金属材料的热处理论文参考文献

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机械制造热处理节能面临问题及改善措施论文

热处理是机械制造必不可缺的一道工艺，尤其是对钢铁等金属材料的热处理是现代制造技术的关键所在，主要作用是通过加热、保温和冷却三个过程使材料的强塑性得以提高。由于在这三个过程中要使材料表面或内部的金相组织结构发生变化，因而热处理三道工序能耗较大。据相关调查显示，我国目前热处理电阻炉的总容量较欧盟相比要高出50万kw，但产值却远不及欧盟。由此可见，优化制造工业中热处理节能业已成为当前热处理工艺不可忽视的重要工作。

一、我国热处理生产现状

（一）热处理能耗规模

热处理作为机械制造必不可少的重要工艺，是机械制造行业中生产规模较大的产业。截至“十一五”期末调查结果显示，我国共有各类热处理相关生产厂、车间约18000家，实现装机容量1500万kW，年生产能力突破4500万吨，同时年耗总量也高达230亿度，约占我国机械制造业年消耗总电量的三分之一，由此可见，热处理能耗高是我国机械制造业较为突出的特点，而且具有极大的节能降耗空间和潜力。

（二）热处理主要污染物类型及来源

热处理不仅是我国机械制造业中的耗能大户，还是环境污染大户。同样根据“十一五”期末的有关调查显示，目前我国是世界第二耗能大户，年能耗约为14．2亿吨标煤，尤其是单位产品能耗较发达国家高出20%～60%，这说明我国热处理效率水平不高，热处理过程中能耗损失较大，因而产生的环境污染物业相对更高一些，而这些污染物主要来源于加热、淬火冷却、表面处理三大工序，已经严重威胁到人类健康和社会环境。

二、我国热处理节能面临的最主要问题

从我国热处理生产现状中可以得知，高能耗和重污染已经成为我国热处理的突出特点，而且也是我国热处理节能需要解决的'两大难题。其归根结底是由于我国热处理技术水平不高所造成的，突出表现为如下两点：

（一）热处理设备能耗大，能源利用率低

目前我国热处理设备升级换代速度较慢，30年间我国热处理单位能耗仅下降了600 kW·h/t，降至1000 kW·h/t的平均水平，其中大中型企业节能效果稍好一些，基本控制在500～800 kW·h/t，但较发达国家300～450 kW·h/t的平均单位能耗相比仍有不小差距，约为发达国家的2～3倍。

（二）少无氧化热处理设备应用率低，污染和资源浪费严重

不仅如此，由于设备更新换代速度较慢，我国目前无氧化热处理设备应用没有普及。截至“十一五”期末，我国机械制造行业少无氧化热处理设备应用率仅为30%，而制造业发达国家少无氧化热处理应用率则高达80%～90%。由此可见，我国热处理工艺仍以燃烧加热为主，致使燃烧所产生的碳黑、烟尘以及大量的CO2、残氨等废气造成了严重的环境污染。此外，通常热处理燃烧造成的金属氧化烧损约为金属本体重量的3%，加上钢材表面脱碳处理所浪费掉的钢材，每年超过百万吨，造成了极大的浪费。

三、优化热处理节能的措施

尽管造成我国热处理高能耗、重污染主要是由于技术水平所引起的，但是笔者认为优化热处理节能并不单单限于提高技术水平，还需要提高企业管理能力。

（一）优化热处理节能的管理措施

管理是企业发展的根本，更是技术革新的基础。如果管理不到位，那么即使有再先进的技术和工艺，也会因人为操作因素导致技术水平不能得到全部发挥。而优化热处理节能的管理首要工作就是要建立完善的节能体系，制定现代热处理企业制度、生产管理制度、横班效益考核等制度，做到有“法”可依，既能够通过严格控制热平衡参数等热处理操作来控制能源消耗流向，又能够通过考核奖惩措施调动员工节能降耗的积极性。此外，还要举办以节约电、煤、气、水和油为主旨的“五小成果”技改活动，对做出贡献的员工给予精神和物质奖励，鼓励员工就进行科技革新。

