零保温热处理实验.doc

河南理工大学本科毕业论文

前 言
提到热处理，最先想到的是那大功率的电炉以及长时间的保温，在整个热处理的过程当中，其能源消耗是巨大的。在相当长的一段时间里，热处理时如何节约能源一直都是一道难题。直到七十年代末，日本学者大和久重雄提出了结构钢淬火加热的保温时间可以为零的设想，才使节能问题有重大突破。
所谓“零保温”淬火，就是指工件加热时，其表面和心部达到淬火加热温度后，不需保温，立即淬火冷却的热处理工艺。传统的奥氏体化理论认为,工件在加热过程中必须有较长的保温时间，以便完成奥氏体晶粒的形成、长大、剩余渗碳体的溶解和奥氏体的均匀化。现行的钢的淬火加热工艺,都是在这一理论指导下制定的。与现行的淬火工艺相比，“零保温”淬火省去了工件透热和完成组织转变所需要的保温时间，不仅能节约能源，提高劳动生产率，而且还可以减少或消除工件在保温过程中产生的氧化、脱碳等缺陷，有利于产品质量的提高。
“零保温”淬火的设想提出以来，国内外热处理学者对钢的零保温淬火开展了较多的研究，研究方向主要集中在不同工件的零保温淬火工艺和加热温度对钢的组织性能的影响上，特别是对奥氏体晶粒和马氏体组织的细化的影响及其机理。例如：
苏州丝绸工学院吴国梁、宋哲等的研究表明，45钢工件直径或厚度不大于100mm时，在空气炉中加热，其表面和心部的温度几乎是同时到达的因而其均温时间可以不予考虑，和采用大加热系数的传统生产工艺相比，可以缩短近1/4到1/5淬火加热时间。
辽宁工程技术大学孟繁盛等，通过60SiMn钢“零保温”淬火工艺的实验研究得到的结论是：60SiMn钢的“零保温”淬火工艺与传统淬火工艺比较，其奥氏体晶粒细小，淬火后组织细小，两者机械性能指标极为接近。
渤海船舶职业学院朱凤艳等所做的理论分析及试验结果表明，结构钢淬火及正火加热采用“零保温”或短时间保温是完全可行的。特别是45、45Mn2这样的碳素结构钢或单元素合金结构钢，采用“零保温”工艺可以保证其力学性能要求。对于40CrNiMo等多元素合金结构钢，零保温处理其力学性能也并不坏，完全符合指标要求，但若为了性能可靠、稳定，可选用5分钟短时保温。
焦作工学院李安铭，对矿用液压支柱缸体用钢27SiMn的研究表明其“零保温”淬火得到极细的板条状马氏体组织，其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。
武汉科技大学李立新等通过等温条件下晶粒长大模型研究表明，晶粒直径随着加热时间的增加而增加.有的增加很快，有的很慢.但到一定时间后都趋缓慢增加.
同时有资料表明，45、35CrMo、GCr15等结构钢工件，采用“零保温”加热比传统加热可节约加热时间50%左右，总节约电10-15%，提高工效20-30%.“零保温”淬火工艺有助于细化晶粒，提高强度.金属的晶粒愈细，不仅强度愈高，而且塑性与韧性也较高，表现为具有较高的冲击载荷抗力.因此，细化晶粒也是热处理界广泛关注的课题之一。
由此可见，“零保温”热处理工艺是非常值得研究与学习的，而我所研究的是在正火的状态下，两次零保温淬火对20MnV钢组织、性能的影响，通过其金相组织的分析，进一步了解组织的转化规律。 通过这次实验，不仅使我对两次淬火热处理工艺有了一个全面的了解，而且使我打破了传统热处理的局限，让我们的思维从传统的束缚中解脱出来，有助于我们更好的认识先进的热处理技术，并为以后的工作指明了另一条先进的道路，也为“零保温”热处理工艺在以后的实际应用中打下坚实的基础。

第一章 零保温热处理简介

1.1零保温热处理的先进性
所谓“零保温”淬火，就是指工件加热时，其表面和心部均达到淬火温度后，不需保温便立即淬火冷却的热处理工艺。七十年代末，日本学者大和久重雄提出了结构钢淬火加热的保温时间可以为零的设想以来，国内的工作者也通过各自的试验和生产实例证明了在确保工件性能的前提下，可以合理缩短钢件在箱式炉中的加热时间，甚至使其保温时间为零，即“零保温”淬火的新工艺。“零保温”淬火省去了工件透热和完成组织转变所需要的保温时间，不仅能节约能源，提高劳动生产率，而且还可以减少或消除工件在保温过程中产生的氧化、脱碳等缺陷，有利于产品质量的提高。有关资料使用组织分析和性能测试方法，对比了40Cr钢加热并经0min，15min和40min保温后淬火及回火的组织、力学性能、冲击抗力、耐蚀性能、扫描
通过影印件的表5～8可以看出热处理对热收缩的影响结果。
热收缩是潜伏性的压迫力的表现的宏观形式，当拉丝温度很低时，宏观分子的热固性同样很低，因此，只要一拉丝，分子间的换置火张紧将会更储拉丝力，而且在松弛后将会慢慢的进行。一旦遭遇到高温或潮湿，宏观分子之间的能量降低，大分子的移动将产生巨大的应力。由于这些因素的影响，纤维将剧烈收缩，当温度升高时，拉丝将引起分子间能能的传递。因此，收缩受内力减少的程度是相当小的。这就是为什么当Tb很低时，而随着Tp的升高热收缩有所下降的原因。
当Tb很高时，随着Tp的升高，热收缩率也很高，就像上面提到的一样，因为Tb的存在使得紧和能量减少，帮助分子松弛，从而得到一种稳定的情况。对Tb来说，ΔT（Tb-Tp）越高，越容易释放内应力，热收缩越小。那就是说，为了提高纤维的稳定性，必须放置在Ts温度点以上，且必须在最大温度点以上，。它也是随着Tb的升高，，而热收缩减少的原因，还是热收缩被许多其他的早先研究获得的结果减少的理由。
结论
多元酯细丝的性能如：热固性、伸长性和收缩性等。它们在不同的热处理条件下进行了研究，结论概述如下：
1、 随着Tp的升高，热固性及伸长性降低。
2、 随着Tb的升高，热固性上升但延伸率下降。
当Tb很低时，随着Tp的升高，二者在热水和空气中的收缩性降低，相反，当Tb较高时，随着Tp的升高二者的收缩性升高，最后，当Tb升高时，二者的收缩性降低。

3.2影印原件

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