時間：2023-04-01 10:29:55
引言：易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇熱處理工藝論文范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容，可隨時聯(lián)系我們的客服老師。
要提高連鑄輥輥體材料的性能應從以下幾方面入手:1)通過調(diào)整輥體材料的成分、增加合金成分的含量，提高淬透性;2)控制鍛坯冶煉和鍛造質(zhì)量，提高材料的均勻性和純凈度，改善夾雜物形態(tài)，降低有害元素含量;3)采用能細化組織及晶粒的熱處理工藝，提高材料的斷裂韌性，降低裂紋擴展速度。
1．1輥體材料成分設計小爐冶煉的材料成分如表3所示，為保證一定的強度，規(guī)定了最低含碳量，為增加輥體材料的淬透性，Mn含量選取上限，三爐Ni、Cr含量進行了相應調(diào)整。其中01#與目前寶鋼使用的R73連鑄輥成分基本一致。
1．2熔煉方法三爐原料均采用IF鋼以降低P、S含量，在50kg感應爐中冶煉，鑄成電極棒，然后采用30kg電渣爐進行重熔，最終得到120mm電渣錠。
1．3鍛造將120mm電渣錠鍛成30mm×400mm拉伸試樣毛坯、32mm×32mm×180mm沖擊試樣毛坯和40mm×26mm×450mm的J積分試樣毛坯。鍛造毛坯經(jīng)950℃正火+650℃高溫回火后，機加工至一定尺寸再進行調(diào)質(zhì)熱處理。
1．4調(diào)質(zhì)熱處理在鹽浴爐中進行調(diào)質(zhì)加熱，在井式電爐中進行回火處理，爐溫均經(jīng)過校正。調(diào)質(zhì)工藝采用二種方案:1)900℃水冷+690℃回火空冷2)900℃空冷+690℃回火空冷最終硬度均要求在連鑄輥輥體材料所規(guī)定的硬度范圍內(nèi)，即32－37HSD，采用900℃空冷的目的是:比較在不同熱處理方式下三種成分的連鑄輥輥體內(nèi)部性能和金相組織的差別。
1．5金相組織及性能測試分析經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理的試樣測試硬度值后，分別按GB/T228－2010、GB/T229－2007和GB/T21143－2007標準，進行拉伸、室溫沖擊、J積分試驗。三種成分的試驗鋼種經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，采用OLYMPUS－BX51金相顯微鏡進行微觀組織分析，沖擊斷口形貌采用NOVANANOSEM430型掃描電子顯微鏡觀察分析。
2試驗結果分析
小爐冶煉的三爐試驗材料實際成分如表4所示，機械性能測試結果如表5所示，03#金相組織及斷口電鏡圖片如圖1、圖2所示。
3結果討論分析
圖1是03#試樣調(diào)質(zhì)后的金相照片，從圖中可以看出組織由已經(jīng)再結晶的鐵素體和均勻分布的細粒狀滲碳體組成，并且滲碳體充分析出，均勻彌散分布，基體呈細小的等軸狀。因此03#經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有較高的強度和硬度，同時具有更好的塑性和韌性，綜合力學性能優(yōu)異。圖2是03#沖擊試樣的斷口形貌，從圖中可以看出斷口形貌呈韌窩狀，基本由圓形或者橢圓形的凹坑－韌窩組成，由此可以推斷在沖擊斷裂過程中發(fā)生了明顯的塑性變形，進一步說明了03#的塑性和韌性較好。由表5結果可知，在第一種熱處理條件下，03#成分試樣的強度雖然比R73、01#和02#略低，但強度值仍大于700MPa，滿足了使用要求;而韌性指標大幅度提高，其中延性斷裂韌度03#比01#提高了48%，沖擊吸收功03#比R73提高了78%，塑性也得到了很大的提高，其中收縮率03#比R73提高了14%，因此03#在水淬和高溫回火的情況下，綜合力學性能良好。分析其主要原因在于03#中Ni和Cr的含量較高，部分溶于基體的Ni和Cr的產(chǎn)生了固溶強化，另外部分未溶的Ni和Cr以強化相的形式析出，這樣實現(xiàn)了既保證強度達標又不降低韌性的目的［8］。斷裂韌度對連鑄輥來說是極重要的指標，連鑄輥在惡劣的工況條件下，堆焊層經(jīng)冷熱疲勞最終要產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)生的裂紋將向連鑄輥內(nèi)部擴展，高的斷裂韌度，裂紋就不容易向輥體內(nèi)部擴展，因此提高連鑄輥的關鍵在于獲得高的斷裂韌性［7］，由此可見03#成分對于防止疲勞裂紋的擴展具有重要的意義。另外在900℃空冷狀態(tài)下，經(jīng)高溫回火后，其沖擊功03#成分也比01#、02#高，可預期連鑄輥內(nèi)部在冷卻速度比表面緩慢的情況下，采用03#成分的連鑄輥塑韌性也要比01#、02#連鑄輥好。從材料經(jīng)過兩種不同的熱處理工藝后得到的力學性能上看，水冷和空冷所得的硬度基本一致，但是從強度上看水冷的要稍微低于空冷的，而在塑韌性上，水冷要高于空冷，尤其是沖擊吸收功上，水冷后回火的值要比空冷后回火的高24%以上。而提高連鑄輥使用壽命的關鍵就在于提高韌性，因此采用水冷后高溫回火工藝更加合適，使用壽命也會有所提高。另外，可以從理論上判斷鍛件淬火能否直接采用水冷。根據(jù)熱處理手冊，首先應當考慮鍛件化學成分和基礎性能的影響，一般可以采用碳當量的計算公式計算，如公式1所示。按此式計算03#成分:［C］=0．56%≤0．75%，由此可見03#鋼雖然提高了Ni、Cr含量，但是整體的碳當量還是處于較低的水平，所以水淬是安全的，不會引起巨大的內(nèi)應力而淬裂的產(chǎn)生。從生產(chǎn)效率上看，直接水淬需要的時間更短，效率也更高，因此03#最佳的熱處理工藝是900oC水冷+690oC回火空冷。
