热处理工艺论文精选(九篇)

第1篇：热处理工艺论文范文

Cr26型高铬铸铁的名义成分(质量分数，%)为，Cr:26，Mo:0.3，Ni:0.2，V:0.8，Mn:0.5，Si:1.0，P:0.05，S:0.05，Fe余量。原材料为废钢、高碳铬铁、低碳铬铁、钼铁、钒铁、电解镍，采用中频感应电炉熔炼，出炉温度1480～1500℃，浇注温度为1380～1430℃，采用消失模铸造工艺浇注成22mm×22mm×120mm的试块，后续便于加工无缺口冲击试样。为探索淬火工艺对Cr26型高铬铸铁硬度、冲击韧性和微观组织的影响，采用了950、1000、1050、1100和1150℃保温2h后空冷和1150℃保温2h后炉冷至950℃空冷共计6种方案，试样全部随炉升温。宏观硬度在HD-187.5型洛氏硬度计上进行测试，显微硬度在VICKERS402MVD型显微硬度计上进行测试。采用JB30A型冲击试验机测试高铬铸铁的冲击韧性值，采用NovaNanoSEM230型高分辨扫描电镜观察高铬铸铁的显微组织，采用D/max-2550VB型X-射线衍射仪测试高铬铸铁的物相成分。

2实验结果

2.1高铬铸铁力学性能高铬铸铁铸态及不同热处理方式后试样力学性能曲线如图1和图2所示。由图1可知，从950℃到1150℃的脱稳处理试样显著提高铸态高铬铸铁的宏观硬度和基体显微硬度。同时高铬铸铁宏观硬度和基体显微硬度均随淬火温度先增加后减小，在1050℃达到峰值。而1150℃保温2h后炉冷至950℃再空冷的试样宏观硬度和基体显微硬度与950℃时脱稳处理试样相当，但比1150℃时脱稳处理试样要高。由图2可知，冲击韧性数值差别不大，范围4.0～4.5J/cm2。高铬铸铁的宏观硬度变化规律与基体的显微硬度变化规律基本保持一致，说明热处理工艺通过改变高铬铸铁基体组织，从而影响材料的宏观硬度。

2.2微观组织图3为高铬铸铁铸态显微组织，由图3可知，初生碳化物尺寸较小(15～30μm)，分布均匀，共晶碳化物呈块状、短棒状、细杆状弥散分布，碳化物分布形式对基体割裂作用大大减小，磨损时可以有效保护基体，有利于提高材料耐磨性［3，11-12］，基体中无二次碳化物析出。能谱分析表明，基体中碳和铬元素含量均处在较高水平，如图4所示。图5为高铬铸铁经过不同热处理方式后的显微组织，高铬铸铁初生、共晶碳化物变化较小，重点分析了基体中二次碳化物的变化。由图5可知，经过950℃脱稳处理后试样中弥散析出大量二次碳化物(如图5a所示)，温度增至1050℃时二次碳化物数量减少、尺寸有所增大(如图5b所示)，当温度继续增至1150℃时，基体中几乎没有二次碳化物的析出(如图5c所示)。对于1150℃保温2h后炉冷至950℃再空冷的试样，基体中有少量颗粒尺寸较大的二次碳化物析出(如图5d所示)。

2.3XRD物相分析图6为高铬铸铁铸态和热处理后试样XRD图谱，由图6可知，高铬铸铁铸态和热处理态试样均由M7C3型碳化物、奥氏体、马氏体组成，其它物相峰不明显。950℃时脱稳处理试样奥氏体的物相峰几乎完全消失，而马氏体峰显著增强(如图6b所示);脱稳处理温度增加至1050℃时，奥氏体峰开始增强，马氏体峰减弱(如图6c所示);脱稳处理温度增加至1150℃时，奥氏体峰进一步增强，马氏体峰进一步减弱(如图6d所示)。而采用1150℃保温2h后炉冷至950℃再空冷试样，马氏体峰强度又较高(如图6e所示)。

3分析与讨论

由图1可知，高铬铸铁宏观硬度与基体的显微硬度变化呈线性关系。分析认为高铬铸铁材料硬度是由初生碳化物、共晶碳化物和基体成分的变化共同影响。在热处理过程中初生碳化物和共晶碳化物基本保持不变的情况下，基体成分变化势必主要影响高铬铸铁宏观硬度的变化。高铬铸铁基体强化因素主要包括马氏体数量、马氏体含碳量、二次碳化物数量等。由图5和图6可知，中等温度1050℃脱稳处理时，基体二次碳化物数量和尺寸以及马氏体数量均处于中等水平，但该状态硬度最高;高温1150℃充分保温，在低温950℃短暂停留样品的二次碳化物最少，有部分马氏体生成，而低温950℃脱稳处理的二次碳化物析出数量多、尺寸细小，其马氏体数量很多，但这两种状态的硬度基本相同。这表明除马氏体数量和二次碳化物数量外，马氏体含碳量在不同热处理过程中发生了明显变化，从而对高铬铸铁的硬度有显著影响。文献研究也指出，钢铁材料淬火过程中，微量碳含量的变化可影响马氏体硬度发生急剧变化。经典理论认为，高铬铸铁基体中主要是过饱和碳及合金元素的奥氏体，在热力学上处于不稳定状态，随脱稳热处理进行，奥氏体中碳和合金元素扩散能力逐渐提高，奥氏体发生分解析出二次碳化物，并且在后续冷却过程中发生奥氏体向马氏体转变［4-6］。二次碳化物和马氏体这两个分离的组织转变过程，均对奥氏体在不同温度下的平衡溶质元素特别是碳元素依赖程度大，因而对脱稳处理温度依赖程度也高。温度越高，奥氏体平衡碳元素浓度越高，对于二次碳化物，由于可供析出的碳元素减少，因而其析出数量不断减少，而颗粒尺寸不断增大，如图5(a)～5(c)所示;对于奥氏体向马氏体转变过程，由于淬火温度升高，奥氏体稳定性增强，因而马氏体生成数量不断减少，到1150℃时几乎没有马氏体生成;对于马氏体含碳量，它直接依赖于高温奥氏体含碳量，因而马氏体含碳量不断增加。因此，受马氏体含碳量影响，材料硬度峰值不出现在二次碳化物和马氏体数量最多的低温处理状态，而是在二次碳化物和马氏体数量中等，但马氏体含碳量高的中等温度脱稳处理。文献研究也指出，热处理的高铬铸铁中二次碳化物的析出和溶入及其数量的多少，是影响高铬铸铁硬度的重要因素。高铬铸铁适宜的淬火温度选择应保证基体析出的二次碳化物量合适，即平衡奥氏体还能够溶解一定的碳和合金元素，获得足够的淬透性以使较多数量的奥氏体转变成马氏体，而马氏体碳含量又较高，残留奥氏体量尽可能减少。若二次碳化物析出量超过最合适的量，会使马氏体碳含量降低，导致硬度降低。至于采用高温1150℃充分保温，在低温950℃短暂停留后淬火工艺的试样，由于其二次碳化物析出由高温保温的温度决定，奥氏体碳和合金元素平衡浓度较高，因而二次碳化物的数量和尺寸与1150℃保温2h后脱稳处理相近;在由高温向低温随炉冷却过程中，高温奥氏体中可能有尚未形成的二次碳化物形核核心生成，造成局部碳含量有起伏，因而马氏体生成。而且在淬火过程中二次碳化物形核核心可能向马氏体中输送碳元素，使得马氏体含碳量相比于低温950℃脱稳处理形成的马氏体含碳量高。因此尽管二次碳化物数量和马氏体含碳量不一样，但这两种热处理状态的硬度基本相同。此外，由图2可知，热处理对于Cr26高铬铸铁的冲击韧性影响不大。分析认为由于高铬铸铁材料的冲击韧性整体偏低，属脆性材料范畴，对于Cr26型高铬铸铁其碳化物含量达30%以上，碳化物对基体的割裂作用是影响材料韧性的主要因素。由图3和图5可知，热处理过程中碳化物的形貌与分布无明显变化，因而冲击韧性无明显变化。

