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热处理工艺论文、 范文、

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2.1预备热处理在热处理过程中，有可能引起内孔的变形增大，如存在混晶、大量索氏体或魏氏组织以及过高的正火温度。因此需要对正火温度进行控制，也可以采用等温退火的方式来对锻件进行处理。金属最终的变形量与很多因素有关，如淬火前进行的调质处理以及退...

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热 处 理 工 艺 论 文 范 文 7 篇 首 页 资 料 文 库 期 刊 中 心 杂 志 订 阅 个 人 中 心 登 录 / 注 册 美 章 网 资 料 文 库 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 7 篇 时 间 ： 2 0 2 3 - 0 3 - 3 0 0 3 : 3 5 : 2 4 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 1 篇 通 过 降 低 热 处 理 的 工 艺 温 度 能 有 效 减 少 由 此 产 生 的 变 形 。 降 低 工 艺 温 度 ， 能 相 对 减 少 工 件 的 高 温 强 度 ， 并 增 强 其 塑 性 抗 力 以 及 抗 应 力 变 形 、 抗 淬 火 变 形 、 抗 高 温 蠕 变 的 能 力 。 降 低 工 艺 温 度 ， 还 能 够 减 少 工 件 加 热 、 冷 却 的 温 度 区 间 。 温 度 区 间 减 少 后 ， 由 热 处 理 引 起 的 各 部 位 温 度 的 一 致 性 也 会 增 强 ， 而 温 度 的 不 一 致 性 正 是 引 起 工 件 组 织 应 力 和 热 应 力 的 根 本 原 因 ， 随 着 温 度 不 一 致 性 减 少 ， 由 此 而 导 致 的 变 形 也 会 相 应 减 少 。 此 外 ， 在 降 低 工 艺 温 度 并 缩 短 工 艺 时 间 的 情 况 下 ， 将 缩 短 工 件 的 高 温 蠕 变 时 间 ， 从 而 减 少 变 形 。 科 学 合 理 的 热 处 理 工 艺 是 减 小 热 处 理 变 形 的 关 键 因 素 。 由 图 1 可 以 看 出 ， 在 6 5 0 ％ 球 化 退 火 后 的 硬 度 梯 度 和 7 4 0 ％ 球 化 6 8 0 ％ 等 温 处 理 的 硬 度 梯 度 结 果 相 近 ， 未 经 球 化 退 火 的 齿 轮 的 硬 度 较 前 两 个 低 。 这 是 因 为 球 化 退 火 可 使 淬 火 后 渗 层 表 面 残 留 奥 氏 体 量 减 少 ， 从 而 提 高 了 齿 表 面 硬 度 ， 因 此 2 0 C r N i 2 M o A 钢 齿 圈 渗 碳 后 应 采 用 球 化 退 火 工 艺 ， 同 时 为 减 小 热 处 理 变 形 ， 在 6 5 0 ℃ 球 化 退 火 效 果 更 好 。 2 变 形 的 其 他 影 响 因 素 及 减 小 措 施 2 . 1 预 备 热 处 理 在 热 处 理 过 程 中 ， 有 可 能 引 起 内 孔 的 变 形 增 大 ， 如 存 在 混 晶 、 大 量 索 氏 体 或 魏 氏 组 织 以 及 过 高 的 正 火 温 度 。 因 此 需 要 对 正 火 温 度 进 行 控 制 ， 也 可 以 采 用 等 温 退 火 的 方 式 来 对 锻 件 进 行 处 理 。 金 属 最 终 的 变 形 量 与 很 多 因 素 有 关 ， 如 淬 火 前 进 行 的 调 质 处 理 以 及 退 火 和 正 火 。 金 属 产 生 变 形 进 而 导 致 金 属 组 织 结 构 也 发 生 变 化 。 研 究 和 实 践 表 明 ， 为 使 金 属 组 织 结 构 均 匀 ， 在 进 行 正 火 处 理 时 采 用 等 温 淬 火 是 一 种 有 效 的 减 小 其 变 形 量 的 措 施 。 2 . 2 运 用 合 理 的 冷 却 方 法 金 属 淬 火 后 冷 却 过 程 的 控 制 也 是 必 须 考 虑 的 一 个 因 素 。 淬 火 后 采 用 油 进 行 冷 却 ， 因 此 其 变 形 直 接 受 到 油 的 冷 却 能 力 的 影 响 。 通 常 来 说 ， 热 油 淬 火 产 生 的 变 形 小 于 冷 油 淬 火 ， 一 般 控 制 在 1 0 0 2 0 ％ 。 同 时 ， 变 形 还 受 到 淬 火 的 搅 拌 方 式 和 速 度 的 影 响 。 在 进 行 金 属 热 处 理 时 ， 金 属 产 生 的 应 力 及 模 具 的 变 形 与 冷 却 的 速 度 和 冷 却 的 均 匀 程 度 有 关 。 过 快 的 冷 却 速 度 和 不 均 匀 冷 却 都 会 导 致 应 力 及 模 具 变 形 的 增 大 。 因 此 ， 应 尽 量 采 用 预 冷 ， 不 过 需 要 注 意 的 是 应 保 证 模 具 的 硬 度 要 求 。 为 减 少 热 应 力 和 组 织 应 力 ， 可 以 选 用 分 级 冷 却 淬 火 ， 这 种 方 式 对 形 状 复 杂 的 工 件 十 分 有 效 ， 能 显 著 减 少 其 变 形 。 采 用 等 温 淬 火 的 方 式 ， 则 适 用 于 十 分 复 杂 并 且 有 较 高 精 度 要 求 的 工 件 ， 能 使 金 属 变 形 显 著 减 少 。 2 . 3 零 件 结 构 要 合 理 改 善 零 件 的 结 构 是 减 少 热 处 理 变 形 的 关 键 环 节 。 经 过 热 处 理 后 的 工 件 ， 其 厚 度 不 同 的 部 分 冷 却 的 速 度 也 是 不 同 的 。 因 此 ， 在 满 足 工 件 使 用 性 能 的 前 提 下 ， 应 使 工 件 的 厚 度 差 别 不 能 过 大 ， 尽 量 使 零 件 的 截 面 均 匀 ， 减 少 由 应 力 集 中 导 致 的 过 渡 区 的 畸 变 和 开 裂 现 象 。 保 持 结 构 与 材 料 成 分 和 组 织 的 对 称 性 ， 避 免 尖 锐 棱 角 、 沟 槽 等 。 此 外 ， 采 用 预 留 加 工 量 的 方 式 也 是 减 少 厚 度 不 均 匀 零 件 变 形 的 有 效 方 式 之 一 。 2 . 4 采 用 合 理 的 装 夹 方 式 及 夹 具 通 过 采 用 合 理 的 装 夹 方 式 和 夹 具 ， 能 够 使 工 件 获 得 均 匀 的 加 热 和 冷 却 ， 从 而 减 少 热 应 力 以 及 组 织 应 力 的 不 均 ， 有 效 减 小 热 处 理 导 致 的 工 件 变 形 。 2 . 5 机 械 加 工 工 件 的 加 工 通 常 需 要 经 过 很 多 道 工 序 ， 如 果 热 处 理 加 工 是 最 后 的 工 序 ， 则 应 控 制 其 畸 变 的 允 许 值 ， 使 之 满 足 图 样 规 定 的 工 件 尺 寸 。 依 据 上 道 工 序 的 加 工 尺 寸 来 对 畸 变 量 加 以 确 定 ， 因 此 掌 握 畸 变 规 律 尤 为 重 要 ， 为 使 热 处 理 导 致 的 畸 变 处 于 合 格 的 范 围 ， 在 进 行 热 处 理 前 应 对 尺 寸 进 行 预 修 正 。 如 果 热 处 理 是 中 间 的 工 序 ， 机 加 工 余 量 和 热 处 理 畸 变 量 之 和 即 为 热 处 理 前 的 加 工 余 量 。 导 致 热 处 理 变 形 的 因 素 多 而 复 杂 ， 因 此 相 较 于 机 械 加 工 余 量 来 说 ， 热 处 理 的 加 工 余 量 不 易 确 定 ， 在 实 际 加 工 中 应 留 出 足 够 的 加 工 余 量 用 于 机 械 加 工 。 2 . 6 采 用 合 适 的 介 质 在 热 处 理 的 过 程 中 ， 介 质 的 选 择 也 十 分 重 要 ， 应 选 择 有 利 于 减 小 变 形 量 的 介 质 。 研 究 和 实 验 表 明 ， 硬 度 要 求 相 同 的 情 况 下 ， 采 用 油 性 介 质 是 更 好 的 选 择 。 不 同 介 质 具 有 不 同 的 冷 却 速 度 ， 在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下 ， 同 油 性 介 质 相 比 较 ， 水 性 介 质 的 冷 却 速 度 较 快 。 