4結論
通過降低熱處理的工藝溫度能有效減少由此產(chǎn)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(qū)間。溫度區(qū)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?？茖W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(jīng)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(nèi)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(diào)質(zhì)處理以及退火和正火。金屬產(chǎn)生變形進而導致金屬組織結構也發(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(huán)節(jié)。經(jīng)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(qū)的畸變和開裂現(xiàn)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(jīng)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(guī)定的工件尺寸。依據(jù)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(guī)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(zhì)在熱處理的過程中，介質(zhì)的選擇也十分重要，應選擇有利于減小變形量的介質(zhì)。研究和實驗表明，硬度要求相同的情況下，采用油性介質(zhì)是更好的選擇。不同介質(zhì)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(zhì)相比較，水性介質(zhì)的冷卻速度較快。此外，水溫的變化也會對介質(zhì)的冷卻性能造成影響，其變化對油性介質(zhì)冷卻特性產(chǎn)生的影響較小。熱處理條件相同的情況下，水性介質(zhì)淬火后會產(chǎn)生相對較大的變形量。
3結束語
圖1為不同熱處理工藝條件下30MnSi鋼的拉強度。可以看出，當回火工藝相同時，淬火溫度為910~990℃時，30MnSi鋼的強度較高。在熱處理后要保持材料的抗拉強度高于1420MPa，其回火溫度應控制在390~430℃。表1和表2為不同熱處理處理工藝條件下30MnSi鋼的力學性能?？梢钥闯?，當回火溫度為390℃時，性能滿足要求。當回火溫度為430℃時，只有淬火溫度在910~990℃時，性能才滿足要求。
2耐延遲斷裂性能分析
圖2為不同熱處理工藝條件下30MnSi鋼的延遲斷裂性能?？梢钥闯?，回火溫度為390℃時，試樣的延遲斷裂時間隨淬火溫度的升高而先上升后下降。雖然試樣的力學性能都能滿足要求，但耐延遲斷裂性能差異較大，也就是說淬火溫度對PC鋼的耐延遲斷裂性能影響較大[2]。當淬火溫度為870℃時，由于低溫下淬火材料的回火溫度較低，使材料的韌性變低，耐延遲斷裂性也較低，所以導致延遲斷裂的時間變短為30h。當淬火溫度為950℃時，試樣的耐延遲斷裂性能達到了FIP實驗的要求。當回火溫度為430℃時，淬火溫度為910℃和990℃時斷裂的時間都增加且與在950℃淬火時相同。當回火溫度為390℃時，淬火溫度為910℃和990℃時其耐延遲斷裂性能遠不如950℃淬火時的性能。這說明，耐延遲斷裂性能隨著回火溫度的升高而提高，且獲得較好的延遲斷裂性能的淬火溫度的范圍變大[4]。當在較低的溫度下回火時，試樣的耐延遲斷裂性能不能滿足FIP實驗的要求。而在高溫下回火時，則可以滿足FIP實驗的要求。所以，當PC鋼的強度滿足要求時，適當?shù)奶岣呋鼗饻囟瓤稍黾硬牧系哪脱舆t性能。
圖3為不同淬火溫度下試樣的微觀組織?？梢钥闯觯敶慊饻囟葹?50℃時，所得組織是細小且均勻的回火屈氏體。淬火溫度為990℃時，組織是較粗大的回火屈氏體。淬火溫度升高到1030℃時，組織較粗化且板條之間的距離變大，但其延遲斷裂性能的差別并不是晶粒尺寸所影響的。實際上，當奧氏體的溫度升高時，鋼中合金元素的分布位置會發(fā)生變化。因為材料中Mn的含量比較高，Mn對延遲斷裂較敏感[3]。這些都導致了當奧氏體化溫度大于950℃時，溫度越高材料的耐延遲斷裂性能越差。
圖4為不同回火溫度下30MnSiPC鋼的TEM形貌?？梢钥闯?，回火溫度為390℃時，可以清晰的看到馬氏體板條界，并在界面上可觀察到析出的薄片狀碳化物。該碳化物為收集氫的陷阱，如果這種碳化物連續(xù)的分布在馬氏體的邊界，則進入到鋼中的氫會富集在晶界處，導致晶界脆化，從而使延遲斷裂變得敏感。當回火溫度從390℃升高到430℃后，析出的滲碳體會聚集粗化，并變?yōu)榍逦貤l狀的滲碳體。細小的碳化物會彌散的分布，從而較小應力集中，使界面能降低，斷裂時間變長，從而使其耐延遲斷裂性能增加[5]。當回火溫度升高到470℃時，滲碳體會球化。當回火溫度繼續(xù)升高時，較小的碳化物顆粒會逐漸溶解，大的顆粒會長大，當溫度升高到一定程度后，細粒的碳化物會逐漸聚集并粗化，會出現(xiàn)更加粗大的滲碳體和鐵素體顆粒，其強度和硬度都較低。