4结论

第2篇：热处理工艺论文范文

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，Mn含量选取上限，三炉Ni、Cr含量进行了相应调整。其中01#与目前宝钢使用的R73连铸辊成分基本一致。

1．2熔炼方法三炉原料均采用IF钢以降低P、S含量，在50kg感应炉中冶炼，铸成电极棒，然后采用30kg电渣炉进行重熔，最终得到120mm电渣锭。

1．3锻造将120mm电渣锭锻成30mm×400mm拉伸试样毛坯、32mm×32mm×180mm冲击试样毛坯和40mm×26mm×450mm的J积分试样毛坯。锻造毛坯经950℃正火+650℃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)900℃水冷+690℃回火空冷2)900℃空冷+690℃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32－37HSD，采用900℃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GB/T228－2010、GB/T229－2007和GB/T21143－2007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OLYMPUS－BX51金相显微镜进行微观组织分析，冲击断口形貌采用NOVANANOSEM430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，03#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03#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03#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03#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03#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，03#成分试样的强度虽然比R73、01#和02#略低，但强度值仍大于700MPa，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03#比01#提高了48%，冲击吸收功03#比R73提高了78%，塑性也得到了很大的提高，其中收缩率03#比R73提高了14%，因此03#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03#中Ni和Cr的含量较高，部分溶于基体的Ni和Cr的产生了固溶强化，另外部分未溶的Ni和Cr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03#成分对于防止疲劳裂纹的扩展具有重要的意义。另外在900℃空冷状态下，经高温回火后，其冲击功03#成分也比01#、02#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03#成分的连铸辊塑韧性也要比01#、02#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24%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03#成分:［C］=0．56%≤0．75%，由此可见03#钢虽然提高了Ni、Cr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03#最佳的热处理工艺是900oC水冷+690oC回火空冷。

4结论

第3篇：热处理工艺论文范文

关键词：金属热处理工艺；教学改革；实践能力

作者简介：冯佃臣（1977-），男，内蒙古乌兰察布人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，讲师，北京科技大学新金属材料国家重点实验室博士研究生；胡晓燕（1980-），女，内蒙古乌兰察布人，内蒙古科技大学实训中心，讲师，内蒙古科技大学信息工程学院硕士研究生。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系内蒙古科技大学教学（教改）研究项目（项目编号：JY2012011）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0166-02

随着社会的发展，对高级专业技术人才的需求越来越高，因此培养具有综合分析与解决问题能力的高级专业技术人才显得尤为重要。实验实践教学是高等学校教学工作中一个重要组成部分，对培养大学生创新能力、动手能力等具有重要意义。由于金属材料工程专业属于实践性比较强的专业，因此发挥实验教学的作用对该专业方向学生的培养而言更显紧迫。然而，传统的实验教学体系规模小，实验项目相对独立、分散，且严重依附理论教学，不利于相近课程或专业知识的交叉与融合，已不能满足现代培养高素质、复合型人才的客观需求。2009年开始，结合内蒙古科技大学实际情况，我们对金属材料热处理方向“金属热处理工艺”实验课程进行了改革，单独设立一门实验实践课程“金属材料改性实践”。并于2010 年在07级金属材料热处理方向学生中进行了实践。本文对本次“金属热处理工艺学”实验教学的改革和实践进行总结，为进一步整合实验教学提供参考。[1]

一、“金属热处理工艺学”课程特点

内蒙古科技大学（以下简称“我校”）金属材料工程专业的培养方案设置了金属材料热处理、金属材料焊接两个专业方向。学生在大学三年级可以根据自己的兴趣爱好及学院的教学情况，选择其中一个专业方向进行学习。金属材料热处理方向针对金属材料的热处理工艺设计、钢铁材料组织和性能研究、钢铁材料的冶金质量控制进行专业学习和训练。该方向是本专业的特色之一。

“金属热处理工艺学”课程是我校金属材料热处理方向的本科生继“材料科学基础Ⅰ”和“固态相变原理”专业基础课程后学习的重要一门专业课程。“金属热处理工艺”主要讲授了如何实现在“固态相变原理”（即金属热处理原理）的五大转变：奥氏体转变、珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变和回火转变，四把火：退火、正火、淬火和回火，再加上表面热处理和化学热处理，包括渗碳、渗氮和渗金属等内容。

该课程实践性很强，学生毕业后，在企业里运用最多。根据已毕业学生反馈回来的信息，遇上具体钢的热处理的时候，他们往往不知道如何设计热处理工艺。为此有必要对该门课程的实验教学加以改革。

二、课程的实验环节存在的问题

“金属热处理工艺”课程的教学目标之一即让学生灵活运用热处理工艺来解决实际问题，那么怎样提高学生理论与实际联系的能力？实验教学是解决这一问题很好的途径，通过实验教学环节，既可以培养学生理论联系实际的思维方式，提高学生的实践能力，反过来又可以促进理论教学效果的增强。[2]

因此，为了培养学生理论联系实际独立解决问题的能力，目前“金属热处理工艺”课程的教学是在本课程的教学过程中划分出8学时的实验课，实验学时占总课时的25%。学生在实验室完成老师已经设计好的实验，例如，钢的淬透性测定实验，材料的热处理过程由实验教师完成，仅由学生进行硬度测试并绘制硬度随深度变化曲线，确定硬化层深度，比较不同材料的淬透性。虽然学生在实践上有一定的收获，但这样的实验教学，都是老师制备好试样后让学生去观察组织，或是老师制定好热处理工艺，学生按照老师的要求做完实验、写实验报告。实验教学结束后学生学习到的东西很少，遇到实际问题时不知如何下手。在每年本专业毕业论文的题目中60%以上是与材料的热处理有关的，在本科生做毕业论文的过程中，要求学生制定热处理实验方案，完成热处理操作过程和分析实验结果的时候，我们发现：大部分的学生都不知道如何制定热处理方案，也不会热处理操作，在后续撰写毕业论文、分析实验结果、组织分析和性能分析时，都遇到很多困难。因此，有必要进行该课程实验教学的改革。

三、课程实验教学改革的措施

鉴于以上的问题，我们在“在金属热处理工艺学”课程的基础上专门单独设立一门课程——“金属材料改性实践”，该课程要求学生在给定的材料后独立制定热处理工艺、独立完成热处理操作并分析热处理后的实验现象，目的是使学生学习完“金属热处理工艺学”理论课程后，能在实验实践课程中实践实习。例如，钢的淬透性测定实验，改革后该实验为综合设计性实验，学生根据给定材料的化学成分，基于学习过的理论知识，首先合理制定淬火工艺路线，然后在实验室独立完成热处理工艺操作，这一环节结束后再进行硬度测试、不同材料淬透性比较等过程。新方式能更好地调动学生学习的主动性，强化了学生对理论知识的理解。这样让学生在学会给定材料和使用性能的基础上制定出热处理工艺，并亲自动手去完成热处理的过程，分析热处工艺对材料组织和性能的影响。这对学生掌握热处理工艺在材料中的应用，热处理如何影响材料的组织和性能很有帮助，对他们的毕业论文的完成和毕业后走上工作岗位后的工作中有很大的帮助。