此 外 ， 水 温 的 变 化 也 会 对 介 质 的 冷 却 性 能 造 成 影 响 ， 其 变 化 对 油 性 介 质 冷 却 特 性 产 生 的 影 响 较 小 。 热 处 理 条 件 相 同 的 情 况 下 ， 水 性 介 质 淬 火 后 会 产 生 相 对 较 大 的 变 形 量 。 3 结 束 语 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 2 篇 A l - C u - M g - A g 合 金 的 固 溶 热 处 理 就 是 在 较 高 温 度 下 使 合 金 元 素 充 分 溶 解 到 α - A l 基 体 中 ， 然 后 快 速 冷 却 以 得 到 过 饱 和 固 溶 体 ， 使 其 在 后 续 的 时 效 热 处 理 中 析 出 尽 可 能 多 的 强 化 相 ( Ω 、 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 ) ， 以 提 高 合 金 的 力 学 性 能 ， 是 时 效 热 处 理 的 前 期 准 备 过 程 ［ 7 ］ 。 影 响 固 溶 热 处 理 的 主 要 工 艺 参 数 有 : 固 溶 温 度 、 固 溶 时 间 和 冷 却 速 度 。 固 溶 温 度 越 高 ， C u 、 M g 、 A g 等 合 金 元 素 在 合 金 中 的 固 溶 度 越 高 ， 合 金 元 素 的 扩 散 速 度 越 快 ， 固 溶 时 间 也 就 越 短 。 但 是 当 固 溶 温 度 过 高 时 会 使 合 金 中 的 低 溶 点 相 发 生 溶 化 ， 即 出 现 过 热 现 象 ; 同 时 弥 散 分 布 的 金 属 间 化 合 物 也 会 发 生 长 大 粗 化 ， 导 致 合 金 性 能 降 低 。 因 此 ， 固 溶 温 度 对 A l - C u - M g - A g 合 金 性 能 的 影 响 比 较 敏 感 ［ 1 5 ］ ， 而 固 溶 时 间 对 A l - C u - M g - A g 合 金 的 影 响 较 小 ， 为 了 阻 止 强 化 相 的 析 出 趋 势 ， 固 溶 后 冷 却 速 率 需 要 足 够 大 ， 一 般 选 择 室 温 水 淬 。 表 2 是 当 前 典 型 的 几 种 A l - C u - M g - A g 合 金 的 固 溶 热 处 理 工 艺 。 从 表 2 发 现 ， 含 A g 的 A l - C u - M g 系 铝 合 金 ， 由 于 其 合 金 化 元 素 种 类 多 ， 含 量 高 ( 尤 其 是 C u 的 含 量 较 高 ) ， 且 C u 原 子 的 扩 散 速 率 又 比 较 低 ， 应 选 择 较 高 的 固 溶 温 度 ; 但 该 合 金 的 过 烧 敏 感 性 又 很 高 ， 因 此 一 般 选 择 的 固 溶 温 度 在 5 1 0 ～ 5 3 0 ℃ 范 围 内 ， 稍 微 低 于 过 热 温 度 ; 保 温 时 间 通 常 在 2 h 左 右 ， 对 于 大 块 材 料 ( 厚 的 板 材 ， 粗 的 棒 ) 可 以 适 当 延 长 保 温 时 间 。 2 时 效 热 处 理 A l - C u - M g - A g 合 金 经 固 溶 热 处 理 后 形 成 过 饱 和 固 溶 体 ， 在 人 工 时 效 过 程 中 ， 微 量 A g 元 素 降 低 合 金 基 体 A 1 面 的 层 错 能 ， 促 使 A g - M g 团 簇 和 A 1 面 上 聚 集 的 C u 原 子 聚 集 ( C u 原 子 在 A 1 面 上 发 生 偏 聚 ， 形 成 A 1 面 G P 区 ) ， 成 为 Ω 相 的 形 核 质 点 ; 同 时 过 饱 和 固 溶 体 中 C u 原 子 易 直 接 从 A l 面 上 脱 溶 析 出 ( 形 成 C u 原 子 团 的 偏 聚 区 ， 即 A 1 面 G P 区 ) ; 随 时 效 时 间 的 延 长 ， 它 们 分 别 脱 溶 析 出 强 化 相 Ω 相 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 ; θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 和 Ω 相 是 亚 稳 相 ， 在 较 高 温 度 下 最 终 转 化 为 平 衡 相 θ 相 。 即 A l - C u - M g - A g 合 金 的 脱 溶 序 列 为 : S S S ( 过 饱 和 固 溶 体 ) → A g - M g 团 簇 → Ω 相 → θ 相 、 S S S → C u - C u 团 簇 → G P 区 → θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 → θ 相 。 时 效 过 程 中 Ω 相 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 密 度 和 形 态 决 定 时 效 的 效 果 ， 进 而 影 响 合 金 的 性 能 。 因 此 ， 可 以 通 过 改 变 时 效 工 艺 来 改 善 A l - C u - M g - A g 合 金 的 性 能 ， 常 用 的 时 效 工 艺 有 单 级 时 效 、 多 级 断 续 时 效 、 形 变 时 效 、 应 力 时 效 等 。 2 ． 1 单 级 时 效 单 级 时 效 是 2 0 0 0 系 铝 合 金 常 用 的 热 处 理 制 度 ， 同 时 也 是 其 它 时 效 工 艺 的 基 础 。 A l - C u - M g - A g 合 金 的 单 级 时 效 分 为 自 然 时 效 和 人 工 时 效 。 自 然 时 效 由 于 抑 制 了 强 化 相 Ω 相 的 析 出 ， 合 金 的 强 度 较 低 。 单 级 人 工 时 效 促 进 了 强 化 相 Ω 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 析 出 ， 合 金 的 强 度 较 高 。 由 于 A l - C u - M g - A g 合 金 在 较 高 的 温 度 ( 1 6 5 ℃ 以 上 ) 时 效 时 才 会 析 出 Ω 相 ， 且 Ω 相 的 尺 寸 随 时 效 温 度 的 升 高 而 增 加 ， 过 高 的 时 效 温 度 ( 2 5 0 ℃ 以 上 ) 更 容 易 使 Ω 相 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 粗 化 或 者 转 化 为 θ 相 ， 对 晶 界 也 有 所 削 弱 ， 从 而 降 低 合 金 性 能 ［ 2 1 - 2 2 ］ 。 因 此 ， A l - C u - M g - A g 合 金 单 级 人 工 时 效 ， 一 般 选 择 时 效 温 度 为 1 6 0 ～ 2 0 0 ℃ 。 但 是 高 温 短 时 间 人 工 时 效 能 够 极 大 地 提 高 合 金 的 高 温 持 久 性 能 ， 对 A l - 5 ． 0 6 C u - 0 ． 4 4 M g - 0 ． 3 M n - 0 ． 5 5 A g - 0 ． 1 7 Z r 合 金 ［ 2 3 ］ 在 高 温 ( 2 5 0 ℃ ) 时 效 后 在 2 0 0 ℃ / 3 0 0 M P a 下 进 行 持 久 试 验 ， 其 峰 值 时 效 状 态 的 持 久 寿 命 长 达 3 1 h ; 而 对 应 的 1 6 5 ℃ 时 效 后 的 持 久 寿 命 小 于 1 6 h 。 A l - C u - M g - A g 合 金 有 很 高 的 时 效 响 应 速 度 ， 且 在 相 同 条 件 下 时 效 温 度 越 高 达 到 峰 时 效 的 时 间 也 越 短 ［ 2 3 - 2 5 ］ ， 文 献 ［ 2 3 ］ 中 的 合 金 在 2 5 0 ℃ 下 时 效 5 m i n 后 就 达 到 了 峰 值 强 度 ( σ b = 4 5 8 M P a ) 。 A l - C u - M g - A g 合 金 时 效 过 程 为 单 峰 时 效 过 程 ， 即 经 过 欠 时 效 、 峰 时 效 和 过 时 效 阶 段 。 