加。
4.特殊熱處理工藝
特殊熱處理工藝是近些年來科技發展的產物，包括感應加熱淬火、激光表面硬化等。感應加熱淬火是在高頻電磁感應渦流的影響下，加熱溫度提升快，對于表面硬度的增加有顯著效果，但是容易出現軟點，一般可以采取間斷加熱法延長奧氏體化時間；激光表面硬化工藝是以激光為熱源使金屬表面快速升溫和冷卻，使奧氏體晶粒內部的亞結構來不及回復再結晶而獲得超細結構。
三. 粉末冶金材料熱處理的影響因素分析
粉末冶金材料在燒結過程中生成的孔隙是其固有特點，也給熱處理帶來了很大影響，特別是孔隙率的變化與熱處理的關系，為了改善致密性和晶粒度，加入的合金元素也對熱處理有一定影響：
1.孔隙對熱處理過程的影響
粉末冶金材料在熱處理時，通過快速冷卻抑制奧氏體擴散轉變成其他組織，從而獲得馬氏體，而孔隙的存在對材料的散熱性影響較大。通過導熱率公式：
導熱率=金屬理論導熱率×（1-2×孔隙率）/100
可以看出，淬透性隨著孔隙率的增加而下降。另一方面，孔隙還影響材料的密度，對材料熱處理后表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影響而有關聯，降低了材料表面硬度。而且，因為孔隙的存在，淬火時不能用鹽水作為介質，以免因鹽分殘留造成腐蝕，所以，一般熱處理是在真空或氣體介質中進行的。
2.孔隙率對熱處理時表面淬硬深度的影響
粉末冶金材料的熱處理效果與材料的密度、滲（淬）透性、導熱性和電阻性有關，孔隙率是造成這些因素的最大原因，孔隙率超過8%時，氣體就會通過空隙迅速滲透，在進行滲碳硬化時，增加滲碳深度，表面硬化的效果就會降低。而且，如果滲碳氣體滲入速度過快，在淬火中會產生軟點，降低表面硬度，使材料脆變和變形。
3.合金含量和類型對粉末冶金熱處理的影響
合金元素中常見的是銅和鎳，它們的含量與類型都會對熱處理效果產生影響。熱處理硬化深度隨銅含量、碳含量的增加而逐漸增高達到一定含量時又逐漸降低；鎳合金的剛度要大于銅合金，但是鎳含量的不均勻性會導致奧氏體組織不均勻；
4.高溫燒結的影響
高溫燒結雖然可以獲得最佳的合金化效果和促進致密化，但是，燒結溫度的不同，特別是溫度較低時，會導致熱處理的敏感性下降（固溶體中的合金減少）和機械性能下降。因此，采用高溫燒結，輔助以充分的還原氣氛，可以獲得較好的熱處理效果。
四、結語
粉末冶金材料的熱處理工藝是一個復雜的過程，它與孔隙率、合金類型、合金元素含量、燒結溫度有關系，同致密材料相比，內部的均勻性較差，要想獲得較高的淬透性，要提高完全奧氏體化溫度并延長時間，不均勻奧氏體滲碳可得到不受奧氏體飽和碳濃度限制的高碳濃度。另外，加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽處理可顯著提高其防腐性能和表面硬度。
參考文獻：
[1]曹放，粉末冶金材料的熱處理工藝試驗，粉末冶金技術，1993，11
熱處理工藝論文范文5
關鍵詞：熱處理；工藝；缺陷；分析
熱處理缺陷一般按缺陷性質分類，主要包括熱處理裂紋、變形、殘余應力、組織不合格、性能不合格、脆性及其他缺陷七大類。缺陷中最常見的是熱處理變形，包括尺寸變化和形狀畸變；最危險的是裂紋，包括淬火裂紋、延遲裂紋、冷處理裂紋、回火裂紋、時效裂紋、磨削裂紋和電鍍裂紋等。
1.1、退火與正火常見缺陷：軟化不充分、退火脆性、滲碳體石墨化、氧化、脫碳、過熱、過燒、魏氏組織、網狀碳化物等；
1.2、淬火常見缺陷：吹火裂紋、淬火表形、硬化不充分、軟點、氧化、脫碳、過熱、過燒、放置裂紋、放置變形等；
1.3、回火常見缺陷：回火裂紋、回火脆性、回火變形、殘余應力過大等；
