热处理工艺加热学习教案.pptx

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1、会计学1热处理工艺热处理工艺(gngy)加热加热第一页，共64页。2.1 2.1 加热加热加热加热(ji r)(ji r)方式方式方式方式n n金属加热的方式分为直接加热和间接加热两类。金属加热的方式分为直接加热和间接加热两类。金属加热的方式分为直接加热和间接加热两类。金属加热的方式分为直接加热和间接加热两类。n n直接加热是利用金属内部的电能直接加热是利用金属内部的电能直接加热是利用金属内部的电能直接加热是利用金属内部的电能-热能转换，电热能转换，电热能转换，电热能转换，电磁磁磁磁-热能转换，低能粒子轰击的能量热能转换，低能粒子轰击的能量热能转换，低能粒子轰击的能量热能转换，低能粒子轰击的能

2、量-热能转换，热能转换，热能转换，热能转换，不需要通过加热介质向被加热金属传递热量。不需要通过加热介质向被加热金属传递热量。不需要通过加热介质向被加热金属传递热量。不需要通过加热介质向被加热金属传递热量。n n间接加热是依靠固体、液体间接加热是依靠固体、液体间接加热是依靠固体、液体间接加热是依靠固体、液体(yt(yt)、气体等介、气体等介、气体等介、气体等介质以对流、传导、辐射的方式向金属表面传递质以对流、传导、辐射的方式向金属表面传递质以对流、传导、辐射的方式向金属表面传递质以对流、传导、辐射的方式向金属表面传递热量。热量。热量。热量。n n直接加热一般只适合特定形状的工件，所以生直接加热一

3、般只适合特定形状的工件，所以生直接加热一般只适合特定形状的工件，所以生直接加热一般只适合特定形状的工件，所以生产上还是以间接加热为主。产上还是以间接加热为主。产上还是以间接加热为主。产上还是以间接加热为主。第1页/共64页第二页，共64页。感应感应(gnyng)加热加热第2页/共64页第三页，共64页。金属加热金属加热金属加热金属加热(ji r)(ji r)直接加热直接加热直接加热直接加热(ji r)(ji r)间接加热间接加热间接加热间接加热(ji r)(ji r)热源热源热源热源 热源热源热源热源 介质介质介质介质 电阻电阻电阻电阻 电磁波电磁波电磁波电磁波 低能粒子低能粒子低能粒子低能粒

4、子 真空真空真空真空 固体固体固体固体 液体液体液体液体 气体气体气体气体电电电电 电电电电 电电电电 红红红红 感感感感 激激激激 电电电电 等等等等 低低低低 高高高高 金金金金 固固固固 流流流流 金金金金 盐盐盐盐 油油油油 空空空空 保保保保 可可可可 高高高高阻阻阻阻 接接接接 解解解解 外外外外 应应应应 光光光光 子子子子 离离离离 压压压压 纯纯纯纯 属属属属 态态态态 动动动动 属属属属 护护护护 控控控控 温温温温加加加加 触触触触 液液液液 线线线线 加加加加 加加加加 束束束束 子子子子 充充充充 度度度度 传传传传 颗颗颗颗 粒粒粒粒 浴浴浴浴 浴浴浴浴 浴浴浴浴

5、气气气气 气气气气 气气气气 火火火火热热热热 加加加加 加加加加 加加加加 热热热热 热热热热 加加加加 体体体体 气气气气 的的的的 导导导导 粒粒粒粒 子子子子 氛氛氛氛 氛氛氛氛 烟烟烟烟 热热热热 热热热热 热热热热 热热热热 加加加加 的的的的 热热热热图图图图2-1 2-1 工业上金属加热工业上金属加热工业上金属加热工业上金属加热(ji r)(ji r)的方式的方式的方式的方式第3页/共64页第四页，共64页。2.2 2.2 间接间接间接间接(jin ji)(jin ji)加热的加热介质种类加热的加热介质种类加热的加热介质种类加热的加热介质种类气体介质加热气体介质加热气体介质加热