一直以来，我校材料成型和冶金工程专业学生也开设与热处理工艺相关的课程，在传统的教学体制下，对材料的组织与性能方面等传统实验方法学习和实践环节尽管较多，但效果不是很好。由于近年学生的毕业论文都是做导师的科研项目，部分材料成型和冶金专业的学生的毕业论文也涉及到热处理工艺制定、热处理操作、组织和性能的分析。该门课程改革后，这两个专业的学生也可以选修本课程。通过本课程的学习，对他们后续的毕业论文完成具有一定的实践意义。

四、总结

为了更好地完成“金属热处理工艺学”课程的改革，同时为了适应目前社会的发展，将学生培养成实用型人才，在教学中根据课程性质、内容及特点，针对该课程存在的问题，提出单独设立一门“金属材料改性实践”课程的改进措施，目的是提高学生的实践动手能力，使得学生掌握实际生产过程中热处理方面的相关知识，毕业后能够很快转变角色，在岗位上得心应手地工作。

另外，由于这几年毕业生就压力很大，很多用人单位对学生考取的各种证件很看重，多一个证件可能对学生的就业有决定性的意义。鉴于此，我们正在和中国机械工程学会协商开办材料热处理工程师资格证书的培训。热处理工艺实践教学改革针对材料热处理工程师资格证书进行相关的设置，学生在完成正常学业的过程中还能够拿到认证证书，一举两得。按照本课程的改革后体系教学，能够使学生毕业后走到工作岗位上体现出我校的办学特色之一——上手快。

总之，在“金属热处理工艺学”课程实验教学改革中，不仅要重视知识的教授，更要重视理论联系实际，要不断深入地改进教学手段，提高教学质量，培养学生的动手能力与勤于思考问题的能力，分析问题与解决问题的能力。还应不断充实和完善课程体系，以培养具有扎实的理论基础和较强的实践能力、创新能力的实用型人才为目的。

参考文献：

第4篇：热处理工艺论文范文

关键词： 触摸屏；柔性；ITO薄膜；热处理工艺

0 引言

随着ipad和iphone的火热，触摸屏正在快速成为一种最时尚的人机界面，不管是手机、数码相机、上网本、GPS导航仪、MP3/MP4播放机、音响还是蓝光播放机，触摸屏都已成为一个新的卖点。触摸屏的兴起也导致柔性ITO 薄膜的市场需求量迅速增加，对于众多柔性ITO薄膜厂家来说，如何进一步提高柔性ITO 薄膜性能，提高产量，占领最高市场，是目前面临的最大难题。

柔性ITO薄膜的基材是一层在上面进行过硬化层涂布的PET膜，由于PET基材的特殊性，PET上面残留有气体和水分，气体和水分的存在不仅减弱基材和镀膜层的结合力，甚至会使镀膜层部分脱落，故必须彻底加以清洗，只有表面清洁的基材才能进行镀膜[1]。很多镀膜厂家采取PET膜在镀膜腔室来回走动并结合抽真空的方式去除气体和水分，但这种常规预处理方式效率较低，严重影响产量，所以一些ITO 薄膜厂家在寻找一种提高产量的新的预处理方式。

要获得较高质量的ITO薄膜，通常需要选用较高的基底温度，或在常温沉积后对薄膜在真空或空气下进行热处理[2]。柔性ITO薄膜由于PET基材的温度限制，通常很难选用较高的基底温度，所以在常温沉积后对薄膜在真空或空气下进行热处理是较好的方式，但用什么设备如何进行后处理是困扰众多厂家的问题。

本文针对上面ITO薄膜厂家遇到的问题，探讨一种触摸屏用ITO 薄膜的热处理工艺，这种热处理工艺分为前处理工艺和后处理工艺，所谓前处理工艺是指在镀膜前采取的热处理工艺，后处理工艺是指在镀膜后采取的热处理工艺，前处理工艺解决了常规预处理方式造成效率低的问题，后处理方式进一步提高了产品的性能，本文通过结合常规预处理方式，进行对比实验得出了触摸屏用柔性ITO 膜热处理工艺的一系列结论。

1 实验

1.1 溅射设备

本实验所用设备为进口磁控溅射卷绕设备，采用卷对卷的平面溅射方式，真空室用循环冷却水来冷却，镀膜温度为常温。

1.2 红外热处理设备

本实验所用设备为进口红外热处理设备，红外加热设备主要由放卷端、加热腔和收卷端组成，其中加热腔主要分为二十个加热区域模块，每个区域包含50个小的陶瓷红外加热块，加热温度最高达300℃，温度均匀性

1.3 试样的准备

本文的试样分四组，第一组试样是4遍常规预处理+正常镀膜；第二组试样是红外前热处理+2遍常规预处理+正常镀膜；第三组试样是4遍常规预处理+正常镀膜+红外后处理；第四组试样是红外前处理+2遍常规预处理+正常镀膜+红外后处理，红外前处理和红外后处理工艺一样，热处理膜表面的温度为150℃。四组试样镀膜工艺完全一致。

3 实验结果与讨论

3.1 红外前处理作用

对于1200米/卷原膜，若按4m/min的速度进行常规预处理，两次预处理的时间为10小时，若用红外热处理设备替代这2次预处理，则可节约镀膜设备1/3的时间，相当于提高0.5倍的产量，这用较少的财力即可提高0.5倍的产量，充分说明了红外前处理的重要性。

3.2 红外后处理作用

3.2.1 ITO薄膜性能的稳定性方面

PET上的ITO薄膜层，是镀膜温度在80℃以下镀覆的，膜层中多数是一些低价的铟锡氧化物，这些低价的铟锡氧化物，在高温环境或富氧环境下，还会继续与氧气反应，形成高价的铟锡氧化物[3]，第一组试样和第二组试样进行150℃，60min加热后，其面电阻变化较大，这主要是高温环境下，ITO膜层继续与氧气反应导致；而第三组试样和第四组试样进行150℃，60min加热后，面电阻均为378Ω/，无明显变化，说明进行过红外后处理的ITO薄膜层已经趋于稳定，即使在高温环境下也不再发生反应。红外后处理过程其实是高温过程，ITO膜层非结晶的低价铟锡氧化物再次与氧反应成高价铟锡氧化物重新结晶，所得到的结晶ITO层在以后使用过程中，只要温度不超过目前的加温温度，也比原非结晶状态的ITO层化学物理性能更加稳定[4，5]。

3.2.2 ITO薄膜尺寸稳定性方面

从表1可看出，第一组试样和第二组试样进行150℃，60min加热后，其热收缩率约为0.8%，尺寸仍有明显变化。PET材料的尺寸稳定性虽然较好，但在制成PET薄膜的过程中，合成的PET大分子物质经过挤塑和拉伸，原来熔融状态下自由伸展的分子团被迫在拉伸方向进行形变，内部聚集了部分内应力，受到温度上升的变化，内部聚集的内应力也会相应升高，并随着PET内部分子活动能力增强而释放出来，并进行一系列变化，从而改变PET薄膜的外形尺寸。触摸屏生产厂家在加工前，通常要进行一道老化工序，这是为了防止在后续的加工过程中ITO薄膜尺寸的变化带来的影响，从表一可看出，进行了红外后处理的第三组试样和第四组试样的热收缩率仅为0.01%，尺寸基本无变化，ITO薄膜的红外后处理就是高温老化工序，进行红外后处理的ITO薄膜尺寸趋于稳定，再进行150℃，60min加热，尺寸基本无变化，这也为触摸屏厂家省去了一道老化工序。