3結論
1．1試劑與儀器KBr，光譜純;聚奧炸藥，204所提供。精密烘箱，成都天宇試驗設備有限責任公司，CK-30型，量程10～200℃，溫度均勻度±1℃，溫度波動度≤±1℃。傅里葉變換紅外光譜儀，德國布魯克公司，Vertex70型，光譜范圍4000～400cm－1，采用中紅外光源。
1．2試驗原理有機炸藥不同晶型之間雖分子結構式相同，但存在空間異構體，可以利用紅外光照射物質(zhì)后，不同結構的基團或官能團產(chǎn)生不同的吸收峰來確定物的結構，不同晶型的空間異構體，其紅外吸收特征峰存在個體差異;采用烘箱模擬退火及回火過程熱效應處理炸藥試樣及導爆索，對炸藥及索內(nèi)炸藥進行紅外光譜分析，研究紅外吸收峰結構變化情況與保溫試驗溫度、時間的關系，制定熱處理工藝。
1．3試驗方案設計結合HMX轉(zhuǎn)晶溫度(158℃)，及銀質(zhì)導爆索常規(guī)去應力和軟化溫度(160～175℃)，在此溫度對聚奧炸藥進行短時間保溫，或在低于此溫度附近選擇不同溫度、保溫不同時間研究其結構變化情況。設計選擇4步方案進行分析并采集紅外光譜圖。即:1)175℃，保溫時間≤5h;2)160℃，保溫時間≤8h;3)150℃，保溫時間≤25h;4)130℃，保溫時間≤26h。對于4個方案，首先分析原態(tài)炸藥在不同的方案的紅外光譜圖，比較分析其與β-HMX及α-HMX晶型的相關度，以制定初步熱處理條件。然后依據(jù)初步熱處理條件制定的方案，模擬拉索熱處理過程，選擇銀導爆索在進行退火處理之前和退火處理之后兩步方案，進行模擬試驗及紅外光譜測試，對比分析其與β-HMX標準紅外圖譜的相關度，研究不同保溫溫度、保溫時間與相關度的關系，確定最終的退火回火熱處理參數(shù)條件。通過試驗研究，選擇既滿足金屬銀導爆索拉伸性能及導爆索拉制安全性，又保持晶型不發(fā)生轉(zhuǎn)變的適宜參數(shù)條件，確定熱處理工藝。
2結果與討論
2．1炸藥試驗結果與討論
2．1．1聚奧炸藥175℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至175℃，保溫3、4、5h，采集紅外光譜圖，如圖1。HMX的4種晶型中，能穩(wěn)定存在的為α、β、γ型，β型是作為含能材料使用要求的晶型，高于轉(zhuǎn)晶溫度時，其會轉(zhuǎn)換成不穩(wěn)定的δ型，δ型在室溫下放置后會有部分轉(zhuǎn)變?yōu)棣列停绊懏a(chǎn)品的性能，β及α2種晶型奧克托今炸藥的標準紅外光譜圖見圖2。在紅外光譜中，以β-HMX標樣圖譜為參比，建立快速比較方法，利用軟件快速比較計算出試樣圖譜相對于標樣圖譜吸收峰的相似程度，得到相關度數(shù)據(jù)。經(jīng)過對圖1中3張圖譜的對比分析，結果表明:在175℃保溫3～5h過程中，其紅外吸收峰與β-HMX及α-HMX相比差異較大，與常規(guī)β-HMX相關度由最初的98．90%降為50．77%。表明聚奧炸藥在175℃保溫3h以上即發(fā)生晶型變化。
2．1．2聚奧炸藥160℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至160℃，保溫4～8h，得到保溫4、5、6、7、8h5張紅外光譜圖(疊加)，如圖3。經(jīng)過圖譜快速比較方法，結果表明:在160℃保溫4～8h過程中，其紅外吸收峰與β-HMX及α-HMX相比差異較大，與β-HMX相關度由最初的98．90%降為22．64%，表明聚奧炸藥在160℃保溫4h以上即發(fā)生晶型變化。
2．1．3聚奧炸藥150℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至150℃，保溫22h，每2h選取一份試樣，之后繼續(xù)保溫3h，每1h選取一份樣 品進行紅外光譜分析，共采集14張紅外光譜圖進行比較，如圖4、圖5。圖4中，自上而下依次為150℃保溫時間2、4、6、8、10、12、14h的紅外光譜比較圖;圖5依次為16、18、20、22、23、24、25h的紅外光譜比較圖，分析14個紅外光譜吸收峰相近，其結構為β-HMX，比較分析150℃保溫不同時間圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度，結果表明:在2h至23h，相關度為97．15%以上;保溫至24h，相關度下降為91．82%，聚奧炸藥在150℃保溫23h以上晶型發(fā)生變化。
2．1．4聚奧炸藥130℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至130℃，保溫18h，每3h取一份，繼續(xù)保溫8h，每2h取一份樣品進行紅外光譜分析，比較采集的10張圖譜，10個紅外光譜吸收峰相近，分析結構為β-HMX結構，130℃保溫不同時間圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度數(shù)據(jù)見表1。表1中，聚奧炸藥與β-HMX紅外圖譜相關度在3h至24h為97．21%以上;繼續(xù)保溫至26h，相關度略有下降，為93．75%，表明聚奧炸藥在130℃保溫25h以上晶型才有輕微變化。
2．2銀導爆索試驗結果與討論炸藥裝索后，在熱處理過程中存在熱積累、炸藥裝填密實且隔離空氣等情況;以上因素可能會影響導爆索內(nèi)炸藥局部溫度高于散裝炸藥，因此結合裝填炸藥模擬試驗結果，避免拉索過程熱積累，保證生產(chǎn)有一定裕度，初步確定退火溫度控制在130℃。進行銀導爆索模擬試驗。