6、气体介质加热这种加热方法的特点是被加热金属周围的介质为气体。是热处理工这种加热方法的特点是被加热金属周围的介质为气体。是热处理工这种加热方法的特点是被加热金属周围的介质为气体。是热处理工这种加热方法的特点是被加热金属周围的介质为气体。是热处理工艺中应用最广泛的加热方法。艺中应用最广泛的加热方法。艺中应用最广泛的加热方法。艺中应用最广泛的加热方法。气体介质中加热时，由燃料燃烧或加热体产生的热量是通过对流气体介质中加热时，由燃料燃烧或加热体产生的热量是通过对流气体介质中加热时，由燃料燃烧或加热体产生的热量是通过对流气体介质中加热时，由燃料燃烧或加热体产生的热量是通过对流(duli)(duli)和辐

7、射传递给被加热的金属。和辐射传递给被加热的金属。和辐射传递给被加热的金属。和辐射传递给被加热的金属。在在在在600700600700以下时，对流以下时，对流以下时，对流以下时，对流(duli)(duli)传热是主要的传热方式，为了传热是主要的传热方式，为了传热是主要的传热方式，为了传热是主要的传热方式，为了使炉内温度均匀，当炉子体积较大时需要对气体进行强制循环。使炉内温度均匀，当炉子体积较大时需要对气体进行强制循环。使炉内温度均匀，当炉子体积较大时需要对气体进行强制循环。使炉内温度均匀，当炉子体积较大时需要对气体进行强制循环。在在在在700800700800以上时，辐射是主要的传热方式，此时气

8、体介质的扰以上时，辐射是主要的传热方式，此时气体介质的扰以上时，辐射是主要的传热方式，此时气体介质的扰以上时，辐射是主要的传热方式，此时气体介质的扰动对加热速度实际没什么影响，不需要强制循环。动对加热速度实际没什么影响，不需要强制循环。动对加热速度实际没什么影响，不需要强制循环。动对加热速度实际没什么影响，不需要强制循环。气体的种类：根据被加热金属的种类和外在质量要求，可分别采用气体的种类：根据被加热金属的种类和外在质量要求，可分别采用气体的种类：根据被加热金属的种类和外在质量要求，可分别采用气体的种类：根据被加热金属的种类和外在质量要求，可分别采用氧化性的空气、惰性的保护气氛、可控制的还原性

9、气氛和真空。氧化性的空气、惰性的保护气氛、可控制的还原性气氛和真空。氧化性的空气、惰性的保护气氛、可控制的还原性气氛和真空。氧化性的空气、惰性的保护气氛、可控制的还原性气氛和真空。第4页/共64页第五页，共64页。第5页/共64页第六页，共64页。液体介质加热液体介质加热液体介质加热液体介质加热液体介质加热就是加热时金属周围的介质是液体，包括熔盐、熔碱、液体介质加热就是加热时金属周围的介质是液体，包括熔盐、熔碱、液体介质加热就是加热时金属周围的介质是液体，包括熔盐、熔碱、液体介质加热就是加热时金属周围的介质是液体，包括熔盐、熔碱、熔融低熔点金属及油类等。熔融低熔点金属及油类等。熔融低熔点金属及

10、油类等。熔融低熔点金属及油类等。液体介质对辐射线是不可穿透的，传热方式为对流。液体介质对辐射线是不可穿透的，传热方式为对流。液体介质对辐射线是不可穿透的，传热方式为对流。液体介质对辐射线是不可穿透的，传热方式为对流。主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：液体介质的给热系数液体介质的给热系数液体介质的给热系数液体介质的给热系数(xsh)(xsh)较气体介质大较气体介质大较气体介质大较气体介质大4747倍，因此加热速度较倍，因此加热速度较倍，因此加热速度较倍，因此加热速度较气体介质加热快得多。例如，铝合金在硝盐浴中加热比在静气体介质加热快得多。例如，铝合金在硝盐浴中加热比在静气体介质加热快得多。