3.2.3 使用寿命方面

从表1可看出，第三组试样和第四组试样的红外后处理的ITO薄膜，划线次数相对第一组试样和第二组试样提高了4万次，划线次数的提高相当于使用寿命的提高，这也进一步说明红外后处理工艺能较大幅度的提高ITO薄膜的整体性能。

3.3 耐候性方面

从表2可看出，第一组试样和第二组试样的热稳定性，耐湿性，耐低温性，化学稳定性和ITO面附着性均满足规范要求，整体性能较好，两组试样的各项指标较一致，这也从另一方面说明红外前处理完全能替代2遍常规预处理。

另外，进行了红外后处理的第三组试样和第四组试样性能相当，相对第一组试样和第二组试样，整体性能有进一步的提升，这也充分说明红外后处理的作用十分显著。

4 结论

触摸屏用ITO薄膜的热处理工艺从多方面提高了ITO薄膜的性能，前处理工艺提高产能方面，解决了众多柔性ITO薄膜厂家面临的难题，另外后处理工艺不仅使ITO薄膜的各项性能得到很大的提升，还为触摸屏加工厂家省掉一道老化工序。

另外要想最大限度的发挥热处理工艺的作用，需要优质设备作保证，首先红外热处理设备需保证温度均匀性，另外为保证预处理的充分性，膜两面均需进行红外热处理，并且红外设备不能对膜的表面造成额外的划伤等表观问题。

参考文献：

[1]杨盟、刁训刚、刘海鹰等，氨气和氮气气氛下热处理对ITO薄膜光电性能的影响[J].稀有金属材料与工程，2005，34（10）：1637-1641.

[2]杨觉明、张康虎、余申卫等，热处理温度对ITO薄膜组织与光电性能的影响[J].热加工工艺，2004（12）：26-28.

[3]张永爱、姚亮、郭太良，热处理对ITO薄膜光电性能和抗蚀刻性的影响[J].福州大学学报（自然科学版），2008，36（4）：523-526.

第5篇：热处理工艺论文范文

苯胺是一种重要的有机化工原料和化工产品，由其制得的化工产品和中间体有300多种，在染料、医药、农药、炸药、香料、橡胶硫化促进剂等行业中具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。

目前世界上苯胺的生产以硝基苯催化加氢法为主，其生产能力约占苯胺总生产能力的85%，苯酚氨化法约占10%，铁粉还原法约占5%。

一、硝基苯铁粉还原法

硝基苯铁粉还原法采用间歇式生产，将反应物料投入还原锅中，在盐酸介质和约100℃温度下，硝基苯用铁粉还原生成苯胺和氧化铁，产品经蒸馏得粗苯胺，再经精馏得成品，所得苯胺收率为95%～98%，铁粉质量的好坏直接影响苯胺的产率。此方法因存在设备庞大、反应热难以回收、铁粉耗用量大、环境污染严重、设备腐蚀严重、操作维修费用高、难以连续化生产、反应速度慢、产品分离困难等缺点，目前正逐渐被其他方法所取代。

二、苯酚氨化法

基本工艺过程为：苯酚与过量的氨（摩尔比为1：20）经混合，汽化、预热后，进入装有氧化铝-硅胶催化剂的固

定床反应器中，在370℃、1.7MPa条件下，苯酚与氨进行氨化反应制得苯胺，同时联产二苯胺，苯胺的转化率和选择性均在98%左右。该法工艺简单，催化剂价格低廉，寿命长，所得产品质量好，“三废”污染少，适合于大规模连续生产并可根据需要联产二苯胺，不足之处是基建投资大，能耗和生产成本要比硝基苯催化加氢法高。

三、固定床气相催化加氢

固定床气相催化加氢工艺是经预热的硝基苯与大过量的预热后的氢气混合，在触媒固定的反应器中发生加氢反应生成粗苯胺，粗苯胺经脱水、精馏后得成品，苯胺的选择性大于99%。

固定床气相催化加氢工艺具有技术成熟，反应温度较低，设备及操作简单，维修费用低，建设投资少，不需分离催化剂，产品质量好等优点；不足之处是单台反应器能力低，反应压力较高，易发生局部过热而引起副反应和催化剂失活，必须定期更换催化剂。

（一）工艺特点

硝基苯用合成气预热，氢气气混合后进入列管反应器；使用列管式等温反应器+堆床绝热反应器复合操作，反应放出的热量通过产生17bar蒸汽带出；使用铜催化剂，消耗为0.6kg/t；单套反应系统最大生产能力5万吨/年；需要大型氢气循环压缩机；带有脱水塔+轻组份处理塔、精馏塔+重组份处理塔、苯胺回收塔；精馏塔塔顶产3bar蒸汽；重组份的回收处理，轻重组份7kg/t。

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（二）优劣势分析

1.相对优势。固定床反应器操作稳定；原料硝基苯、氢气消耗较低。

2.劣势。单条反应线最大能力5万吨/年；催化剂消耗高；需要大量的氢气进行循环，消耗蒸汽、循环水和电；蒸馏系统处理过于复杂；需要去除硝基苯中的二硝基苯，二硝基苯过高会引起催化剂中毒；催化剂更换时比较繁琐。

四、流化床气相催化加氢

流化床气相催化加氢法是原料硝基苯加热汽化后，与约理论量3倍的氢气混合，进入装有铜-硅胶催化剂的流化床

反应器中，在催化剂流化的条件下进行加氢还原反应生成苯胺和水蒸气，再经冷凝、分离、脱水、精馏得到苯胺产品。该法较好地改善了传热状况，控制了反应温度，避免了局部过热，减少了副反应的生成，延长了催化剂的使用寿命，不足之处是操作较复杂，催化剂磨损大，装置建设费用大，操作和维修费用较高。

（一）工艺简述

氢气同合成气换热后，同硝基苯一起汽化升温，进入流化床反应，生成苯胺和水，经冷却、静止分离后为粗苯胺、苯胺水。苯胺水进入苯胺回收塔处理；粗苯胺经过脱水塔、精馏塔处理为合格苯胺。

（二）工艺特点

循环氢气同合成气换热；液-液静止分离；具有废水塔、脱水塔、精馏塔；单线能力大；反应器中安装有热交换束，该热交换束浸在流化床内。用水作冷媒，反应热用来生产蒸汽；催化剂需要再生，1-2月再生一次，再生时间月24-72hr；有废渣产生。

（三）优劣势分析

1.相对优势。国内技术成熟，投资费用低；触媒运行成本低。

2.劣势。硝基苯、氢气单耗高，生产成本高；单条反应线最大能力7万吨/年；催化剂需要每1-2月再生一次，耗

时1-3天；生产产品质量随催化剂周期性变化。

五、液相催化加氢

硝基苯液相催化加氢工艺是在150～250℃、0.15～1.0MPa压力下，采用贵金属催化剂，在无水条件下硝基苯进行加氢反应生成苯胺，再经精馏后得成品，苯胺的收率为99%。液相催化加氢工艺的优点是反应温度较低，副反应少，催化剂负荷高，寿命长，设备生产能力大，不足之处是反应物与催化剂以及溶剂必须进行分离，设备操作以及维修费用高。