欠 时 效 态 合 金 虽 然 析 出 相 的 密 度 没 有 达 到 最 大 值 ， 但 是 析 出 相 更 加 细 小 ， 使 其 有 较 高 的 强 度 ， 同 时 在 高 温 使 用 时 会 发 生 二 次 强 化 相 的 析 出 ， 使 其 有 很 好 的 抗 蠕 变 性 和 耐 高 温 性 ［ 2 6 ］ 。 峰 时 效 态 合 金 ( 达 到 峰 时 效 的 时 间 一 般 为 4 ～ 1 0 h ) 组 织 由 大 量 Ω 相 和 少 量 的 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 组 成 ， 析 出 相 密 度 达 到 最 大 值 ， 常 温 力 学 性 能 最 好 ［ 4 ， 2 7 ］ ， 对 于 A l - 4 ． 8 3 C u - 0 ． 4 5 M g - 0 ． 5 0 A g - 0 ． 2 9 M n - 0 ． 1 2 Z r 合 金 ［ 4 ］ 在 1 6 5 ℃ 下 时 效 6 h 后 达 到 峰 值 强 度 σ b = 4 7 2 M P a ， σ 0 ． 2 = 4 5 5 M P a ， 对 应 的 伸 长 率 为 1 2 ． 6 8 % 。 过 时 效 态 合 金 ， 随 着 时 效 时 间 的 延 长 合 金 的 强 化 相 逐 渐 粗 化 ， 强 度 有 所 下 降 。 2 ． 2 多 级 断 续 时 效 多 级 断 续 时 效 是 L u m l e y 等 在 研 究 A l - C u - M g - A g 合 金 的 抗 蠕 变 性 时 发 现 的 ， 根 据 这 一 现 象 C S I R O 公 司 发 明 了 T 6 I 6 和 T 6 I 4 等 多 级 时 效 热 处 理 技 术 ; 与 单 级 人 工 时 效 ( T 6 态 ) 相 比 ， 除 保 留 与 T 6 态 相 同 的 性 能 外 ， 由 于 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 析 出 密 度 得 到 提 高 ， 使 A l - C u - M g - A g 合 金 的 塑 性 得 到 提 高 ［ 2 8 - 3 1 ］ 。 A l - C u - M g - A g 合 金 的 多 级 断 续 时 效 一 般 是 三 级 时 效 。 在 第 一 级 的 高 温 欠 时 效 ( 一 般 时 效 温 度 为 1 6 0 ℃ 或 1 8 5 ℃ ， 时 效 时 间 ≤ 2 h ) 过 程 中 ， 析 出 大 量 的 Ω 相 和 少 量 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 ， 并 随 着 时 效 时 间 的 延 长 ， 析 出 相 不 断 长 大 ( 同 单 级 欠 时 效 ) 。 在 第 二 级 的 低 温 时 效 ( 时 效 温 度 为 室 温 或 6 5 ℃ ) 过 程 中 ， Ω 相 的 析 出 受 到 抑 制 ， 而 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 继 续 析 出 。 在 第 三 级 的 较 高 温 再 时 效 ( 时 效 温 度 为 1 5 0 ℃ 或 1 6 5 ℃ ) 过 程 中 ， Ω 相 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 同 时 析 出 长 大 ， Ω 相 为 主 要 强 化 相 ， θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 相 对 较 少 ［ 2 8 ， 3 1 - 3 3 ］ 。 最 后 合 金 组 织 中 析 出 大 量 的 Ω 相 和 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 ， 使 合 金 具 有 很 好 的 强 度 和 塑 性 。 有 时 为 了 简 化 试 验 流 程 省 去 第 二 级 的 低 温 时 效 ， 合 金 也 能 获 得 较 好 的 性 能 ［ 2 8 ］ 。 张 坤 等 ［ 2 9 ］ 对 高 纯 A l - 4 ． 6 1 C u - 0 ． 4 7 M g - 0 ． 4 4 A g 合 金 采 用 二 级 时 效 工 艺 ， 第 一 级 采 用 1 8 5 ℃ × 3 0 m i n 预 时 效 后 水 淬 ， 然 后 进 行 1 5 0 ℃ × 2 5 h 较 高 温 时 效 ， 该 工 艺 明 显 缩 短 热 处 理 周 期 ， 同 时 合 金 强 度 与 T 6 态 相 当 ( σ 0 ． 2 = 4 2 0 M P a 左 右 ) ， 伸 长 率 却 由 8 % 升 高 到 1 4 % ， 使 塑 性 得 到 显 著 改 善 。 对 于 A l - 5 ． 3 C u - 0 ． 8 M g - 0 ． 5 A g - 0 ． 3 M n - 0 ． 1 5 Z r 合 金 ［ 2 8 ， 3 0 ］ 在 1 8 5 ℃ 下 欠 时 效 2 h 后 ， 当 在 较 低 的 温 度 ( 6 5 ℃ ) 下 进 行 二 次 时 效 时 ， 合 金 的 硬 度 为 1 5 1 H V 比 T 6 态 ( 1 8 5 ℃ × 4 h ) 低 1 0 H V ， 伸 长 率 为 1 4 % 比 T 6 态 高 1 ． 4 % ; 当 在 较 高 的 温 度 ( 1 5 0 ℃ ) 下 进 行 二 次 时 效 时 ， 合 金 的 硬 度 为 1 6 5 H V 、 伸 长 率 为 1 3 ． 8 % ， 都 高 于 T 6 态 。 对 于 A l - ( 4 ． 8 ～ 4 ． 9 ) C u - ( 0 ． 4 3 ～ 0 ． 4 7 ) M g - ( 0 ． 3 0 ～ 0 ． 3 9 ) A g - 0 ． 1 5 Z r 合 金 ［ 3 1 - 3 2 ］ ， 先 在 1 6 0 ℃ 时 效 2 h ， 然 后 在 6 5 ℃ 下 时 效 6 7 ～ 2 4 0 h ， 二 级 低 温 时 效 对 合 金 的 硬 度 几 乎 没 有 影 响 ， 然 后 三 级 时 效 在 1 6 0 ℃ 时 效 2 4 h 左 右 达 到 峰 值 硬 度 1 6 0 H V 左 右 ， 合 金 的 性 能 和 T 6 态 ( 1 6 0 ℃ × 1 2 h ) 相 差 不 多 。 2 ． 3 形 变 时 效 形 变 时 效 热 处 理 将 加 工 硬 化 和 时 效 析 出 强 化 相 结 合 以 改 善 合 金 的 性 能 。 在 固 溶 后 时 效 前 对 合 金 进 行 预 变 形 ， 增 加 合 金 组 织 中 的 位 错 密 度 ， 利 用 沉 淀 相 在 位 错 线 上 优 先 形 核 ， 增 加 沉 淀 相 的 形 核 率 和 析 出 相 的 密 度 ， 降 低 时 效 析 出 相 的 尺 寸 ， 改 变 合 金 在 后 续 时 效 过 程 中 的 脱 溶 序 列 ， 进 而 改 变 合 金 的 微 观 组 织 结 构 ［ 3 4 - 3 5 ］ 。 在 传 统 的 A l - C u - M g 系 铝 合 金 的 预 变 形 时 效 过 程 中 ， 由 于 预 变 形 引 入 大 量 位 错 亚 结 构 促 进 了 非 均 匀 形 核 的 强 化 相 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 的 析 出 ， 使 合 金 的 强 度 得 到 显 著 提 高 ［ 3 6 ］ 。 但 是 形 变 时 效 ( 一 般 选 择 的 预 变 形 量 为 2 % ～ 6 % ) 对 A l - C u - M g - A g 合 金 性 能 的 影 响 则 较 为 复 杂 ， 这 可 能 是 由 于 合 金 成 分 、 时 效 温 度 和 时 间 以 及 预 变 形 量 的 不 同 ， 导 致 析 出 的 强 化 相 θ 和 Ω 相 的 密 度 和 尺 寸 不 同 ， 进 而 影 响 合 金 的 性 能 。 陈 瑞 强 等 ［ 3 7 ］ 发 现 A l - 5 ． 1 2 C u - 0 ． 4 0 M g - 0 ． 8 9 A g - 0 ． 3 2 M n - 0 ． 1 7 Z r 合 金 的 最 佳 形 变 热 处 理 工 艺 为 4 % 预 拉 伸 、 1 6 5 ℃ × 1 0 h 人 工 时 效 ， 该 合 金 可 获 得 室 温 σ b ≥ 4 7 3 M P a ， σ 0 ． 