2．2．1未退火銀導爆索模擬保溫試驗生產(chǎn)中需將銀導爆索從10．0mm拉至1．6mm，依據(jù)試驗確定的初步退火溫度，將炸藥裝入銀導爆管，在不退火的條件(即室溫)下，拉至規(guī)定值。為研究索內(nèi)保溫的熱積累效應對炸藥的影響，對拉好的導爆索進行130℃保溫試驗，并解剖不同保溫時間下導爆索內(nèi)炸藥，進行紅外光譜分析，與β-HMX、α-HMX比較，相關度分析結果見表2。由表2知，銀導爆索在130℃條件下，保溫時間在11h內(nèi)可保證產(chǎn)品中炸藥晶型基本不發(fā)生轉(zhuǎn)變。不退火拉索試驗中，不僅費力、易拉斷，而且拉制的銀導爆索壁厚不均勻。因此，需對銀導爆索進行高溫軟化處理(即退火與回火)，恒定溫度130℃，進行不同時間的工藝摸底試驗。
2．2．2已退火銀導爆索模擬保溫試驗對導爆索在130℃進行退火1．5h后，模擬回火保溫不同時間(3～7h)，采集紅外譜圖，比較退火銀導爆索保溫3、5、6、7h的紅外光譜圖。分析圖6，已退火導爆索保溫3～7h，紅外光譜吸收峰顯示為β-HMX結構，比較其圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度，結果顯示與β-HMX相關度均在96%以上，未發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。結果表明，某裝填聚奧炸藥的銀導爆索在130℃下，累計保溫7h以內(nèi)，其內(nèi)裝聚奧炸藥未發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，拉索安全且不易斷裂。以此制定了熱處理工藝。銀導爆索由10．0mm拉至6．0mm室溫即可進行;從6．0mm拉至1．6mm需軟化處理。由于退火軟化后銀導爆索持續(xù)拉制過程耗時較長，產(chǎn)生散熱而使溫度下降，使后期拉制較為費力。因此為保證生產(chǎn)中易于拉索，采用130℃間斷性的退火軟化，然后于此溫度回火保溫，重復多次，拉至規(guī)定值，總體累計時間小于7h。依此進行生產(chǎn)工藝試驗，綜合兩結果，最終確定了熱處理工藝條件為:某銀導爆索由10．0mm拉至6．0mm，室溫放置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。
3結論
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(jīng)過一次沖壓成型，閥片的厚度為0.4mm。生產(chǎn)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(jù)風扇離合器散熱系統(tǒng)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(jīng)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(jù)閥片的形狀設計并制作防止閥片變形的熱處理模具。根據(jù)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(jù)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(jù)閥片的變形程度、金相組織和硬度值，最后確定最優(yōu)熱處理參數(shù)。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(jù)擰入螺絲的扣數(shù)調(diào)整預緊力的大小，擰入越多，施加的預緊力越大。通過調(diào)整第一階段回火后擰入螺絲的扣數(shù)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。可見在第二階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(diào)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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)，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?；鼗饻囟葹?00℃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(jié)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
在航空工業(yè)中廣泛應用合金結構鋼制造飛機、發(fā)動機的主要零件［3］。12CrNi4A、18Cr2Ni4WA等都是航空器普遍使用的合金鋼，主要做傳動軸、銷子。40CrMoA調(diào)制合金鋼，綜合機械性能好，在具有相當高的強度的同時又具有良好的韌性。廣泛用于制造高負荷、大尺度的軸零件，也可以用來做大截面、高負荷、高抗磨及良好韌性要求的重要零件，如發(fā)動機曲軸等。
2曲軸熱處理工藝
2.1曲軸工作條件活塞式發(fā)動機一般由氣缸、活塞、曲軸、連桿、氣門機構和機匣組成，曲軸的組成，如圖3所示。曲軸除了和連桿一起將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，還將功率傳遞給螺旋槳，曲軸由軸頭、軸尾和曲柄等組成，曲柄又由曲頸和曲臂組成，軸頭前段與螺旋槳軸相連。