（一）工艺简述

硝基苯先被用作萃取剂从苯胺水中回收苯胺，然后经预热后进入反应器。苯胺料浆（含催化剂）、循环水、循环苯胺和氢气从底部进入，氢溶解在液体混合物中，和硝基苯反应生成苯胺和水。反应生成的少量焦油及催化剂从反应器侧线流出经催化剂稠厚器过滤后，催化剂回到反应系统。反应物以蒸汽形式从顶部带出，进入二级废锅、空冷器、水冷器冷却后，气液分离，合成液静止分离，粗苯胺通过脱水塔脱水后，进入席夫碱反应器处理低沸物，进入精馏塔处理高沸物。

（二）工艺特点

对氢气纯度要求较高，必须增加甲烷化反应器；使用精硝基苯萃取苯胺水中的苯胺；反应塔为立式、多级、柱塞流反应器，液相加氢；使用以碳为载体的钯、铂贵金属催化剂；反应生成的热量由反应物以蒸汽的形式从顶部带出；具有一套催化剂循环系统，需采购德国设备催化剂增稠器；可产中压和低压蒸汽；氢气、硝基苯投料摩尔比为小，过量氢气用小型氢气循环机循环；催化剂连续添加，不需要停车；脱水塔真空脱水；具有席夫碱反应器处理反应生成的低沸物；有废液产生。

（三）优劣势分析

1.相对优势：（1）原料硝基苯、氢气消耗低，单位生产成本低；（2）单套装置生产能力大，反应器可设计最大能力为30万吨/年；（3）反应器内部不需要机械搅拌，不需要大的氢气循环系统，氢油比低，排放时可减少氢气的消耗；（4）三废产生已达到了最低，接近了理论值；（5）省去了触媒再生时间，只需要较少的主要设备维修时间，运转率可高达98%。

2．劣势：必须增加一套甲烷化装置，增加投；使用贵金属催化剂，价格昂贵；贵金属处理系统复杂，设备较多。

六、结束语

第6篇：热处理工艺论文范文

关键词：行星减速器；齿轮轴；热处理技术；加工工艺

我们知道行星减速器主要用于行星的减速作用，是连接传动装置传输减小动力的主要装置，而齿轮轴是行星减速器中最为重要的装置。齿轮轴性能的好坏以及机械加工工艺是否精湛直接关系到行星系统的安全，因此我们对于行星减速器的要求很高。在行星减速器的制作工艺过程中，行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械加工制作工艺是判定行星减速器质量好坏的关键因素。在我们日常的生产工作中，通过科学的理论以及不断地实践总结，我们通过三级行星减速器的加工制作工艺，能够准确的分析出减速效果，保证传输动力的精确度，并且使用寿命比传统技术制造的寿命要延长。因此，笔者在实践总结中，本文重点介绍行星减速器齿轮轴的热处理与机械加工工艺研究。

一、行星减速器技术简介

行星齿轮减速机又称为行星减速机，伺服减速机。在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，内齿圈。行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3/4/5/6/8/10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变脂可改变其工作温度。精密行星减速机因搭配伺服电机所以背隙等级(弧分)相当重要，不同背隙等级价格差异相当大，行星减速机可做多齿箱连结最高减速比达100000。

二、行星减速器工作原理与齿轮轴性能分析

目前，服务于工业中的行星减速器主要是有二级或者三级工艺加工生产的，这种加工工艺对于减速器齿轮轴的精度要求很高，所以制造行星减速器的要求会很高。行星减速器的工作原理主要是通过主动转轴连接浮动齿套，再通过浮动齿轮将传输动力以及减速动力传输给太阳轮，太阳轮会将这两种动力传输给分布在太阳齿轮周围的太阳星轮，行星轮在旋转的同时会会绕着太阳轮以及固定内齿轮转动，通过以上的简单分析，我们发现齿轮轴在行星减速器中的作用是必要而且是非常重要的，并且能够起到关键性的作用，由此我们知道齿轮轴的重要性，齿轮轴作为行星减速器的核心关键技术，主要连接传输动力以及减速动力，所以行星减速器的齿轮轴建工工艺要严密并且精湛，否则会影响到整个行星气器的安全以及使用。在齿轮轴的机加工过程中，制作齿轮轴材料的选择也是重中之中，因为这直接影响到齿轮抽的使用寿命以及行星器的安全。齿轮轴主要是传输动力的中间介质，齿轮轴的工作形式要求其必须承受强大的压力以及负荷，这对齿轮轴的性能要求极其高，因此，对于齿轮轴的材料选择要求其首先具有耐磨性、以及承压性。在这样的条件下，一般性的首选材料是碳钢，但选择碳钢之后首先进行淬火加回温的不断锻造，以保证其耐磨性，这就是所谓的热处理技术。热处理技术是非常繁琐并且要求极高的吗，对于精度的要求非常高，并且必须达到要求才能使用，只有这样才能保证齿轮轴的耐磨性以及承压性，使其具有极高的综合性能。

三、行星减速器齿轮轴热处理技术与机械加工工艺研究

上文，我们已经简单介绍了行星齿轮轴热处理技术，以及行星齿轮轴的简介，我们都已经基本了解行星齿轮轴的工作原理，那么，笔者将简单介绍行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械建工工艺的研究，以期望提高我国的行星齿轮轴热处理技术与机械加工工艺。由于行星减速器齿轮轴的机构非常复杂，材料选择也十分严苛，因此对于行星减速器的齿轮轴热处理技术要求也极高，为了使得齿轮轴能够更坚韧，保证其较强的耐磨性和抗压性，充分发挥其优良的性能，我们的热处理技术主要是正火、调制、淬火加低温调制。齿轮轴的机械加工工艺主要分为下料、锻造、正火（预备热处理）、毛坯粗加工、整体调制（中间热处理）、半漕加工、滚淬火、低温回火、（最终热处理）、磨削、以及检验。这是齿轮轴机械加工工艺的过程，其中的任何一步都关系到齿轮轴最终形成的合格性能。因此，我们如果想要提高我国的行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械加工工艺，就必须在这些步骤中多加研究。

本文笔者通过实际研究操作，重点介绍了行星减速器齿轮轴热处理技术以及加工工艺的研究。齿轮轴质量的好坏以及处理技术的好坏将之间影响到行星减速器的使用效果。通过时间证明，优化生产后的行星减速器比传统知道工艺生产的使用效果要良好许多，使用寿命要延长一倍，稳定性能也获得了极大地提高，综合性能分析性能要提高许多。但这并不是我们的最终目标，我们前进的脚步换不能懈怠，我们还需要不断的努力研究，争取做最好的行星齿轮轴热处理技术以及机械加工工艺的研究。

作者:闫自有 单位:云南东源煤电有限公司一平浪煤矿

参考文献：

[1]韩荣东，吴立新，龚桂仙，张友登.变速箱齿轮轴断裂分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集

第7篇：热处理工艺论文范文

关键词：能源 油田集输 能耗 节能

一引言

油气集输系统是油田地面工程的核心，它主要包括油气分离、油气计量、原油加热、原油脱水、原油稳定等工艺。各工艺之间是相互影响、相互制约、相互关联的，整个工艺环节是―个复杂的生产工艺系统。油气集输系统将油井采出液汇集、处理和输送，这个过程通过消耗一定的能量（热能和电能）将油田产液处理成合格的油田产品，是油田生产中的主要耗能环节之一。油气集输系统具有系统庞大、分散、热损耗大和不易管理等诸多特点，制约了系统节能工作的开展，随着油田进入高含水的开发后期，油气处理的难度和成本都急剧增加。随着我国经济高速发展，能源消费急剧增加，而可利用的能源有限。因此，提高能源利用率、做好节能降耗工作，对解决能源问题有着十分重要的意义。