2 ≥ 4 2 8 M P a ， δ ≥ 1 1 ． 3 % 的 满 意 综 合 性 能 ; 文 献 ［ 3 8 - 3 9 ］ 也 认 为 ， 时 效 前 的 预 拉 伸 能 提 高 合 金 的 性 能 。 但 肖 代 红 等 ［ 4 0 ］ 对 A l - 5 ． 3 C u - 0 ． 8 M g - 0 ． 3 A g 合 金 的 预 拉 伸 量 为 0 、 2 ． 5 % 、 5 % 的 3 种 状 态 的 合 金 在 1 8 5 ℃ 经 峰 时 效 处 理 后 ， 其 室 温 σ b 分 别 为 5 3 0 、 5 1 0 、 4 7 5 M P a ， σ 0 ． 2 分 别 为 4 7 7 、 4 5 6 、 4 1 0 M P a ， δ 分 别 为 1 0 ． 5 % ， 1 1 ． 0 % 、 1 2 ． 3 % ， 这 显 示 时 效 前 预 拉 伸 降 低 了 合 金 的 强 度 提 高 了 合 金 的 塑 性 。 而 李 周 兵 等 ［ 4 1 ］ 对 A l - 5 ． 2 0 C u - 0 ． 4 0 M g - 1 ． 0 2 A g - 0 ． 2 M n - 0 ． 1 7 Z r 合 金 进 行 0 、 4 % 预 拉 伸 后 ， 再 在 1 6 5 ℃ 下 进 行 时 效 ， 此 时 σ b 分 别 为 4 9 2 M P a 、 5 0 8 M P a ， σ 0 ． 2 分 别 为 4 5 5 M P a 、 4 6 8 M P a ， δ 分 别 为 1 5 ． 2 % 、 1 2 ． 9 % ， 此 结 论 与 文 献 ［ 4 0 ］ 的 相 反 ， 即 时 效 前 预 拉 伸 提 高 了 合 金 的 强 度 降 低 了 合 金 的 塑 性 。 一 般 认 为 时 效 前 预 拉 伸 ( 或 冷 加 工 ) 不 改 变 析 出 相 的 种 类 ， 由 于 增 加 了 位 错 密 度 ， 抑 制 了 A l 面 Ω 相 的 析 出 ， 但 是 却 细 化 了 Ω 相 的 尺 寸 ; 位 错 和 晶 界 缺 陷 为 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 异 相 形 核 提 供 了 形 核 质 点 ， 从 而 促 进 了 A l 面 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 析 出 ［ 3 7 ， 4 1 - 4 5 ］ 。 由 于 高 温 强 化 相 Ω 相 体 积 分 数 的 减 少 ， 峰 时 效 状 态 的 合 金 的 耐 热 性 能 降 低 ; 同 时 总 体 上 造 成 时 效 态 合 金 的 时 效 过 程 延 缓 ， 硬 化 水 平 降 低 ， 峰 时 效 时 间 延 长 ［ 4 0 ， 4 2 ］ 。 2 ． 4 应 力 时 效 应 力 时 效 是 指 在 时 效 过 程 中 引 入 一 个 小 于 屈 服 极 限 的 应 力 ， 在 温 度 和 应 力 的 耦 合 作 用 下 ， 使 析 出 的 强 化 相 发 生 显 著 变 化 。 时 效 过 程 中 施 加 外 应 力 不 会 改 变 合 金 再 结 晶 晶 粒 的 形 貌 ， 但 对 A l - C u - M g - A g 合 金 组 织 中 强 化 相 的 析 出 序 列 、 数 量 、 大 小 和 分 布 等 都 有 显 著 影 响 ［ 4 6 - 4 7 ］ 。 应 力 时 效 延 缓 了 A l - C u - M g - A g 合 金 中 强 化 相 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 和 Ω 的 析 出 ［ 4 8 ］ 。 这 可 能 是 由 于 在 应 力 时 效 初 期 ( 约 2 m i n ) 产 生 大 量 位 错 阻 碍 了 溶 质 原 子 的 扩 散 ， 延 缓 了 C u - C u 团 簇 或 A g - M g 共 聚 团 簇 的 形 成 ， 从 而 延 缓 了 强 化 相 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 和 Ω 的 析 出 ， 最 终 使 峰 时 效 时 间 延 长 。 应 力 时 效 能 够 促 进 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 析 出 ， 而 抑 制 Ω 相 的 析 出 ， 使 合 金 的 峰 值 硬 度 降 低 ［ 4 9 ］ 。 这 可 能 是 因 为 外 加 应 力 的 存 在 ， 产 生 了 大 量 的 位 错 ， 为 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 的 异 相 形 核 提 供 了 有 利 的 位 置 ， 但 位 错 的 存 在 不 利 于 溶 质 原 子 的 扩 散 ， 阻 碍 了 M g - A g 共 聚 原 子 团 簇 的 形 成 ， 从 而 延 缓 了 合 金 中 强 化 相 Ω 的 析 出 ， 最 终 使 合 金 的 硬 度 下 降 。 在 应 力 时 效 作 用 下 ， A l - C u - M g - A g 合 金 的 强 化 相 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 和 Ω 相 均 沿 某 一 方 向 ( 外 加 拉 应 力 的 方 向 ［ 5 0 ］ ) 呈 择 优 取 向 析 出 ， 即 产 生 应 力 位 向 效 应 。 研 究 发 现 ， 外 加 应 力 对 A l - C u - M g - A g 合 金 时 效 动 力 学 过 程 的 影 响 主 要 是 在 相 的 成 核 阶 段 ， 且 存 在 一 个 调 整 微 观 结 构 演 化 的 临 界 应 力 值 ， 当 超 过 临 界 值 时 易 在 惯 析 面 成 核 ， 即 在 惯 析 面 析 出 沉 淀 相 ; 在 1 6 0 ℃ 下 ， 对 θ \ ' \ ' \ ' \ ' 相 临 界 应 力 为 1 6 ～ 1 9 M P a ， 对 于 Ω 相 临 界 应 力 为 1 2 0 ～ 1 4 0 M P a ［ 5 0 ］ 。 根 据 扩 散 理 论 结 合 弹 性 理 论 ［ 4 9 ］ ， 外 应 力 会 使 得 合 金 中 溶 质 原 子 沿 不 同 的 方 向 扩 散 速 度 不 同 ， 使 时 效 初 期 共 格 片 状 相 出 现 择 优 取 向 效 应 ， 从 而 产 生 位 向 效 应 。 E s h e l b y 弹 性 夹 杂 物 理 论 ［ 4 6 ， 5 1 ］ 认 为 ， 外 加 应 力 与 不 同 变 体 相 互 作 用 引 起 的 系 统 弹 性 性 能 变 化 的 不 同 将 导 致 析 出 相 择 优 取 向 析 出 ， 而 且 析 出 相 在 长 大 过 程 中 错 配 应 变 的 大 小 及 符 号 的 变 化 将 会 产 生 完 全 相 异 的 结 果 。 通 过 塑 性 和 弹 性 夹 杂 模 型 ［ 4 7 ］ ， 可 以 定 性 预 测 分 布 在 面 和 面 的 相 的 各 向 异 性 。 外 加 应 力 时 效 ( 一 般 选 择 2 0 0 M P a ) 会 降 低 A l - C u - M g - A g 合 金 的 时 效 硬 化 速 率 ， 延 长 欠 时 效 的 时 间 ， 减 小 峰 值 硬 度 ， 同 时 也 提 供 了 一 种 控 制 高 强 铝 合 金 ( 屈 服 强 度 ) 各 向 异 性 的 方 式 ［ 4 7 ］ 。 对 于 A l - 5 ． 3 C u - 0 ． 8 M g - 0 ． 5 A g - 0 ． 3 M n - 0 ． 1 5 Z r 合 金 ［ 4 8 - 4 9 ］ 在 1 7 0 ℃ 下 进 行 无 外 加 应 力 时 效 和 2 0 0 M P a 外 加 应 力 时 效 时 发 现 ， 在 没 有 外 加 应 力 时 效 时 ， 合 金 硬 度 在 1 2 h 后 就 达 到 峰 值 ( 1 6 1 ． 5 H V ) 然 后 逐 渐 下 降 ; 应 力 时 效 的 硬 度 在 1 6 h 后 才 达 到 峰 值 ( 1 5 7 ． 9 H V ) ， 且 随 时 效 时 间 的 延 长 仍 保 持 较 高 的 硬 度 。 