1.4、滲碳與碳氮共滲常見缺陷：滲碳過度、滲碳不均勻、反常組織、內氧化、剝落、表面硬度不足、表面碳化物不合格、心部組織不合格、滲碳層深度不足、心部硬度不合格、表面硬度不足、表面脫碳等；
1.5、滲氮與氮碳共滲常見缺陷：白層、剝落、滲層硬度低、滲層深度不足、滲層網狀或脈沖組織、變形、心部硬度低、滲層脆性、耐蝕性差、表面氧化等；
1.6、滲金屬常見缺陷：滲層過厚或不足、漏滲、滲層損傷、氧化、腐蝕、滲層分層、鼓包等；
2、主要熱處理缺陷產生原因分析
2.1、產生熱處理裂紋原因分析
熱處理裂紋依據裂紋擴展的程度不同，分為阻斷裂紋和可發展裂紋。阻斷裂紋尺寸一般小于臨界裂紋長度，因為應力場的變化及裂紋擴展阻力的變化等復雜因素的綜合影響，使得裂紋難以繼續擴展，裂紋存在在工件上，并未形成宏觀的斷裂；可發展裂紋尺寸大于臨界裂紋長度，造成宏觀的完整破壞，呈現脆性斷裂。斷裂可分為兩種類型，脆性斷裂和韌性斷裂。絕大多數熱處理裂紋的斷口屬于脆性斷裂，斷口具有灰亮色的金屬光澤，且沒有宏觀塑性變形。
2.2、產生熱處理變形原因分析
工件的熱處理變形，主要是由于熱處理應力造成的。其次，工件的結構形狀、原材料質量、熱處理前的加工狀態、工件的自重以及工件在爐中加熱和冷卻時的支承或夾持不當等因素也能引起變形。熱處理變形分為尺寸變化（體積變形）和形狀畸變兩種形式。
2.3、產生熱處理殘余應力原因分析
工件在加熱和冷卻過程中，由于熱脹冷縮和相變時前后相比體積差異而發生體積變化，由于工件表層和心部存在溫度差和相變時間差以及相變量的不同，致使工件表層和心部的體積變化不能同步進行，因而產生內應力。按照內應力的成因可將其分為熱應力和組織應力。熱應力是指由表層心部的溫度差引起的熱脹冷縮不均勻而產生的內應力，組織應力是由相變引起的比體積變化，又稱相變應力。
殘余應力的大小取決于工件的成分、淬透性、形狀尺寸和熱處理工藝。隨著工件尺寸增大，殘余應力向熱應力型轉化；形狀復雜或尺寸突變時，在尺寸突變部位殘余應力增大；淬透時冷卻越快，熱應力越大；未淬透時由組織應力和熱應力綜合作用。表面淬火件的殘余應力表現為表層為壓應力，心部為拉應力；經滲碳、碳氮共滲的零件，表層產生很大的壓應力、心部產生很大的拉應力。
2.4、產生熱處理力學性能不合格原因分析
熱處理力學性能不合格分為硬度缺陷、拉伸性能和疲勞強度不合格、耐腐蝕性能不足及持久蠕變性能不合格等。其原意一般是因為材料的固有缺陷、熱處理的工藝參數不合理、加熱和冷卻方式不當、熱處理工藝執行不嚴等因素造成的。
硬度缺陷主要表現為硬度不足、硬度不均等；淬火工件硬度偏低一般是由于淬火加熱不足、淬火冷卻速度不夠、表面脫碳、鋼材淬透性不夠、淬火后殘余奧氏體過多或回火不足等因素造成的；硬度不均通常是由于淬火加熱不均勻或淬火冷卻不均勻所引起的。淬火和回火作為最后熱處理工藝，對工件的性能影響很大，決定著工件的內在質量，淬火不充分或淬透層深度不足，會導致工件的拉伸性能和疲勞強度下降。
2.5、產生熱處理脆性原因分析
工件斷裂前不發生或只有少量宏觀塑性變形，稱為脆性斷裂，與熱處理有關的常見的材料脆性有回火脆性、低溫脆性、氫脆性、滲氮層脆性等。
回火發生的脆性分為兩類，第一類回火脆性發生在淬火馬氏體于200－400℃回火區間，在碳鋼和合金鋼中都會出現，它與回火后的冷卻速度無關，也叫低溫回火脆性（不可逆回火脆性、回火馬氏體脆性）。第二類回火脆性是發生在某些合金鋼中，在高于600℃回火，在450－550℃間緩冷，或直接在450－550間回火發生的脆性（可逆回火脆性、高溫回火脆性或回火脆性）。這類脆性可采取重新加熱至600℃以上，隨后快冷予以消除。