二油田集输系统的能耗现状

我国目前集输系统存在的问题可概括为“两高”即能耗高、油气损耗高。能耗高指油水处理耗能较高，主要是由于目前的处理工艺、设施状况相对较差，需要进一步的完善设备运行状况；油气损耗高是指油气处理过程中挥发、损耗偏高，需要进一步完善密闭系统。油气集输系统能耗高，原因是多方面的：首先，油水比例的变化使原有集输设施的不适应性日益突出。目前，集输系统设施普遍存在工艺不适应、运行能力不匹配现象，影响生产正常运行。新的开发工艺和特殊油藏的开发，使油水性质变化较大，原油集输工艺的不适应性日益突出。并且采油技术的推广，增加了地面集输系统油水分离、沉降、脱水和污水处理的难度。此外，部分设施老化、不能按照有关的标准规定进行周期检验和维护。集输系统低于系统平均效率。由于主要设备如油水罐、分离器、稳定塔、电脱水器等都是常年运行的设备，无备用设备和检修时间，改造资金缺口很大，通常是不瘫痪不修、不出事故不停产，近年来时常发生设备破裂事故。

三油田集输系统相关节能技术

（1）应用热泵回收含油污水余热技术。热泵是利用逆卡诺循环原理，使载热工质从低温余热中吸取热量，并在温度较高处放出热量的热回收装置。由于热泵能将低温位热能转换成高温位热能，从而提高能源

的有效利用率，是回收低温位余热的重要途径。根据具体情况，大庆油田采用压缩式热泵方案，胜利油田采用吸收式热泵方案，回收含油污水低品位余热，使出水温度提高约20℃，节能效果十分显著。

（2）不加热集油及低温集油工艺技术。油井的不加热集油分为单管不加热集油、双管不加热集油、掺常温水不加热集油、掺低温水集油和季节性不加热集油。油井采用单管不加热集油是将原有掺水管线停掺扫线，依靠油井生产时的自身压力和温度将液体通过集油管线输送到计量间；双管不加热集油是停掺原有掺水管线并改为集油管线，对井口和计量间做部分改造，实现主、副双管同时出油。这种集油方式可随时恢复掺水，便于冬季井下作业及各种故障处理；掺低温水环状不加热集油是在一座计量阀组间中的几口油井由一条集油管线串联成一个环状的集油方式，环的一端由计量阀组间提供掺水，另一端则把油井生产的油、水、气集输到计量阀组间汇管中。目前，这些技术已经在大庆等十几个油田得到大规模应用，都取得了很好的效果。

（3）加热炉节能措施。加热炉是实现油井掺水、热洗、脱水、采暖伴热的最重要的设备。首先，要选择高效加热炉。加热效率对耗气量影响较大，一种设备出厂效率不高，无论如何加强管理，节气难以达到理想的效果。其次应优先选用优质高效燃烧器，确保较高的燃烧效率，达到降低耗气量的目的。最后，必须加强生产维护，定期清垢。在生产管理中，还应加强对防腐保温层的维护，减少炉体对外的散热损失。此外，节能还可以采用新技术：多井式加热炉。高压天然气由井口通过采气管线进入集气站。初期生产压力较高，需要节流降压。通常一口井需要配一台加热炉，一座集气站需要7～8台加热炉才能实现加热和节流，这样投资比较高。经过论证，一台加热炉辖井数不宜超过4口。

（4）油气混输技术。油气混输技术是近年来在海洋石油工业界较为广泛提及的一门新兴技术，它主要是将井口物流中的油、气、水种介质，在未进行分离的状态下，直接用混输泵经海底管道泵送到油气水处理终端进行综合处理的工艺流程。以前在海上对油气进行采集处理，需用三相分离器、原油外输泵、天然气压缩机和条独立的海底

分输管道，才能完成油、气、水分离后的液体泵送和气体压缩。采用油气混输技术，仅需用台混输泵和条混输管道就可以解决这个问题同时减少了井口物流的压力，简化了油气混合物在海上的处理工艺，节约了设备的投资，减少了工程的初建费，缩短了油气田的投资回报期，提高了开发油气田的经济效益。混输技术具有很好的节能效果，增加了单井采收率，延长了油田寿命，为创造新的经济效益奠定了基础。

四对未来油田集输节能新技术的探讨

随着科技的不断发展，我们必须进一步利用先进的科学技术来达到降低油田集输系统能耗的目的。近些年来，我国的一些学者在开发高效油气集输与处理技术方面做了大量的工作，创造出了很有价值的成果：高效的除油，防腐技术，丰富了油田集输系统的工艺。这些新技术包括如下成果：ZGM超导节能加热器推广与应用；糊状联合站储罐以及管网阴极保护工程；智能温压控制装置应用等。高效的油气集输与处理技术有利于节能降耗降低投资和提高工程效益的工艺技术，它对油气田地面工程整体技术水平起着十分重要的作用，能够真正达到优质高效低耗的目的。在今后的实际操作中，管理人员需要根据油田的具体情况，油田集输系统的自身特点以及各个油田所能达到的技术条件等因素来综合分析综合考虑选择与实际情况相适应的技术，并对该系统进行科学的管理达到高效率低能耗的目的。

参考文献

[1]冯叔初，郭睽常，王学敏.油气集输.北京：石油大学出版社，1988.

[2]王利华.油气集输系统节能探讨[J].经营管理者，2010，（21）.

[3]冯霄.化工节能原理和技术[M].北京：化学工业出版社，2003145-195.

[4]杨德伟，宋文霞，卢洪刚等.油田开发后期联合站的节能降耗[J].油气储运，1998，17（9）：45-48

[5]龙凤乐，杨肖曦，李松岩.油气集输系统能量分析[J].油气储运，2005，24（12）：58-60

[6]杨肖曦，李松岩.油气集输系统火用分析[J].石油化工设计，2006，23（2）：59-60

第8篇：热处理工艺论文范文

关键词：质量管理 热处理质量控制 教学研究

中图分类号：F240 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2017）02-238-02

一、引言

热处理是改善机械产品或零件使用性能和寿命的重要手段。热处理质量的好坏直接决定着生产企业的市场竞争力和生命力。但是，优质产品不单单是生产制造来的，离不开管理和控制，如果不掌握正确的质量控制方法，就很难控制产品的质量，甚至会出现一些意想不到品质问题，给企业造成很大的经济损失。因此，热处理的相关理论是从事金属材料热加工科学技术人员必须掌握的知识，同时相关人员更应该具有管理思维，对金属材料专业的本科学生应该掌握实践理论知识，并能够将理论应用到生产实际中去，指导生产。如何建立有效的质量体系呢？针对学生理论与实践相结合的培养目标，我院开设了《热处理质量控制》课程，学生通过该门课程的学习，能够更好地了解企业生产及相关过程的质量控制，建立质量管理思维，便于学生更好地、更快地投入到生产工作中而打下坚实的基础。该课程教学理念是热处理质量控制应建立在质量管理体系之上，质量管理贯穿于热处理控制的全过程中。本文从教学思想、教学设计、教学过程及教学效果等方向论述阐明质量管理体系在《热处理质量控制》教学中的地位及作用。

二、课程性质及教学核心理念

（一）课程性质

《热处理质量控制》是金属材料科学专业本科生专业课程之一，为大四学年选修课。虽然属于选修课程，但课程综合性质强，需要学生对《材料科学基础》《固态相变理论》《热处理工艺学》《材料力学性能》《热处理设备》《金相分析》以及《失效分析》等课程进行综合分析运用。因此，该课程对授课教师综合水平要求高。