3 结 语 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 3 篇 1 ． 1 球 化 退 火 锻 造 后 球 化 退 火 的 主 要 作 用 是 为 接 下 来 的 热 处 理 做 准 备 ， 经 过 球 化 退 火 的 材 料 能 够 效 降 低 材 料 的 硬 度 ， 提 高 其 韧 度 ， 其 塑 韧 性 有 了 明 显 的 提 高 ， 同 时 减 小 了 对 淬 火 温 度 的 敏 感 性 。 不 过 在 进 行 球 化 退 火 前 要 保 证 组 织 为 细 片 状 珠 光 体 ， 如 果 不 能 够 达 到 该 要 求 ， 要 在 进 行 球 化 退 火 前 对 其 进 行 处 理 。 按 照 有 关 规 定 ， 在 未 进 行 球 化 退 火 的 组 织 应 在 2 － 5 级 5 范 围 内 才 为 合 格 。 1 ． 2 淬 火 工 艺 采 用 等 温 淬 火 工 艺 能 够 很 好 地 满 足 圆 板 牙 的 工 艺 要 求 。 在 利 用 等 温 淬 火 进 行 工 艺 加 工 前 ， 要 在 6 0 0 ℃ ～ 6 5 0 ℃ 的 高 温 下 进 行 预 热 ， 预 热 的 目 的 是 降 低 圆 板 牙 发 生 脱 碳 的 几 率 。 根 据 未 落 碳 化 物 数 量 及 原 材 料 的 球 化 级 别 、 加 工 尺 寸 等 诸 多 因 素 确 定 淬 火 加 热 的 温 度 。 尺 寸 较 大 的 圆 板 牙 一 般 情 况 下 ， 选 择 低 温 淬 火 加 热 处 理 。 由 于 W 1 8 G r 4 V 中 含 有 S i 元 素 ， 而 该 元 素 在 进 行 加 热 的 过 程 中 极 易 发 生 脱 碳 ， 所 以 在 加 热 的 过 程 中 要 使 用 较 特 殊 的 加 热 炉 ， 如 盐 浴 炉 、 可 控 气 氛 炉 或 真 空 炉 ， 其 中 盐 浴 炉 的 脱 氧 作 用 可 以 有 效 降 低 圆 板 牙 的 脱 碳 倾 向 。 保 证 适 当 的 等 温 停 留 时 间 有 助 于 提 高 钢 的 强 韧 性 。 等 温 停 留 时 间 一 般 维 持 3 0 ～ 4 5 m i n ， 如 果 超 出 该 范 围 其 性 能 将 明 显 降 低 。 这 主 要 是 因 为 下 贝 氏 体 和 残 余 奥 氏 体 量 过 多 。 分 析 上 表 可 发 现 ， 在 进 行 淬 火 冷 却 时 ， 要 在 硝 盐 槽 中 放 入 冷 却 水 套 或 循 环 水 管 ， 以 保 证 工 件 和 工 装 带 的 温 度 平 衡 。 1 ． 3 回 火 工 艺 回 火 的 主 要 作 用 是 根 据 不 同 的 工 作 性 能 要 求 ， 使 其 硬 度 、 强 度 、 塑 性 和 韧 性 适 当 。 前 文 中 已 经 介 绍 S i 、 C r 元 素 可 以 有 效 提 高 钢 的 回 火 稳 定 性 。 2 圆 板 牙 的 热 处 理 质 量 检 验 2 ． 1 回 火 缺 陷 在 经 回 火 处 理 时 ， 如 果 不 能 严 格 控 制 回 火 温 度 ， 将 会 出 现 钢 的 硬 度 过 高 或 过 低 。 不 过 当 回 火 温 度 控 制 适 当 ， 这 些 问 题 就 可 以 解 决 了 。 如 果 一 次 装 炉 量 过 多 ， 或 选 用 加 热 炉 不 当 ， 将 会 出 现 硬 度 不 均 匀 。 当 回 火 前 工 件 内 应 力 不 平 衡 时 ， 回 火 工 件 很 可 能 发 生 变 形 。 2 ． 2 板 牙 热 处 理 后 变 形 分 析 板 牙 经 过 热 处 理 后 将 会 变 形 ， 目 前 ， 针 对 这 一 问 题 有 两 种 解 决 方 法 : 一 种 是 在 淬 火 前 应 对 板 牙 进 行 弼 质 ， 使 其 内 应 力 减 到 最 小 ， 保 证 其 之 直 径 大 小 同 螺 纹 的 中 径 尺 寸 相 同 。 要 保 证 棒 料 尺 寸 适 当 ， 尺 寸 过 小 ， 则 会 造 成 金 属 材 料 的 浪 费 ; 尺 寸 过 大 ， 将 会 导 致 棒 料 扭 曲 、 折 断 。 被 切 削 捧 料 的 材 料 性 能 、 切 削 速 度 ， 对 于 螺 纹 外 径 均 有 一 定 的 影 响 。 2 ． 3 热 处 理 过 程 金 相 组 织 分 析 W 1 8 G r 4 V 材 料 只 有 经 过 正 火 或 球 化 退 火 才 能 进 行 粗 加 工 ， 图 2 即 为 球 化 退 火 后 的 显 微 组 织 。 浸 蚀 方 法 : 4 % 硝 酸 酒 精 溶 液 浸 蚀 组 织 组 成 物 : 白 色 是 珠 光 体 ， 黑 色 是 渗 碳 体 。 W 1 8 G r 4 V 在 经 淬 火 后 的 显 微 组 织 图 如 图 3 ， 其 浸 蚀 方 法 如 下 : 4 % 硝 酸 酒 精 溶 液 浸 蚀 组 织 组 成 物 : M A 2 ． 4 控 制 螺 纹 淬 火 的 注 意 事 项 控 制 螺 纹 淬 火 的 注 意 事 项 : 在 了 解 了 螺 孔 及 松 紧 情 况 后 方 可 进 行 处 理 ; 利 用 经 过 脱 氧 后 的 盐 浴 炉 对 圆 板 牙 进 行 预 热 和 最 终 加 热 ， 同 时 要 保 证 盐 浴 中 有 害 物 质 不 会 造 成 螺 纹 的 腐 蚀 ; 要 保 证 工 件 的 均 匀 加 热 ; 对 特 大 型 板 牙 ( 大 于 等 于 M 8 0 ) 的 温 度 一 般 选 择 为 1 5 0 ° C 左 右 。 3 结 语 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 4 篇 1 ． 1 试 验 材 料 本 文 研 究 的 材 料 为 1 4 C r 1 M o R ＋ S 3 2 1 5 4 爆 炸 复 合 板 ， 规 格 为 （ 3 ＋ 7 5 ） m m ， 2 种 材 料 的 化 学 成 分 和 力 学 性 能 见 表 1 和 表 2 。 1 ． 2 试 验 方 案 制 定 不 同 热 处 理 工 艺 ， 对 1 4 C r 1 M o R ＋ S 3 2 1 5 4 试 板 进 行 热 处 理 试 验 ， 并 检 验 理 化 性 能 和 显 微 组 织 ， 试 验 方 案 见 表 3 。 2 试 验 结 果 及 分 析 2 ． 1 试 验 结 果 理 化 性 能 检 测 结 果 见 表 4 ． 2 ． 2 结 果 分 析 2 ． 2 ． 1 理 化 性 能 1 ） 爆 炸 复 合 板 依 靠 炸 药 爆 轰 产 生 的 冲 击 力 完 成 基 覆 板 的 冶 金 接 合 ， 完 成 爆 炸 焊 接 的 同 时 ， 复 合 板 也 产 生 了 冲 击 硬 化 和 内 应 力 ， 表 4 中 6 号 试 样 为 爆 炸 复 合 态 的 力 学 性 能 ， 与 原 始 基 板 相 比 ， 其 力 学 性 能 表 现 为 强 度 高 ， 屈 强 比 高 ， 断 后 伸 长 率 低 。 2 ） 1 、 2 号 试 样 经 历 了 相 变 温 度 以 上 的 高 温 热 处 理 ， 基 板 性 能 与 原 始 状 态 相 比 有 较 大 差 别 ， 强 度 降 低 ， 冲 击 吸 收 功 减 少 ， 断 后 伸 长 率 增 加 。 1 号 试 样 经 历 了 高 温 正 火 ＋ 7 2 0 ℃ 回 火 热 处 理 ， 基 层 获 得 较 好 的 强 度 和 塑 韧 度 配 合 ， 综 合 力 学 性 能 较 好 ； 2 号 试 样 的 热 处 理 为 8 0 0 ℃ 退 火 ， 与 1 号 试 样 相 比 ， 强 度 和 塑 性 差 别 不 大 ， 但 冲 击 韧 度 大 幅 度 降 低 ， 对 覆 层 弯 曲 和 晶 间 腐 蚀 检 验 均 不 合 格 。 8 0 0 ℃ 下 长 时 间 停 留 对 覆 层 S 3 1 2 5 4 产 生 了 不 利 影 响 ， 析 出 了 脆 性 相 。 3 ） 3 、 4 、 5 号 试 样 的 热 处 理 为 相 变 温 度 以 下 的 低 温 热 处 理 ， 旨 在 消 除 爆 炸 冲 击 硬 化 ， 恢 复 性 能 ， 尽 量 减 少 对 覆 层 S 3 1 2 5 4 析 出 相 的 影 响 。 