工件隨著溫度降低，在某一溫度范圍內，缺口沖擊試樣的斷裂形式由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，通常用一個特定的轉變溫度來表示該轉變，該轉變溫度在一定意義上表征了材料抵抗低溫脆性斷裂的能力。這種隨溫度降低材料由韌性向脆性轉變的現象稱為低溫脆性或冷脆。隨著溫度的降低和工件的有效尺寸、加速速率及應力集中的增大，脆性斷裂傾向增大。這些因素屬于外部因素，與熱處理無關。
結語：如今我國機械產品和世界先進水平之間存在的差距達20年，熱處理裝備與技術還十分落后，和美國的水平存在著很大的差距，顯然，我國熱處理技術趕超世界先進水平任重而道遠。
參考文獻：
熱處理工藝論文范文6
興趣是學習活動的動力之源,對認知活動起著指導、調節和強化的作用,是學習過程順利而有效進行的必要條件。所以,只有激發起學生濃厚的學習興趣,使學生積極參與到學習教學活動中來,才能收到好的教學效果。通過新課導入、聯系實訓、生產生活中實例、課堂討論、學生講課等方式,教師在教學中當好導演,做一個引導者和組織者,合理設計教學活動,引起學生注意,激發學習興趣,形成學習動機,明確學習目標和建立新舊知識間聯系,充分調動學生的學習積極性和主動性。例如在講授本課程的緒論課時,聯系材料的發展史講到我國是世界文明古國之一,早在公元前16世紀以前的殷商時代,已大量使用青銅,并已具有高超的冶鑄技術和精湛的藝術造詣,并舉例湖北江陵出土的春秋戰國時期著名的越王勾踐劍,不僅鋒利無比,削鐵如泥,而且工藝精美,并調出圖片,請學生觀看劍的全貌,欣賞劍身銘文。通過生動實例,聯系本門課程說明材料的造型工藝和熱處理的重要性,激發學生的學習興趣。對于機械工程材料中金屬的結構等微觀知識內容,可結合生活實例類比式教學。例如在講到金屬的晶格缺陷時,空位、間隙原子、置代原子這一部分,與學生在教室中的座位類比進行形象說明,同時對空位運動通過學生的座位變化進行類比,使抽象的微觀知識變得通俗易懂,也使課堂氣氛活躍,學生對知識內容的掌握也較牢固?！稒C械工程材料》課程并不是完全孤立的,而是與生產實際有著密切的聯系,在教學中應注意把理論知識教學與學生的實訓及將來工作實際聯系起來。例如,在講解“鋼的表面熱處理”時,可聯系學生鉗工實習中使用銼刀的實際情況。在操作訓練時,有些學生操作時不小心將銼刀掉在地上,銼刀就斷了,學生抱怨銼刀太脆了。怎樣使銼刀既保持良好的硬度,又不那么脆和易斷,提高銼刀的韌性？給學生提出一個問題進行討論,引導學生將此問題轉化為:即材料內部具有足夠的塑性和韌性(不易斷),而表層具有很高的硬度和耐磨性,鋼的表面熱處理就可以很好地解決這個問題。這樣既可解決實訓中遇到的問題,又引入新課,使枯燥的知識變得生動有趣了。
2有效利用實驗、實習參觀和課程設計等
多種教學形式,提高教學效果實驗是本課程教學的一個重要環節。通過實驗,可以使學生掌握正確選擇和使用儀器設備的方法,掌握操作規程和操作技能,更重要的是使學生學會用自己的頭腦和雙手進行驗證、理解和探索理論知識,提高分析問題和解決問題的能力。教師在課堂上講授鐵碳合金組織性能,對于學生來講這一內容比較抽象,理解起來比較困難。通過“鐵碳合金平衡組織分析”實驗,讓每一位學生都親自動手做實驗,觀察金相組織。通過觀察組織,啟發學生自己總結材料機械性能,并畫出金相示意圖。學生既掌握了更全面的知識,又鍛煉了自學與分析能力,并為學生學習后續熱處理章節知識打下了很好的理論基礎。到企業參觀教學也是必要的教學環節。在參觀企業生產過程中學習課程知識,實現看中學。