（二）教学核心理念

1.建立科学的管理思维。在教学全程中，将质量管理的思维渗透给学生，使学生理解作为生产与技术人员不仅仅要完成工艺设计，参与产品投产等生产全过程，更要参与到质量管理中。热处理质量控制从热处理前、热处理中和热处理后三个阶段论述了热处理过程及相关的控制因素，概况起来就是“人、机、料、法、环”的方方面面都要控制，并且控制在一个合理的水平。做好这一切，首先要懂得科学知识管理和质量风险管理。所以质量管理思想始终要贯穿于课程教学中，授课中首先讲授质量管理体系的组建、重点及应用。

2.强化建立质量规范体系意识。在教学思想指引下，结合企业生产管理等进行分析说明，让学生具有建立健全的质量规范体系的意识。热处理质量控制过程的前期应该完成产品的结构设计，材料的选择，工艺的设定，设备优化等方面工作。整个流程中的作业步骤都需要进行规范化、标准化，每一位员工都需要严格执行标准作业，这样相应减少各种差异变动，把品质控制在要求的范围内，企业要建立一套严格的规范体系，从制定到落实、到检查、到处理，一环对一环，最终保证落实。

三、课程资源配置及学时分配

针对课程性质及特点，结合我院情况，从发挥优势以建立特色课程为目标，组件了课程团队。团队成员中教授2人、讲师1人、实验师1人，人员分工明确。由具有多年生产和管理经验的黄志求老师讲授管理与生产的关系，管理体系建立原则，内容以及如何生产中进行实施，该部分内容分别设置于第一课与最后一次课，共计4学时。通过该内容的学习，提高学生现代质量管理的认识。总结现代质量管理与传统质量管理的差点，帮助学生建立了现代科学的管理思维。热处理专业理论知识的部分内容由具有多年教学与科研经验的王静老师讲授。曲立杰为该课程总负责人，完成课程内容的讲授、建立完整的授课体系，组织学生进行课堂时间与讨论，学生实验部分由实验室马春力老指导完成。

四、教学方法及效果

基于该课程的培养目标，进行教学内容，教学形式等设计，全课程共32学时，分别设置了20学时理论课、8学时实践课，以及4学时实验课。

（一）教学方法

1.理论教学。理论教学结合多个生产企业中的热处理质量问题进行分析，利用专业理论知识分析问题产生的原因及其属性。例如，正火齿轮毛坯件硬度不均匀等问题，某锻件开裂问题控制、热处理对高速钢性能影响。以实例说话，便于学生提高学习兴趣、提高课堂教学质量。例如轴类、齿轮件的热处理质量控制过程，从它们的生产加工过程的各个环节，有关热处理质量控制的因素等进行控制，根据零件的不同应用条件、结构要求，对其加工路线进行综合分析。就齿轮加工工艺而言，其过程一般为锻造制胚―正火―精加工―插击―热处理―磨削加工等。工序中涉及到的热处理包括预备热处理及最终热处理。预备热处理前应有锻造制坯等热加工环节。正火工艺是为了获得后序齿轮均匀加工的硬度，为最终热处理组织准备，以减少热处理变形，所以必须严格控制其它过程。获得稳定可靠的产品质量，结合长春一汽的等温正火生产线介绍如何控制正火工艺等。此过程中要应该体现质量管理的思维和方法，将涉及到影响热处理质量控制的一切因素，如材料、人员、工艺等，综合起来实施全面质量控制。

2.实践教学。在实践教学中以学生为主体进行课堂活动的开展，将学生分为若干小组，每小组活动利用课上学时，每组选择一种典型的机械零件，针对该零件的热处理相关问题，结合理论课知识，提出对该产品的热处理过程质量控制方案，例如轴类件的生产控制。每小组成员全员参与到活动中，小组设组长1人，保证该课题活动能有效地进行，组织全体成员积极参加到活动中去。小组中推选出一名同学讲课，在课堂中汇报所选课题的目的、意义、内容、课程实施过程及效果。一名同学评课，主要针对该组同学具体工作进行评价，包括收获与不足。同组的其他同学解答全班同学及老师的提问。课堂中另设10～15分钟的讨论环节，通过每一专题练习、答疑及讨论使同学对该领域的热处理质量控制有很好的了解，加强学生对课程的认识，提高学生对质量管理在质量控制过程中的作用的理解。

3.实验教学。实验教学是检验理论学习与实践活动效果的一种有效手段，本课程中的实验教学内容主要设为45钢淬火、回火过程质量控制，通过对全程质量控制获优异的力学性能。实验教学仍然以实践活动小组为单位，完成实验报告，分组汇报结果。

（二）教学效果

教学效果是通过学生的实践与实验环节表现评价，主要从学生对课程的理解和认知度考查，主要体现在以下两个方面：

1.具有质量管理的思维和过程控制的意识。学生们明确表示只靠工艺负责人来实现产品质量的控制是不现实的，要有预防的思维，管理思维，所以要求对热处理实施过程前、中以及后等环节进行全面控制。

学生形成了过程控制意识。品质取决于多种因素，因此涉及热处理的问题不能忽视，这种都需要用数据去控制并记录分析。总结经验与规律，使过程控制不断地完善，明确自己在整个热处理过程中的地位。

2.设定更高的学习目标。课程教学始终以质量管理的思维进行引导，使学生增强了管理意识，明确热处理过程中各个环节技术人员的地位与作用。扩宽学生就业方向，将热处理相关的技术人员的价值最大化。学生表示主要学好专业课程并建立科学的质量管理思维，用管理指引生产，控制生产，生产品质最优的产品，创造优质的人生价值观。

五、总结与展望

《热处理质量控制》课程为我院新开设课程，课程的教学中还存在诸多不足，通过两年的教学过程，进行总结。教学内容需丰富，这就要求授课教师具有更丰富的生产实践经验，教学形式需要进一步完善，其中实践教学环节较好，但仍需要加强对学生的组织与管理。以通过此环节，学生不仅对课程的认识加深。而且学到专业课程以外相关知识，例如查阅文献、分析问题、总结汇报等，更快地进入工作角色，有利于W生就业。

尽管课程开设时间短，但是我们的收获颇多。例如了解了学生大学四年的学习情况，包括专业知识等各方面的联系等，掌握了学生的就业态度，增强了学生的自信心。今后教学中我们将会因材施教，做好学生大学课程学习“收尾”工作，提升学生对专业的认识。

六、结语

课程教学中强化了质量体系在热处理质量控制中的作用，使学生建立科学管理思维。加强了课程与实践的联系，提高了学生热处理质量控制的认识。初步建立了授课体系，并进行了实施，获得了良好的效果。

[项目资助：佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）；佳木斯大学教育科研项目（JKA2013-001）；黑龙江省学位与研究生教育教学改革研究项目（JGXM-HLJ-2014136）。]

参考文献：

[1] 黄志求.企业如何操作管理评审[J].认证与检测，2005（1-2）

[2] 王静，王素梅，宋春梅，等.《材料科学基础》教学改革全面提高学生素质[J].铸造设备与工艺，2010（2）

[3] 李秀查，郑朝辉，张岩，等.齿轮毛坯正火处理后硬度不均匀的原因及改进措施[J].河北冶金，2011（5）

[4] 王冠杰.42CrMo锻件开裂原因分析与对策[J].江苏冶金，2014（6）

[5] 徐启明，徐和平，陈莉，等.淬回火工艺对高速钢韧性的影响[J].工具技术，2015（2）

（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

第9篇：热处理工艺论文范文

关键词：P91大管；焊接工艺；缺陷预防

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

1、概述

近年来，随着工业快速发展，电力需求也随之不断扩大，原有小型火电机组逐渐退居二线，60MW、100MW超临界，超临界火电机组不断涌现，火电建设施工中焊接质量的重要性被进一步体现。由于火电机组压力、温度参数越来越高，从美国引进的P91材料大量用于现代火电机组的建设，故本文对P91大管焊接工艺及缺陷预防进行分析。