（二）应用新技术和新能源实现节能降耗

1. 应用新能源，使用清洁能源作为燃料

鉴于目前我国仍以燃烧作为热处理加热的主要方式并且短期内难以改变的现状。应当尽量在燃烧过程中应用清洁能源作为燃料，以新能源代替污染较大的煤燃料。基于此，可考虑选用天然气作为燃料，在通常技术条件下，其热效率可达50．5%，较煤电热效率高出近1倍。热处理炉除直接燃烧可获得至少30%的热效率外，烟道气废热还可用于预热燃烧，空气、回火炉的加热、清洗液和淬火油的加热以及其他生活用途，使绝对的热利用率可达到80%以上，具有节能环保双重优势。

2.加强科技研发，试验和推广节能新设备和新工艺

开发新工艺加强热处理节能理论的研究，试验和推广节能新设备和新工艺，尽量采用节能新技术。同时还必须估量实现该技术的代价.即要综合考虑以下几方面的因素:(l)从零件和整机的实际工作条件出发，制定合理的热处理工艺。技术要求该高的就高，不该高的不要盲目求高，工艺要和零件的功能、重要性密切结合;(2)根据具体零件和材料，尽量选用先进的热处理技术，提升少无氧化加热设备的应用率，以获得优质、节能、高效率的经济效果，并充分挖掘材料性能特点。

3.采用新技术改善热处理生产环境

从上文分析可知，目前我国热处理加热仍然采取燃烧的方式，并用油冷的方式进行换热冷却，对环境造成了巨大污染，需要采用清洁、节能的热处理技术加以替代。目前可采用的新技术有如下几种。

（1）真空加热处理技术

真空加热是一种在低于或者等于10-5负压空间内对热处理件加热的方法。采取真空加热技术既能够避免燃烧给热处理件带来的氧化和脱碳，又能够在真空渗碳或碳氮共渗以后进行高压气淬，进而使热处理加热效率和性能都得到提升。据调查，目前发达国家真空热处理技术应用率可达20%左右，而我国还不足5%，因而提升真空热处理技术的使用率是当前改善热处理效率的重要途径之一。

（2）离子渗氮和离子渗碳技术

离子渗氮和离子渗碳是将置于低压容器内的工件在辉光放电的作用下，带电粒子轰击工件表面，使其温度升高，实现所需原子渗人表层的化学热处理方法。与常规的化学热处理相比，特点是渗速快、工件变形小、易控制，热效率高、节约能源，而且无烟雾、废气污染。

（3）感应加热热处理技术

感应加热是利用电磁感应的原理，使工件表面产生涡流而被加热。其特点是加热速度快、易控制、工件表面氧化和脱碳少、节约能源、污染少。

（4）激光束、电子束、离子束表面技术

该技术主要包括表面淬火、重熔、涂层，主要依靠高能束对热处理件表面进行快速加热进而实现热处理，较燃烧加热相比该技术不会产生烟尘等污染，是一种十分清洁环保的技术。

（5）热处理的CAD技术

当今时代已经进入到信息时代，随着IT技术的不断发展，利用现代化信息技术来实现热处理节能也原来越被广泛应用。CAD技术就是其中一种，它可以通过计算机模拟热处理工艺流程来控制淬火剂和淬火方法的使用，实现二者最优化配置，加快渗碳过程，减少废气排放量。不仅如此，智能CAD技术还可以利用不断开发的先进计算方法例如三维温度场等来回收利用热处理的余热，减少能量的损耗，是绿色节能和清洁生产的重要技术。

总而言之，改善我国目前热处理能耗高、污染重的现状，就必须从优化节能管理和应用新技术、新能源两大方面入手，在规范、严格管理的基础上采取各项技术措施，才能有效提升热处理节能水平。