2.2材料選擇IO-360-L2A發(fā)動機曲軸采用高級優(yōu)質(zhì)合金鋼40CrNiMoA鍛件制成，它是在優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼的基礎上，適當?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素（總質(zhì)量分數(shù)不超過5%）而制成的鋼種，主要成分應符合GB/T3077的規(guī)定［4］，高級優(yōu)質(zhì)鋼的含硫、磷質(zhì)量分數(shù)應小于0.025%，由于曲軸為熱加工用鋼，其銅質(zhì)量分數(shù)規(guī)定應不大于0.20%，如表1所示。它屬于低合金中碳超高強度鋼。該材質(zhì)經(jīng)處理后具有良好的綜合機械性能，Cr、Ni等合金元素的加入使其淬透性較好并使鐵素體的強度和韌性得到提高；Mo、Cr等碳化物形成元素的加入，可阻止奧氏體晶粒長大，提高鋼的回火穩(wěn)定性，在使用中能有一定的沖擊抗力和斷裂韌性，高的疲勞強度滿足曲軸對材質(zhì)性能的要求。
2.3曲軸熱處理IO-360-L2A發(fā)動機使用多曲柄曲軸，由鉻鎳鉬鋼鍛件制成，曲軸是發(fā)動機受力最大的部件之一，曲軸的曲頸和曲柄表面都經(jīng)過滲氮處理，增加了表面的抗磨性，曲軸上螺旋槳安裝凸緣表面未進行滲氮處理，表面僅鍍一層防腐金屬層，維護時應避免劃傷，預防曲軸腐蝕和產(chǎn)生裂紋。曲柄是空心的，這不僅可以減輕曲軸的質(zhì)量，還可為滑油提供通道，同時也是一個收集淤泥、積碳和其它雜質(zhì)的空腔，滑油流動越多，清潔效果越好。材料40CrMoA曲軸熱處理工藝是鍛造正火粗車調(diào)質(zhì)精車去應力退火精加工到成品氮化拋光裝機［5］，其技術參數(shù)如表2所示。
2.3.1曲軸熱處理技術要求主軸頸和連桿軸徑處要求淬硬層硬度為56~63HRC；淬硬層深度為3.5~5.5mm，淬硬層邊緣到曲軸對于V形軸不大于4~5mm，對直列軸不大于6~8mm。為了確保質(zhì)量，對曲軸的熱處理實際采用中頻感應加熱淬火法［6］，如圖4所示，采用曲軸軸徑輪流淬火，分別進行表面淬火，其加熱頻率1000Hz；始鍛溫度1150℃，終鍛溫度850℃。
2.3.2曲軸熱處理工藝［7］1）正火+高溫回火。正火處理的目的是為了改善曲軸的基體組織，消除鍛造過程造成的粗大組織及魏氏組織，細化晶粒，并消除鍛造應力?；鼗鸷鬄榉乐够鼗鸫嘈裕瑧痛?，回火溫度在600~640℃左右。最好是淬火出來先打一個淬火硬度，根據(jù)實際情況調(diào)整回火溫度。a.正火：加熱溫度880℃，保溫270min，出爐空冷；b.回火：加熱溫度640℃，保溫600min，出爐空冷。2）熱處理調(diào)質(zhì)處理。曲軸鍛造、正火后要進行熱處理調(diào)質(zhì)處理，以獲得整體的最佳綜合機械性能，并為表面氮化處理做好組織準備。曲軸調(diào)質(zhì)后的金相組織應為均勻的回火索氏體+少量貝氏體組織，不允許出現(xiàn)大量的鐵素體組織，否則將導致氮化層的脆性加大，降低曲軸的疲勞性能。a.淬火：加熱880℃（氮氣保護）保溫時間5h；冷卻曲軸出爐后預冷1.5min（曲軸表面顏色在800℃以上一點），隨后淬入水玻璃水溶液中，冷卻6~7min出水空冷。淬火介質(zhì)使用玻美度3～3.5的水玻璃水溶液。b.回火：40CrMoA軸加熱溫度560~570℃，保溫時間為5.5h，出爐空冷。3）氣體氮化處理。曲軸表面進行氮化處理，一方面是為了獲得高的疲勞強度，另一方面是為了獲得高的表面硬度，提高曲軸的耐磨性能。曲軸表面經(jīng)氮化處理后，生成極細顆粒具有高硬度的ε相，同時還生成Fe3N和FeN，使軸頸和圓角均得到強化處理，改善表面耐磨性，增加表面強度，特別是增加抗疲勞強度，并提高材料的抗腐蝕性能。
3曲軸熱處理缺陷分析及其防止措施
曲軸在生產(chǎn)過程中要經(jīng)過冶煉、鑄造、軋制（或鍛造）等工序，最后成材，由這些工藝過程控制的質(zhì)量，一般稱為熱處理質(zhì)量。熱處理質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能和使用安全。熱處理缺陷中最危險的是裂紋，稱為第一類熱處理缺陷。工程構件在交變應力作用下，經(jīng)一定循環(huán)周次后發(fā)生的斷裂稱作疲勞斷裂，曲軸失效可以由多種原因引起，然而，沖擊疲勞失效可能是曲軸失效中最普遍的原因。當裂紋尖端的應力強度因子KI達到材料斷裂韌度KIc（或是裂紋尖端的應力集中達到材料的斷裂強度）時，裂紋就會失穩(wěn)快速擴展疲勞最終斷裂是瞬時的，因此它的危害性較大，甚至會造成機毀人亡的慘劇。鋼質(zhì)工件經(jīng)熱處理后常見的質(zhì)量缺陷有淬火顯微組織過熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點等。