从 表 4 试 验 结 果 可 以 看 出 ， 低 温 退 火 可 以 消 除 爆 炸 加 工 硬 化 现 象 ， 随 着 加 热 温 度 的 升 高 ， 基 层 1 4 C r 1 M o R 强 度 逐 渐 降 低 ， 塑 性 变 好 ， 冲 击 吸 收 功 无 明 显 变 化 。 同 时 覆 层 的 外 弯 试 验 和 晶 间 腐 蚀 试 验 结 果 均 合 格 ， 可 见 低 温 热 处 理 未 对 覆 层 产 生 明 显 不 利 影 响 。 2 ． 2 ． 2 显 微 组 织 分 析 1 ） 基 覆 材 的 原 始 状 态 显 微 组 织 如 图 1 所 示 ， 基 层 为 贝 氏 体 组 织 ， 覆 层 组 织 为 孪 晶 奥 氏 体 ＋ 少 量 碳 化 物 。 2 ） 1 号 试 样 经 正 火 ＋ 回 火 后 复 合 板 基 覆 层 的 显 微 组 织 如 图 2 所 示 ， 热 处 理 后 基 层 组 织 为 铁 素 体 ＋ 贝 氏 体 ， 覆 层 组 织 为 等 奥 氏 体 ＋ 碳 化 物 ， 由 于 加 热 温 度 低 ， 奥 氏 体 为 等 轴 晶 粒 ［ 4 ］ ； 2 号 试 样 8 0 0 ℃ 退 火 后 的 金 相 组 织 如 图 3 所 示 ， 热 处 理 后 基 层 组 织 为 铁 素 体 ＋ 珠 光 体 ＋ 贝 氏 体 ， 覆 层 组 织 为 孪 晶 奥 氏 体 ＋ 碳 化 物 。 与 2 号 试 样 相 比 ， 1 号 试 样 基 层 组 织 更 为 均 匀 ， 更 接 近 原 始 组 织 ， 故 力 学 性 能 较 好 ， 但 由 于 加 热 温 度 高 ， 覆 层 组 织 与 原 始 状 态 相 比 变 化 较 大 。 与 原 始 状 态 相 比 ， 2 号 试 样 覆 层 晶 界 和 晶 内 产 生 了 大 量 析 出 物 ， 导 致 力 学 性 能 恶 化 和 耐 蚀 性 降 低 。 3 ） 由 于 3 、 4 、 5 号 试 样 的 热 处 理 为 相 变 温 度 以 下 的 退 火 处 理 ， 基 层 未 发 生 相 变 ， 因 此 主 要 对 覆 层 组 织 进 行 观 察 分 析 。 金 相 照 片 （ 见 图 4 ） 显 示 ， 3 号 和 4 号 试 样 的 金 相 组 织 与 原 始 状 态 最 为 接 近 ， 为 孪 晶 奥 氏 体 ＋ 少 量 碳 化 物 ， 5 号 试 样 在 晶 内 和 晶 界 析 出 相 明 显 增 多 。 3 结 语 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 5 篇 各 元 素 在 合 金 中 的 作 用 如 下 : ( 1 ) S i 和 M g 的 影 响 S i 和 M g 是 该 铝 型 材 合 金 的 主 要 组 成 元 素 ， 其 结 合 形 成 了 产 品 的 主 要 强 化 相 M g 2 S i 。 但 S i 和 M g 比 例 不 同 ， 形 成 强 化 相 的 数 量 和 分 布 有 差 别 ， 这 直 接 影 响 到 产 品 日 处 理 后 的 力 学 性 能 。 研 究 表 明 ［ 3 ］ ， 对 于 A l － M g － S i 三 元 合 金 ， 当 其 处 于 ɑ ( A l ) － M g 2 S i － S i 三 相 区 间 内 时 ， 具 有 最 大 的 抗 拉 强 度 。 对 于 A l － M g － S i 三 元 合 金 ， M g 2 S i 含 量 增 加 ， 会 提 高 其 抗 拉 强 度 ， 但 会 降 低 其 伸 长 率 ; 当 M g 2 S i 含 量 为 定 值 时 ， S i 含 量 增 加 ， 抗 拉 强 度 增 加 ， 伸 长 率 变 化 不 大 ， 但 当 S i 出 现 过 剩 相 时 ， 合 金 的 耐 蚀 性 随 过 剩 相 含 量 的 增 加 而 降 低 ， 脆 性 增 大 ; 当 S i 含 量 为 定 值 时 ， 增 加 M g 含 量 ， 也 会 提 高 抗 拉 强 度 。 合 金 位 于 ɑ ( A l ) － M g 2 S i 两 相 区 或 A l 单 相 区 ( M g 2 S i 固 溶 于 基 体 ) ， 具 有 最 佳 的 耐 蚀 性 能 。 公 司 根 据 以 上 机 理 ， 确 定 了 内 控 标 准 。 ( 2 ) M n 的 影 响 M n 亦 可 强 化 基 体 ， 提 高 产 品 的 韧 性 和 耐 蚀 性 ， 但 M n 含 量 过 多 时 ， 会 减 少 S i 的 强 化 效 果 ， 形 成 晶 内 偏 析 ， 产 生 粗 精 组 织 ， 降 低 铸 锭 的 挤 压 性 能 ， 因 此 ， 要 适 当 控 合 金 中 M n 含 量 。 ( 3 ) T i 的 影 响 T i 是 晶 粒 细 化 剂 ， 可 以 避 免 铸 造 时 形 成 热 裂 纹 ， 减 少 铸 锭 中 的 柱 状 晶 组 织 ， 细 化 铸 锭 的 晶 粒 度 ， 减 少 挤 压 产 品 的 各 向 异 性 。 ( 4 ) Z n 和 C u 的 影 响 少 量 的 Z n 和 C u 可 以 提 高 铝 型 材 的 强 度 ， 耐 蚀 性 变 化 不 大 ， 但 添 加 量 过 多 时 会 降 低 铝 型 材 的 抗 腐 蚀 性 。 同 时 ， 少 量 的 C u 可 以 减 少 人 工 时 效 后 机 械 性 能 的 下 降 。 ( 5 ) F e 的 影 响 F e 是 铝 型 材 中 的 杂 质 元 素 ， 会 损 害 型 材 的 综 合 性 能 ， 应 尽 量 减 少 其 含 量 。 综 上 所 述 : 在 该 产 品 用 铝 合 金 成 分 配 比 中 ， 镁 硅 比 应 保 持 在 1 ． 1 8 左 右 ， 此 时 铝 型 材 内 强 化 相 绝 大 部 分 是 M g 2 S i ， 含 有 少 量 的 富 余 S i ， S i 含 量 亦 不 过 剩 ， 此 时 强 度 较 高 ， 塑 性 和 抗 蚀 性 未 降 低 ; 由 于 没 有 过 剩 的 硅 含 量 ， M n 含 量 可 以 处 于 国 标 的 下 限 。 F e 含 量 应 根 据 原 铝 锭 冶 炼 水 平 ， 越 低 越 好 。 2 热 处 理 工 艺 控 制 2 ． 1 铝 棒 均 质 热 处 理 工 艺 控 制 在 铝 棒 铸 造 成 型 过 程 中 ， 受 合 金 成 分 、 浓 度 梯 度 、 温 度 梯 度 、 冷 却 强 度 等 因 素 的 影 响 ， 铝 棒 不 可 避 免 的 会 出 现 树 枝 晶 、 蔷 薇 晶 、 带 状 组 织 、 偏 析 、 非 平 衡 相 、 铸 造 应 力 等 不 希 望 得 到 组 织 或 状 态 ， 为 了 在 挤 压 前 消 除 这 些 缺 陷 ， 优 化 铸 棒 组 织 ， 需 要 对 铝 合 金 棒 进 行 均 质 处 理 。 均 质 处 理 时 一 是 要 考 虑 铝 棒 不 能 过 烧 ， 出 现 二 次 共 晶 ; 二 是 要 使 粗 大 的 针 状 、 带 状 和 非 平 衡 相 充 分 溶 解 。 以 X X 公 司 3 5 吨 均 质 炉 ， 装 入 直 径 2 9 2 m m 铝 棒 为 例 ， 考 虑 到 热 电 偶 误 差 ， 保 温 温 度 应 控 制 在 5 7 0 ± 5 ℃ ， 保 温 6 h 为 宜 ， 低 于 5 6 0 ℃ ， 可 能 出 现 组 织 不 均 匀 区 域 ( 低 倍 组 织 ) ， 挤 压 型 材 力 学 性 能 较 低 ; 高 于 5 8 5 ℃ ， 将 会 使 晶 界 粗 化 ， 引 起 过 烧 ， 严 重 时 形 成 难 熔 质 点 。 保 温 时 间 应 在 5 ． 5 ～ 6 ． 5 h 之 间 ， 过 高 和 过 低 都 影 响 铝 型 材 力 学 性 能 。 以 保 温 温 度 5 7 0 ℃ ， 保 温 6 h 为 参 照 ， 挤 压 工 艺 相 同 的 情 况 下 ， 当 保 温 温 度 延 长 至 7 ． 5 h 时 ， 抗 拉 强 度 下 降 约 1 1 % 。 冷 却 时 ， 采 取 风 冷 水 冷 分 级 的 冷 却 方 式 ， 一 方 面 使 冷 却 介 质 均 匀 分 布 ， 一 方 面 不 至 于 冷 却 速 度 过 慢 或 扩 快 ， 影 响 均 质 效 果 。 2 ． 2 加 热 固 溶 热 处 理 工 艺 控 制 研 究 表 明 ［ 4 ］ ， 模 具 出 口 处 型 材 温 度 受 铝 棒 加 热 温 度 、 挤 压 速 度 和 其 它 因 素 多 重 影 响 ， 其 中 铝 棒 加 热 温 度 影 响 强 度 约 4 4 % ， 挤 压 速 度 影 响 强 度 约 3 2 % 。 