参考文献

[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009年第01期

[2]葛欣.金属材料热处理节能新技术的应用[J].中国高新技术企业，2011年第33期

45钢在淬火后没有回火 前，硬度大于（最高可达）为合格。GB/-标准规定了45 钢的一些性能，其中抗拉强度为，屈服强度为，伸长率为16%， 断面收缩率为40%，冲击功为39J 45钢由于冷却速度改变而形成的不同组织结构这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。球墨铸铁的静载荷性能的一个突出的特点是屈服点σ02 高，超过正火45 钢，比强度 σ02/σ =03~057）。 屈服点是防止零件产生过量塑性变形时选取许用应力的设计依据，而屈强比则进一步反映材料 强度的利用系数，因此，球墨铸铁可以代替钢制造静态承载力大、材料强度要求较高的 零件。53 巳知淬火后 200 ℃回火的 钢的宏观正断抗力 Sk ＝ ，屈服抗力 s ＝ 。 试问它在三向拉伸(S1＝S2＝+S，S3＝075S)，单向拉伸，扭转，三向压缩(S1＝S2 ＝-03S,S3＝-S)状态下各发生何种形式破坏？ ( ＝O25) 54 退火纯铁的＝2J／m2，E＝2× ，d＝25× 10-8cm，试求其理论断裂强度 th答案参见我的新浪博 …35 直径 的正火态 钢拉伸试验测得的数据如下( mm 为屈服平台刚结束时的试样直径) kN ：395，435，476，529，554，540，524，480，431mm ：991，987，981，965，921，861，821，741，678(1)试绘制应力—应变曲线； (2)试绘制4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是 45钢正火后渗碳体呈 材料的性能桥梁 , , , 不热处理 滑动轴承H70, , T8 不热处理 a+ 耐酸容器 , , 固溶处理 发动机曲轴1）毛坯处理毛坯备料、锻造和正火。2）粗加工锯去多余部分，铣端面、钻中心孔和荒车外圆等。（2）、半精加工阶段 1）半精加工前热处理对于45钢一般采用调质处理以达到220～。2）半精加工车工艺锥面（定位锥孔）半精车外圆端面和钻深孔等。45钢淬火硬度在~58之间，极限值可达；但不推荐使用，当45钢硬度在以上，较易出现裂纹。 45号钢淬火后，内部会产生不均应力，导致零件变形。金属材料学 戴起勋版(最全答案),章 1为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？ 答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。 S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于℃的热加工温度时FeS会熔 …45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～。材料的宏微观力学性能习题及答案doc,习题1 11弹塑性力学的研究对象、内容是什么？与材料力学比较，有何异同？其基本假设又是什么？ 2如图121所示的三角形截面水坝，材料的比重为，承受着比重为液体的压力，已求得应力解为，试根据直边及斜边上的表面条件确定系数,,和 13如图122所示的矩形GB/-标准规定45钢抗拉强度为，屈服强度为，伸长率为16%，断面收缩率为40%，冲击功为39J 四、用途 1轴类零件的功用、结构特点及技术要求 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递5 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。 6 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回＋A’ T回 S回 。 7 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。45钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理 。1 45钢淬火后没有回火之前，硬度大于（最高可达）为合格。实际应用的最高硬度为（高频淬火）。2 45钢不要采用渗碳淬火的热表27 碳钢在退火及正火状态下的机械特性 性能热处理状 0102~03 04~06 退火 ~120 150~160 180~230 度（HB）正火 130~140 160~180 220~250 退火 300~330 420~500 560~670 强度 σb（MN/m 正火340~360 480~550 660~670 退火的目的是减小硬度，改善7正火态感应淬火后马氏体粗大，变形量也大于调质态； 8中频淬火后表面粗糙度大（有待于继续求证）； 9正火态的应力集中区较调质易于出现微裂（有待于继续验证）； 10相同的中频参数，正火和调质表面硬度差异不大，但正火有效淬硬深度稍浅于调质；毕业论文（设计）45钢热处理工艺及组织性能研究doc,诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书 设计题目： 45钢热处理工艺及组织性能研究 系部： 机械工程系45号钢性能参数doc,45号钢性能参数 45号钢 45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:,中称为,,DIN称为:C45 。国内常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格10~40mm之间。 液相线温度 ℃左右，碳含量01 马氏体不锈钢虽强度高但因铬含量低致使其耐蚀性较差；而高铬铁素体不锈钢虽耐蚀性较马氏体钢强，但却比奥氏体不锈钢脆性大，且不能用热处理方式进行强化；双相不锈钢综合了铁素体和马氏体不锈钢的特点，却仍有铁素体不锈钢的三种脆性（475℃脆性、σ弹簧钢的特点 弹簧钢 弹簧钢的特点---弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击、振动的条件下,或在交变应力作用下工 作,利 用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。 由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有 高的弹性 极限和高疲劳极限。 此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。 在工艺性方面