3.1淬火裂紋及防止措施淬火裂紋是鋼材的淬火或淬火后形成，由于冷卻時的高應力所造成；也有可能是在淬火油中的水所導致。具體如下：鋼質(zhì)工件由于結構設計不合理，鋼材選擇不當、淬火溫度控制不正確、淬火冷卻速度不合適等；增大淬火內(nèi)應力，會使已形成的淬火顯微裂紋擴展，形成淬火裂紋；由于增大了顯微裂紋的敏感度，增加了顯微裂紋的數(shù)量，從而增大淬火裂紋的形成。淬火裂紋一旦發(fā)生，絕大部分將造成零件的報廢，必須預防淬火裂紋的產(chǎn)生。首先曲軸原材料的橫截面酸浸低倍組織試片上，不得有目視可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮、白點、晶間裂紋等缺陷。材料選擇上做到經(jīng)濟性和技術性的合理搭配，既要保證價格便宜又要保證材料有較好的加工性，熱處理性要好，易于淬火，變形小，淬裂傾向小。隨著含碳量的提高，Ms點降低，淬裂傾向增大，在滿足基本性能如硬度、強度的條件下，盡量選用含碳量低的鋼。為了防止零件在淬火急冷中開裂，應使其均勻加熱、均勻冷卻、均勻漲縮。在零件結構設計上，盡量避免截面形狀尺寸突變，同時注意圓角過渡。合理安排工藝路線，如正確安排好預備熱處理、冷加工和熱加工等工序可以有效減少熱處理淬火開裂傾向。恰當?shù)剡x擇加熱介質(zhì)、加熱速度、加熱溫度和保溫時間也可以有利于減少淬火開裂。
3.2氧化與脫碳及防止措施氧化是因為鋼在有氧化性氣體中加熱時，會發(fā)生氧化而在表面形成一層氧化皮，在高溫下，甚至晶界也回會發(fā)生氧化。脫碳是鋼在某些介質(zhì)中加熱時，這些介質(zhì)會使鋼表面的含碳量下降，脫碳的實質(zhì)是鋼中碳在高溫下與氧和氫發(fā)生作用生產(chǎn)一氧化碳。脫碳會明顯降低鋼的淬火硬度、耐磨性及抗疲勞性能。防止氧化、脫碳的有效措施是采用鹽熔爐加熱、護氣氛爐、真空爐加熱和預留足夠的加工余量，見表3所示。
4結論
淬火鋼在回火時，隨著回火溫度升高，其沖擊韌性呈增大趨勢。但是某些鋼在一定溫度范圍回火后，沖擊韌性反而會呈下降趨勢。這種在回火過程中發(fā)生的脆性現(xiàn)象，稱為回火脆性。鋼中常見的回火脆性可以分為低溫回火脆性和高溫回火脆性兩類。
1.1低溫回火脆性
通常將在200～400℃回火后發(fā)生的脆性稱為低溫回火脆性，即第一類回火脆性。在低于250℃回火時，由于不發(fā)生碳化物析出，故不會引起沖擊韌性急劇下降。當回火溫度高于400℃時，碳化物開始聚集和球化，對基體的割裂作用減少，因而鋼的沖擊韌性又重新升高。而在250～400℃回火后，由于析出了碳化物薄片，故產(chǎn)生回火脆性。低溫回火脆性對于鋼件強度與韌性的最佳配合不利。但目前尚未找到有效的方法完全消除這種回火脆性，只能盡量避免在這個溫度范圍回火，或采用等溫淬火代替。在鋼中加入1～3％Si，可以使碳化物的析出移向較高溫度進行，從而使脆性產(chǎn)生的溫度范圍升高，這有利于改善鋼回火后的沖擊韌性。
1.2高溫回火脆性
在450～650℃回火后出現(xiàn)的脆性，通常稱為高溫回火脆性，或稱第二類回火脆性。這種回火脆性的主要特點是：
(1)回火脆性主要在含有Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金結構鋼中出現(xiàn)。
(2)回火脆性的出現(xiàn)與回火后的冷卻速度有關，通?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)回火脆性。
(3)具有可逆性。如果把已經(jīng)出現(xiàn)這種回火脆性的鋼重新加熱到脆性區(qū)溫度回火，再快冷到室溫，其回火脆性即可消除。已經(jīng)消除了回火脆性的鋼，如果重新加熱到脆性區(qū)溫度回火，隨后緩慢冷卻到室溫，則脆性又會出現(xiàn)。因此這種回火脆性具有可逆性。
(4)斷口呈晶間斷裂。多數(shù)人認為高溫回火脆性產(chǎn)生的主要原因，是在450～650℃回火時微量雜質(zhì)元素(P、Sb、Sn、As等)或合金元素向原來的奧氏體晶界偏聚或析出，削弱了晶粒之間的結合強度，從而使鋼出現(xiàn)脆性。例如：這種脆性的出現(xiàn)是由于晶界變脆引起的，所以回火脆性試樣的斷口為晶間斷裂。又如，雜質(zhì)元素在晶界的偏聚是在一定的溫度和條件下產(chǎn)生的，也可以在另外的溫度、時問條件下消除，因此這種回火脆性是可逆的。
2影響回火脆性的因素
關鍵詞：回火爐，plc，gp觸摸屏
0．引言
熱處理生產(chǎn)線上有加熱爐、清洗機、回火爐、運輸車、升降臺等等。回火是生產(chǎn)工藝中重要的一個環(huán)節(jié)。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(jīng)過回火可以消除淬火時產(chǎn)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(wěn)定零件尺寸，使工件的結構組織在使用的過程中不發(fā)生變化。免費論文參考網(wǎng)。
本文是在分析目前國內(nèi)熱處理車間設備與工藝現(xiàn)狀的基礎上，提出了對回火爐的控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。通過這些控制實現(xiàn)設備的自動控制；實現(xiàn)對爐溫、氮勢的自動監(jiān)控與數(shù)據(jù)自動采集和記錄；實現(xiàn)故障自診斷并及時報警，及時處理；實現(xiàn)熱處理工藝過程的自動跟蹤和監(jiān)控，實現(xiàn)熱處理工藝優(yōu)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(nèi)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(huán)，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(cè)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(wǎng)。
1．2箱式回火控制要求