材料的熱處理是與企業實踐緊密結合的知識點,在介紹完熱處理的原理后,如條件允許,可將熱處理工藝方法的講解安排到企業參觀中講授,讓學生在實際的教學場景中學習,學生對這一知識點的不僅容易接受,而且印象深刻,參觀講解完之后,回到課堂再進行復習、討論和測驗。通過現場教學、課堂回顧,實踐到理論,實現一個完整的教學過程。課程的綜合設計教學環節是提高學生靈活運用所學知識綜合分析,聯系實際解決問題的有效方法。在零件的牌號、熱處理工藝課堂教學中,結合前面的知識點,有的放矢地進行項目式教學,即將設計項目貫穿于教學中,以設計項目為索引進行新知識的引入和講解。在課程結束以后,安排一周的課程設計,圍繞零部件結構的設計、材料的選擇、成形工藝方法的確定以及對材料強化改性手段等知識點心,兼顧本地區和我校的實際情況,擬定設計題目,通過那些來自生產一線的設計項目,促使學生走出課堂、走出學校,到實訓基地、到當地工廠進行實地考察,最后通過設計書和答辯情況考核學生學習情況。以單級齒輪減速器和軸類典型零件設計為例,要求學生在本課程的綜合設計中要完成下列任務:分析零件的受力狀況及使用要求,確定零件的性能指標;選擇合適的材料;選擇毛坯類別和成型方法;設計零件的工藝路線并填寫零件的工藝過程卡(熱處理工藝過程是重點);寫設計說明書,裝訂成冊。通過課程設計,承上啟下,既鞏固了所學重點知識內容,又培養了學生理論聯系實際、解決工程技術實際問題的能力。
3充分利用多媒體輔助教學作用,提高學生認知和理解能力
《機械工程材料》是一門建立在實驗觀察和工業實踐基礎上綜合性的技術基礎課,課程涉及大量微觀組織結構、相圖方面的知識并結合生產實踐講授材料成型及熱處理工藝的知識。傳統手段的授課雖然有一定的優勢,但有時會產生效率低,表達不充分、不形象的情況,授課不能達到較好的效果。多媒體CAI課件具有形象、生動、直觀、動態和充分提供圖文聲像等綜合信息的特點,利用多媒體教學可以將微觀的內容宏觀化,將一些平常接觸不到的知識點非常直觀的展現在學生面前,這恰是這門課程最需要的,能顯著加大課堂教學信息量,增強教學內容的趣味性和吸引力。例如在講到冷塑變形對金屬的組織和性能的影響這一節,在金屬塑性變形過程中,隨著變形程度的增加,各晶粒的晶向都不同程度地轉到與外力相近的方向,從而破壞了晶體中各晶粒取向的無序性,開成特殊的擇優取向,即形變織構。通過多媒體Flash演示,可以使學生直觀清昕地看到拉拔時形成的絲織構和軋制時形成的板織構,不但了解了形變織構的形成過程,同時對冷塑變形產生形變織構原因,并使金屬出現各向異性這一性能影響改變有了非常深刻的理解和認識。再如鐵碳合金相圖是“成分、溫度、組織”相互關系與變化規律的圖解,是最基本的理論基礎,也是進行熱處理的理論依據,內涵十分豐富,是本課程的重要內容。為使學生深刻理解其內涵,利用多媒體課件在此部分的圖形表達上,采用按溫度變化逐層動態顯示方式分析相圖,同步配合逐段顯微組織的轉變,動態顯示各種典型合金的平衡結晶過程,隨含碳量不同組織與性能的變化等。采用圖解分析方法,在學生面前展示一幅幅具體的生動畫面,逐步揭示相圖的豐富內涵,學生從動態的講解過程中領會到了豐富的活知識,深切感受到了圖形在綜合理解記憶知識方面的重要作用。這種從抽象到具體,再由具體到抽象的教學方法,有助于提高學生通過圖形進行抽象思維的能力。本門課程中,還有許多章節可以充分利用多媒體教學,如常見金屬的晶體結構與結晶、鋼的熱處理工藝等部分。通過多媒體教學,或將抽象知識變得形象有趣,或將生產實際的工藝過程以影像、動畫等形式向學生展示,能夠顯著提高教學內容的生動性和吸引力,從而提高了教學效果與效率,為本課程、后續課程的學習及工作打下堅實的基礎。