2、焊接母材性能分析

2.1P91化学成分及力学性能

P91钢具有较高的高温蠕变断裂强度，低的热膨胀性，良好的导热性，较好的加工性和抗氧化性能。但是P91钢属于空冷马氏体钢，其合金元素很高，总含量大于13%，这说明该钢材的淬硬倾向大，冷裂纹敏感性强，而且还有一定的热裂纹倾向(1)。P91的化学成分及力学性能分别见表1和表2。

表1：P91的化学成分（%）

表2：P91的常温力学性能

2.2P91冷裂纹敏感性分析

根据国际焊接学会推荐公式：

Ceq=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15+(Cr+Mo+V)/5

≈0.10+0.38/6+(0.07+0)/15+(8.64+0.95+0.20)=2.13%

因为Ceq值（2.13%）远大于0.6%，根据经验可知，P91钢具有较大的淬硬倾向，可焊性差，焊接时需采取较高的预热温度和严格的工艺措施，才能防止裂纹的产生。

只有焊接规范适当，才能保证良好的熔合比和焊缝形状系数。这不仅对防止产生裂纹等缺陷是必要的，而且对保证接头性能也是十分重要的。除了控制热输入外，还要控制焊接电流、电弧电压及焊接速度,使之保持在一定的范围内。此外，预热温度和层间温度的控制也是焊接P91钢时的重要因素。

3、焊前准备

3.1由于现场施工环境恶劣，且焊接质量受环境的影响很大，因此在焊接施工开始前，必须做好防风防雨措施。

3.2彻底清理坡口及附近的油、锈、漆，可有效的防止焊接时气孔、裂纹等缺陷的产生。清理范围为坡口面及其周围15～20mm，直至露出金属光泽。

3.3检查气、电路是否畅通，焊机设备及附件应状态良好。

3.4为防止管子根部氧化或过烧，焊接时管子内部应充氩保护，氩气纯度不低于99.99%。根据现场实际情况采取合适的充氩方式。氩气流速为18～24L/min，太大则容易造成内凹缺陷，太小则不能将焊口区域空气排尽，达不到保护的目的，容易造成根部过烧缺陷。

3.5氩弧焊枪使用前，应提前将气阀打开，将焊枪内积气排尽。

4、焊接工艺

4.1焊接材料

为了提高P91钢焊缝的韧性，采用小电流的小线能量施焊，推荐选用ER90S-B9焊丝及E9018B9（φ2.5、φ3.2）焊条。焊接材料的化学成分见表3。为保证焊接质量，焊条应按规定进行烘干和保存，焊丝应严格除油、除锈。

表3：焊接材料化学成分

4.2预热温度和层间温度

因为焊缝的韧性对热输入和层间温度极其敏感，P91预热温度和层间温度要严格控制。氩弧焊预热温度可控制在150℃，电焊预热温度可控制在200℃，层间温度宜控制在200～250℃之间。

4.3施焊工艺

氩弧焊工艺参数见表4。

表4：氩弧焊工艺参数

电焊焊接工艺参数见表5。

表5：电弧焊工艺参数

4.4常见缺陷的产生及预防

（1）未焊透。焊接电流偏小，根部间隙小，焊接速度过快等均易产生未焊透的缺陷。根部间隙以3mm为宜，合适的焊接电流及焊接速度可避免未焊透缺陷。

（2）氧化严重。氩弧焊打底时，管内充氩装置未能起到良好的保护作用，焊缝背面将被氧化，焊接过程中对熔池及焊丝端头保护不良，或焊丝表面有杂质也会氧化严重。充氩装置尽可能与管子对称，不能留有间隙，避免焊缝被氧化。

（3）夹渣、夹钨。焊接过程中，若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区，在空气中被氧化，当再次焊接时被氧化的焊丝端头未清理，又送入熔池中，在射线检验中判为夹渣；若钨极长度伸出量过大，焊枪动作不稳定，钨极与焊丝或钨极与熔池相碰后，又未终止焊接，从而造成夹钨。所以手法一定要稳、准，就能避免夹渣、夹钨的缺陷。

（4）内凹。装配间隙大，焊接过程中焊枪摆动幅度大，致使电弧热量不能集中于根部，产生了背面焊缝低于试件表面的内凹现象。电弧热量尽量集中于根部，在后小半圈打底焊时减小背面保护氩气的流量。

（5）气孔。由于坡口边缘的污物未清除干净。在施焊前必须调整好氩气流量并做好防风、防雨措施，清除坡口及其附近的油、锈等污物。

5、热处理工艺

5.1热处理是P91钢焊接的重要环节，焊缝的韧性与焊后热处理密切相关。通过远红外温控仪对预热温度、层间温度和热处理工艺参数的严格控制，降低焊接接头的残余应力，改善焊缝金属的组织与性能，对焊缝金属的最终质量起决定性作用。

5.2为保证焊缝组织完全转变成马氏体，宜在焊后缓冷到80～100℃恒温1～2小时，然后立即进行热处理,热处理温度区间宜为750～770℃,若不能立即进行焊后热处理,应立即进行后热处理,后热工艺为:温度300～350℃,时间为2小时(2)。

5.3加热之前应确保焊缝不受外力作用，并做好防雨措施，以免热处理过程中焊接接头被雨水冷却，影响焊接接头质量。热处理时管子两头要封闭，避免穿堂风。

5.4热处理测温必须准确可靠，宜用铠装热电偶测温，并用自动温度记录仪记录温度。

5.5热电偶应对称布置在焊缝中心两侧，并尽可能靠近焊缝。水平管道应上下对称布置。

6、检验

6.1外观检验

在每道焊焊完后，都要求焊工进行100%的自检，对发现的缺陷要及时清除。

6.2射线探伤

射线探伤在热处理结束后进行，对探伤不合格的焊口，用机械方式清除缺陷，再按正规焊口的焊接工艺进行补焊,补焊完成后立即再次进行热处理。

6.3硬度检验

热处理结束后应对焊口进行硬度检验，硬度要求区间宜为180-270HB,对硬度不合格的焊口，应重新进行热处理。

6.4光谱复查

为对焊缝材质对待复查，应在焊接完成后对焊缝金属进行光谱检验，如焊材用错，割口重新焊接。

7、试验

我们对P91焊接试件进行了射线、拉伸、弯曲、金相、硬度等试验,试验结论如下。

7.1射线检验：未见缺陷。

7.2拉伸试验

符合要求。

7.3弯曲检验:共做了4组侧弯试验,未见裂纹。

7.4金相试验

回火索氏体

7.5硬度检验

我们对母材,热影响区,焊缝各做了三点硬度检验,数据见下表。

由以上数据可见,硬度符合要求(4)。

8、结论

P91的焊接工艺相对比较复杂，涉及充氩、预热、后热、热处理等几个环节。只要每个环节都严格按照工艺要求进行，焊接接头的质量一定是符合要求的。

参考文献

(1)《P91钢材焊接裂纹的探讨》，赵立,《电焊机》2007年第11期

(2)DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》