a)爐內(nèi)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(fā)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(tǒng)結構
回火爐的控制系統(tǒng)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(tǒng)圖
爐溫控制由熱電偶及儀表組成主控系統(tǒng)，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(fā)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(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(jīng)線性化處理后)進行比較，以其差值為調(diào)節(jié)量，經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換后，直接控制電動閥的開度，以改變氨的流量，實現(xiàn)氮勢的閉環(huán)自控。
3． PLC控制系統(tǒng)硬件設計
3．1 PLC的選型
PLC采用歐姆龍系列產(chǎn)品C200HEPLC。免費論文參考網(wǎng)。因為C200HE PLC采用模塊化結構，組成系統(tǒng)方便靈活，適用于中小型控制系統(tǒng)。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(tài)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(jiān)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(yè)圖形顯示器產(chǎn)品。GP通過串口與下位機PLC相連，觸摸屏出現(xiàn)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(shù)字顯示器，仍可以進行正常的生產(chǎn)操作控制。
回火爐熱處理生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的基本畫面主要有：主菜單、回火爐搬送監(jiān)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(jiān)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(xiàn)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(jiān)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。
[論文摘 要] 本文從三個方面論述了熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。
引言
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，金屬零件的制造是一個重要的環(huán)節(jié)，具有舉足輕重的作用，因此提高金屬零件的制造水平成為一項不可缺少的工作。而在金屬零件的制造過程中，熱處理工作又是提高其制造水平的重要措施。在設計工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機械性能。而不合理的熱處理條件，不僅不會提高材料的機械性能，反而會破壞材料原有的性能。因此，設計人員應根據(jù)金屬材料成分，準確分析金屬材料與熱處理工藝的關系，制訂合理的熱處理的工藝，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果，提高金屬零件的制造水平。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內(nèi)部結構包含兩個方面：其一是金屬原子之間的結合方式；其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現(xiàn)差異。
為了得到更好的金屬性能，滿足制造和使用要求，我們將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結構來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。
不同的熱處理條件會產(chǎn)生不同的材料性能改變效果，下面從3個方面來說明熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。
一、提高金屬材料的切削性能和加工精度
在各類鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產(chǎn)生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對應有一定的硬度范圍和金相組織。為了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合適的組織狀態(tài)，這就要用到預先熱處理。
通過預先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產(chǎn)生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準備良好的組織狀態(tài)，從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。