对 于 本 文 研 究 的 该 型 材 产 品 ， 由 于 合 金 为 6 0 8 2 合 金 ， 本 身 变 形 抗 力 较 大 ， 同 时 型 材 截 面 复 杂 ， 幅 面 宽 ， 因 此 ， 适 宜 较 高 的 铝 棒 加 热 温 度 ， 低 的 挤 压 速 度 。 对 铝 棒 加 热 的 控 制 主 要 是 加 热 温 度 和 保 温 时 间 ， 对 于 加 热 温 度 控 制 ， 主 要 考 虑 因 素 是 型 材 出 口 温 度 ( 固 溶 温 度 ) 和 变 形 抗 力 ， 铝 棒 加 热 温 度 过 低 ， 将 造 成 变 形 抗 力 过 大 ， 出 现 模 具 崩 裂 或 走 水 ; 即 使 挤 出 型 材 ， 型 材 出 口 温 度 较 低 ， 型 材 性 能 较 差 。 考 虑 到 铝 棒 从 铝 棒 炉 出 来 到 进 入 挤 压 机 有 一 定 的 时 间 间 隙 ， 铝 棒 加 热 温 度 应 适 当 提 高 。 对 于 铝 棒 保 温 时 间 控 制 ， 主 要 考 虑 析 出 物 溶 解 程 度 和 铝 棒 温 度 均 匀 性 ， 对 于 长 棒 炉 ， 通 过 改 善 加 热 方 式 和 内 部 热 循 环 方 式 ， 尽 可 能 提 高 炉 内 温 度 均 匀 性 。 对 生 产 该 型 材 的 铝 棒 ， 保 温 时 间 应 控 制 在 3 分 钟 以 上 ， 能 够 保 证 析 出 相 的 充 分 溶 解 ， 如 果 铝 棒 进 入 加 热 炉 前 长 时 间 放 置 ， 保 温 时 间 应 延 长 。 同 时 ， 实 践 证 明 ， 保 温 时 间 继 续 延 长 ， 对 挤 出 型 材 性 能 影 响 不 大 。 当 生 产 铝 型 材 使 用 在 线 淬 火 方 式 时 ， 型 材 出 口 温 度 即 为 固 溶 温 度 。 固 溶 温 度 与 铝 棒 加 热 温 度 直 接 相 关 。 对 于 生 产 该 型 材 的 6 0 8 2 合 金 ， 理 论 上 ， 固 溶 温 度 越 高 ， 越 有 利 于 强 化 相 的 彻 底 固 溶 。 由 上 述 可 知 ， 其 它 挤 压 工 艺 相 同 的 情 况 下 ， 铝 棒 加 热 温 度 直 接 决 定 固 溶 温 度 ， 因 此 铝 棒 温 加 热 温 度 越 高 ， 固 溶 的 越 好 ， 但 固 溶 温 度 要 低 于 合 金 最 低 熔 点 ， 防 止 合 金 过 烧 。 生 产 实 践 表 明 ， 当 固 溶 温 度 处 于 5 2 0 － 5 4 5 ℃ 时 ， 型 材 具 有 较 高 的 性 能 ; 此 时 ， 采 用 某 挤 压 工 艺 时 ， 铝 棒 加 热 温 度 应 控 制 在 4 8 5 ～ 5 1 0 ℃ 。 2 ． 3 淬 火 工 艺 控 制 由 于 生 产 本 文 所 述 型 材 产 品 使 用 的 是 6 0 8 2 铝 合 金 ， 该 合 金 的 淬 火 敏 感 性 比 6 0 6 1 、 6 0 6 3 等 牌 号 合 金 要 高 ［ 2 ］ ， 因 此 ， 淬 火 强 度 要 高 ， 否 则 ， 将 影 响 产 品 强 度 和 时 效 效 果 。 在 曾 经 使 用 过 的 水 淬 、 强 风 雾 、 强 风 等 淬 火 方 式 中 ， 水 淬 冷 却 强 度 最 大 ， 淬 火 后 硬 度 高 ， 但 淬 火 后 由 于 型 材 厚 度 不 均 ， 容 易 出 现 产 品 的 翘 曲 和 变 形 ， 造 成 废 品 。 强 风 雾 的 淬 火 方 式 亦 能 达 到 产 品 性 能 要 求 ， 但 对 光 身 料 产 品 ， 气 雾 容 易 在 产 品 形 成 水 渍 ， 增 大 后 期 处 理 难 度 。 X x 公 司 通 过 改 变 出 风 口 位 置 ， 改 善 气 体 质 量 和 温 度 ， 可 以 使 产 品 强 度 和 硬 度 等 性 能 指 标 达 到 要 求 。 在 淬 火 工 艺 控 制 过 程 中 ， 该 型 材 的 淬 火 冷 却 速 度 要 保 证 达 到 3 0 0 ℃ 以 上 。 2 ． 4 时 效 工 艺 控 制 经 过 固 溶 淬 火 后 的 铝 型 材 得 到 一 种 不 稳 定 的 固 溶 体 ， 此 时 其 力 学 性 能 并 不 能 达 到 最 大 ; 同 时 ， 由 于 该 固 溶 体 处 于 过 饱 和 状 态 ， 又 有 较 大 的 析 出 倾 向 ， 如 果 不 对 其 进 行 人 工 时 效 处 理 ， 析 出 相 将 在 晶 界 处 聚 集 ， 出 现 晶 间 腐 蚀 或 应 力 腐 蚀 。 在 实 际 生 产 过 程 中 ， 由 于 可 能 需 要 整 形 等 工 序 ， 人 工 时 效 前 产 品 会 在 自 然 状 态 放 置 一 段 时 间 ， 相 当 于 一 个 自 然 时 效 过 程 。 生 产 实 践 显 示 ， 自 然 状 态 放 置 时 间 应 尽 量 避 免 在 5 ～ 7 h 之 间 ， 在 此 时 间 区 间 内 ， 相 同 人 工 时 效 工 艺 下 ， 力 学 性 能 偏 低 。 在 人 工 时 效 工 艺 参 数 优 化 过 程 中 ， 当 时 效 温 度 为 1 7 5 ℃ 吴 宗 闯 ， 等 : 集 装 箱 铝 型 材 生 产 过 程 中 热 处 理 工 艺 控 制 初 探 • 8 9 • 时 ， 保 温 6 ． 5 h ， 产 品 性 能 最 优 ; 但 延 长 保 温 时 间 ， 产 品 强 度 、 硬 度 等 力 学 性 能 变 化 不 大 ， 保 温 时 间 延 长 至 1 5 h ， 产 品 性 能 略 有 降 低 ， 强 度 降 低 小 于 3 % 。 但 保 温 时 间 低 于 5 ． 5 h ， 力 学 性 能 下 降 明 显 。 考 虑 企 业 成 本 控 制 因 素 ， 保 温 时 间 控 制 6 ～ 7 h 最 佳 。 3 结 束 语 热 处 理 工 艺 论 文 范 文 第 6 篇 要 提 高 连 铸 辊 辊 体 材 料 的 性 能 应 从 以 下 几 方 面 入 手 : 1 ) 通 过 调 整 辊 体 材 料 的 成 分 、 增 加 合 金 成 分 的 含 量 ， 提 高 淬 透 性 ; 2 ) 控 制 锻 坯 冶 炼 和 锻 造 质 量 ， 提 高 材 料 的 均 匀 性 和 纯 净 度 ， 改 善 夹 杂 物 形 态 ， 降 低 有 害 元 素 含 量 ; 3 ) 采 用 能 细 化 组 织 及 晶 粒 的 热 处 理 工 艺 ， 提 高 材 料 的 断 裂 韧 性 ， 降 低 裂 纹 扩 展 速 度 。 1 ． 1 辊 体 材 料 成 分 设 计 小 炉 冶 炼 的 材 料 成 分 如 表 3 所 示 ， 为 保 证 一 定 的 强 度 ， 规 定 了 最 低 含 碳 量 ， 为 增 加 辊 体 材 料 的 淬 透 性 ， M n 含 量 选 取 上 限 ， 三 炉 N i 、 C r 含 量 进 行 了 相 应 调 整 。 其 中 0 1 # 与 目 前 宝 钢 使 用 的 R 7 3 连 铸 辊 成 分 基 本 一 致 。 1 ． 2 熔 炼 方 法 三 炉 原 料 均 采 用 I F 钢 以 降 低 P 、 S 含 量 ， 在 5 0 k g 感 应 炉 中 冶 炼 ， 铸 成 电 极 棒 ， 然 后 采 用 3 0 k g 电 渣 炉 进 行 重 熔 ， 最 终 得 到  1 2 0 m m 电 渣 锭 。 1 ． 3 锻 造 将  1 2 0 m m 电 渣 锭 锻 成  3 0 m m × 4 0 0 m m 拉 伸 试 样 毛 坯 、 3 2 m m × 3 2 m m × 1 8 0 m m 冲 击 试 样 毛 坯 和 4 0 m m × 2 6 m m × 4 5 0 m m 的 J 积 分 试 样 毛 坯 。 锻 造 毛 坯 经 9 5 0 ℃ 正 火 6 5 0 ℃ 高 温 回 火 后 ， 机 加 工 至 一 定 尺 寸 再 进 行 调 质 热 处 理 。 1 ． 4 调 质 热 处 理 在 盐 浴 炉 中 进 行 调 质 加 热 ， 在 井 式 电 炉 中 进 行 回 火 处 理 ， 炉 温 均 经 过 校 正 。 