舉例1：齒坯材料在切削加工中，當齒坯硬度偏低時會產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對齒坯材料進行正火＋不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂狀過渡，從而減少了粘刀現(xiàn)象，提高了切削性能。
舉例2：鋁合金在加工過程中，通常都是先經(jīng)強化處理（固溶處理＋時效；時效），這樣可以得到晶粒細小、均勻的組織，比鑄態(tài)或壓力加工狀態(tài)的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時提高了機械加工精度。
二、提高金屬材料的斷裂韌性
金屬材料的斷裂韌性指含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴展的性能。提高金屬斷裂韌性的關鍵是要減少金屬晶體中位錯，使金屬材料中的位錯密度下降，從而提高金屬強度，而減少金屬晶體中位錯的一種重要方法，就是細晶強化，其原理是通過細化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯滑移從而提高材料強韌性。而金屬組織的細晶強化的過程實際上就是金屬熱處理。
在金屬熱處理過程中，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應力和變形溫度的條件下，材料在變形過程中積累到足夠高的局部位錯密度級別，會在變形最劇烈的區(qū)域產(chǎn)生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個過程稱為再結晶。再結晶晶核的形成與長大都需要原子的擴散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進行遷移時，再結晶過程才能進行。
那么，對于不同的金屬材料，我們就可以通過控制不同的熱處理的溫度，來提高金屬材料的斷裂韌性。
舉例：在sy鋼坯料上線切割適當?shù)男A柱，機加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在cleeble-1500型熱模擬試驗機上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50％，然后在空氣中冷至室溫，再進行680℃×6hac(空冷)的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開，研磨拋光后用化學物質(zhì)顯示晶粒形貌。實驗現(xiàn)象為：在700℃時，扁平的晶粒開始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經(jīng)有少量出現(xiàn)，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達到y(tǒng)bl2級。在900℃以上．晶粒開始長大。因此，對此種鋼來說，900℃左右溫度進行熱處理，可以提高其斷裂韌性。
三、減少金屬材料的應力腐蝕開裂
金屬材料在拉伸應力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的脆性斷裂破壞稱為應力腐蝕開裂。大部分引起應力腐蝕開裂的應力是由殘余拉應力引起的。殘余應力是金屬在焊接過程中產(chǎn)生的。金屬在加熱時，以及加熱后冷卻處理時，改變了材料內(nèi)部的組織和性能，同時伴隨產(chǎn)生了金屬熱應力和相變應力。金屬材料在加熱和冷卻過程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時間)不一致，由于溫差導致材料體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于冷卻時金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應力：另一方面材料在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，因比容的增大會伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與拉應力相反。金屬熱處理的熱應力和相變應力疊加的結果就是材料中的殘余應力，正是其存在造成了應力腐蝕開裂。
舉例：金屬熱處理中，通過控制淬火冷卻速度，可以顯著地控制淬火裂紋，為了達到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應力而論，這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值，故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。
3、結論
金屬材料的熱處理在機械零件制造中占有十分重要的地位，在金屬材料加工的整個工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。
參 考 文 獻
[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機械工程師.2008年5期.