调 质 工 艺 采 用 二 种 方 案 : 1 ) 9 0 0 ℃ 水 冷 6 9 0 ℃ 回 火 空 冷 2 ) 9 0 0 ℃ 空 冷 6 9 0 ℃ 回 火 空 冷 最 终 硬 度 均 要 求 在 连 铸 辊 辊 体 材 料 所 规 定 的 硬 度 范 围 内 ， 即 3 2 － 3 7 H S D ， 采 用 9 0 0 ℃ 空 冷 的 目 的 是 : 比 较 在 不 同 热 处 理 方 式 下 三 种 成 分 的 连 铸 辊 辊 体 内 部 性 能 和 金 相 组 织 的 差 别 。 1 ． 5 金 相 组 织 及 性 能 测 试 分 析 经 调 质 热 处 理 的 试 样 测 试 硬 度 值 后 ， 分 别 按 G B / T 2 2 8 － 2 0 1 0 、 G B / T 2 2 9 － 2 0 0 7 和 G B / T 2 1 1 4 3 － 2 0 0 7 标 准 ， 进 行 拉 伸 、 室 温 冲 击 、 J 积 分 试 验 。 三 种 成 分 的 试 验 钢 种 经 调 质 处 理 后 ， 采 用 O L Y M P U S － B X 5 1 金 相 显 微 镜 进 行 微 观 组 织 分 析 ， 冲 击 断 口 形 貌 采 用 N O V A N A N O S E M 4 3 0 型 扫 描 电 子 显 微 镜 观 察 分 析 。 2 试 验 结 果 分 析 小 炉 冶 炼 的 三 炉 试 验 材 料 实 际 成 分 如 表 4 所 示 ， 机 械 性 能 测 试 结 果 如 表 5 所 示 ， 0 3 # 金 相 组 织 及 断 口 电 镜 图 片 如 图 1 、 图 2 所 示 。 3 结 果 讨 论 分 析 图 1 是 0 3 # 试 样 调 质 后 的 金 相 照 片 ， 从 图 中 可 以 看 出 组 织 由 已 经 再 结 晶 的 铁 素 体 和 均 匀 分 布 的 细 粒 状 渗 碳 体 组 成 ， 并 且 渗 碳 体 充 分 析 出 ， 均 匀 弥 散 分 布 ， 基 体 呈 细 小 的 等 轴 状 。 因 此 0 3 # 经 调 质 处 理 后 ， 具 有 较 高 的 强 度 和 硬 度 ， 同 时 具 有 更 好 的 塑 性 和 韧 性 ， 综 合 力 学 性 能 优 异 。 图 2 是 0 3 # 冲 击 试 样 的 断 口 形 貌 ， 从 图 中 可 以 看 出 断 口 形 貌 呈 韧 窝 状 ， 基 本 由 圆 形 或 者 椭 圆 形 的 凹 坑 － 韧 窝 组 成 ， 由 此 可 以 推 断 在 冲 击 断 裂 过 程 中 发 生 了 明 显 的 塑 性 变 形 ， 进 一 步 说 明 了 0 3 # 的 塑 性 和 韧 性 较 好 。 由 表 5 结 果 可 知 ， 在 第 一 种 热 处 理 条 件 下 ， 0 3 # 成 分 试 样 的 强 度 虽 然 比 R 7 3 、 0 1 # 和 0 2 # 略 低 ， 但 强 度 值 仍 大 于 7 0 0 M P a ， 满 足 了 使 用 要 求 ; 而 韧 性 指 标 大 幅 度 提 高 ， 其 中 延 性 断 裂 韧 度 0 3 # 比 0 1 # 提 高 了 4 8 % ， 冲 击 吸 收 功 0 3 # 比 R 7 3 提 高 了 7 8 % ， 塑 性 也 得 到 了 很 大 的 提 高 ， 其 中 收 缩 率 0 3 # 比 R 7 3 提 高 了 1 4 % ， 因 此 0 3 # 在 水 淬 和 高 温 回 火 的 情 况 下 ， 综 合 力 学 性 能 良 好 。 分 析 其 主 要 原 因 在 于 0 3 # 中 N i 和 C r 的 含 量 较 高 ， 部 分 溶 于 基 体 的 N i 和 C r 的 产 生 了 固 溶 强 化 ， 另 外 部 分 未 溶 的 N i 和 C r 以 强 化 相 的 形 式 析 出 ， 这 样 实 现 了 既 保 证 强 度 达 标 又 不 降 低 韧 性 的 目 的 ［ 8 ］ 。 断 裂 韧 度 对 连 铸 辊 来 说 是 极 重 要 的 指 标 ， 连 铸 辊 在 恶 劣 的 工 况 条 件 下 ， 堆 焊 层 经 冷 热 疲 劳 最 终 要 产 生 裂 纹 ， 产 生 的 裂 纹 将 向 连 铸 辊 内 部 扩 展 ， 高 的 断 裂 韧 度 ， 裂 纹 就 不 容 易 向 辊 体 内 部 扩 展 ， 因 此 提 高 连 铸 辊 的 关 键 在 于 获 得 高 的 断 裂 韧 性 ［ 7 ］ ， 由 此 可 见 0 3 # 成 分 对 于 防 止 疲 劳 裂 纹 的 扩 展 具 有 重 要 的 意 义 。 另 外 在 9 0 0 ℃ 空 冷 状 态 下 ， 经 高 温 回 火 后 ， 其 冲 击 功 0 3 # 成 分 也 比 0 1 # 、 0 2 # 高 ， 可 预 期 连 铸 辊 内 部 在 冷 却 速 度 比 表 面 缓 慢 的 情 况 下 ， 采 用 0 3 # 成 分 的 连 铸 辊 塑 韧 性 也 要 比 0 1 # 、 0 2 # 连 铸 辊 好 。 从 材 料 经 过 两 种 不 同 的 热 处 理 工 艺 后 得 到 的 力 学 性 能 上 看 ， 水 冷 和 空 冷 所 得 的 硬 度 基 本 一 致 ， 但 是 从 强 度 上 看 水 冷 的 要 稍 微 低 于 空 冷 的 ， 而 在 塑 韧 性 上 ， 水 冷 要 高 于 空 冷 ， 尤 其 是 冲 击 吸 收 功 上 ， 水 冷 后 回 火 的 值 要 比 空 冷 后 回 火 的 高 2 4 % 以 上 。 而 提 高 连 铸 辊 使 用 寿 命 的 关 键 就 在 于 提 高 韧 性 ， 因 此 采 用 水 冷 后 高 温 回 火 工 艺 更 加 合 适 ， 使 用 寿 命 也 会 有 所 提 高 。 另 外 ， 可 以 从 理 论 上 判 断 锻 件 淬 火 能 否 直 接 采 用 水 冷 。 根 据 热 处 理 手 册 ， 首 先 应 当 考 虑 锻 件 化 学 成 分 和 基 础 性 能 的 影 响 ， 一 般 可 以 采 用 碳 当 量 的 计 算 公 式 计 算 ， 如 公 式 1 所 示 。 按 此 式 计 算 0 3 # 成 分 : ［ C ］ = 0 ． 5 6 % ≤ 0 ． 7 5 % ， 由 此 可 见 0 3 # 钢 虽 然 提 高 了 N i 、 C r 含 量 ， 但 是 整 体 的 碳 当 量 还 是 处 于 较 低 的 水 平 ， 所 以 水 淬 是 安 全 的 ， 不 会 引 起 巨 大 的 内 应 力 而 淬 裂 的 产 生 。 从 生 产 效 率 上 看 ， 直 接 水 淬 需 要 的 时 间 更 短 ， 效 率 也 更 高 ， 因 此 0 3 # 最 佳 的 热 处 理 工 艺 是 9 0 0 o C 水 冷 6 9 0 o C 回 火 空 冷 。 4 结 论 上 一 篇 ： 生 产 工 艺 论 文 范 文 下 一 篇 ： 公 共 服 务 论 文 范 文 被 举 报 文 档 标 题 ： 被 举 报 文 档 地 址 ： h t t p s : / / w w w . m e i z h a n g . c o m h t t p s : / / w w w . m e i z h a n g . c o m / r c l g y l w / 我 确 定 以 上 信 息 无 误 举 报 类 型 ： 非 法 ( 文 档 涉 及 政 治 、 宗 教 、 色 情 或 其 他 违 反 国 家 法 律 法 规 的 内 容 ) 侵 权 其 他 验 证 码 ： 举 报 理 由 ：     ( 必 填 ) 一 键 复 制 全 文 将 文 档 保 存 至 本 地 ， 方 便 随 时 查 阅 推 荐 期 刊 热 处 理 主 办 ： 上 海 市 机 械 制 造 工 艺 研 究 所 有 限 公 司 金 属 热 处 理 主 办 ： 北 京 机 电 研 究 所 有 限 公 司 ; 中 国 机 械 工 程 学 会 热 处 理 分 会 ; 中 国 热 处 理 行 业 协 会 材 料 热 处 理 学 报 主 办 ： 中 国 机 械 工 程 学 会 国 外 金 属 热 处 理 主 办 ： 江 西 省 科 学 院 应 用 物 理 研 究 所 关 于 我 们 许 可 证 件 期 刊 咨 询 杂 志 订 阅 个 人 中 心 常 见 问 题 学 术 咨 询 : 4 0 0 - 8 8 8 - 9 4 1 1 服 务 时 间 ： 周 一 至 周 日 8 : 0 0 ~ 2 3 : 0 0

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