11、例如，铝合金在硝盐浴中加热比在静气体介质加热快得多。例如，铝合金在硝盐浴中加热比在静止空气中加热快止空气中加热快止空气中加热快止空气中加热快1010倍左右，比在空气循环炉中加热快倍左右，比在空气循环炉中加热快倍左右，比在空气循环炉中加热快倍左右，比在空气循环炉中加热快5757倍。倍。倍。倍。当介质成分合理且使用条件适当时，可防止金属氧化和吸气。当介质成分合理且使用条件适当时，可防止金属氧化和吸气。当介质成分合理且使用条件适当时，可防止金属氧化和吸气。当介质成分合理且使用条件适当时，可防止金属氧化和吸气。操作方便，控制较简单，在介质容积较大的情况下，可同时加热需操作方便，控制较简单，在介质容积较

12、大的情况下，可同时加热需操作方便，控制较简单，在介质容积较大的情况下，可同时加热需操作方便，控制较简单，在介质容积较大的情况下，可同时加热需保温不同时间、不同断面尺寸的工件。保温不同时间、不同断面尺寸的工件。保温不同时间、不同断面尺寸的工件。保温不同时间、不同断面尺寸的工件。选择依据：一般依据热处理所需要的加热温度及金属和液体介质的选择依据：一般依据热处理所需要的加热温度及金属和液体介质的选择依据：一般依据热处理所需要的加热温度及金属和液体介质的选择依据：一般依据热处理所需要的加热温度及金属和液体介质的化学性质，即金属与液体介质不能发生化学反应。例如，铝化学性质，即金属与液体介质不能发生化学反

13、应。例如，铝化学性质，即金属与液体介质不能发生化学反应。例如，铝化学性质，即金属与液体介质不能发生化学反应。例如，铝合金采用硝酸钠和硝酸钾混合盐，在合金采用硝酸钠和硝酸钾混合盐，在合金采用硝酸钠和硝酸钾混合盐，在合金采用硝酸钠和硝酸钾混合盐，在550550以下使用。工具钢以下使用。工具钢以下使用。工具钢以下使用。工具钢淬火加热采用氯化钾和氯化钠等的混合盐或单盐，在淬火加热采用氯化钾和氯化钠等的混合盐或单盐，在淬火加热采用氯化钾和氯化钠等的混合盐或单盐，在淬火加热采用氯化钾和氯化钠等的混合盐或单盐，在65013506501350使用。等温淬火一般用硝盐或苛性碱。低温回火使用。等温淬火一般用硝盐或

14、苛性碱。低温回火使用。等温淬火一般用硝盐或苛性碱。低温回火使用。等温淬火一般用硝盐或苛性碱。低温回火则用油类。则用油类。则用油类。则用油类。第6页/共64页第七页，共64页。第7页/共64页第八页，共64页。2.3 2.3 热处理加热热处理加热热处理加热热处理加热(ji r)(ji r)设备设备设备设备n n气体介质加热设备气体介质加热设备气体介质加热设备气体介质加热设备n n电阻炉：箱式电阻炉、井式电阻炉、台车电阻电阻炉：箱式电阻炉、井式电阻炉、台车电阻电阻炉：箱式电阻炉、井式电阻炉、台车电阻电阻炉：箱式电阻炉、井式电阻炉、台车电阻炉、罩式炉等。炉、罩式炉等。炉、罩式炉等。炉、罩式炉等。n

15、n燃料炉（火焰炉）：型式同上。燃料炉（火焰炉）：型式同上。燃料炉（火焰炉）：型式同上。燃料炉（火焰炉）：型式同上。n n 在有关工业用炉的专著中，对各种燃料炉和在有关工业用炉的专著中，对各种燃料炉和在有关工业用炉的专著中，对各种燃料炉和在有关工业用炉的专著中，对各种燃料炉和电阻炉的优缺点及适用范围有详细的介绍，实电阻炉的优缺点及适用范围有详细的介绍，实电阻炉的优缺点及适用范围有详细的介绍，实电阻炉的优缺点及适用范围有详细的介绍，实际上一般根据具体条件进行选择。际上一般根据具体条件进行选择。际上一般根据具体条件进行选择。际上一般根据具体条件进行选择。n n液体介质加热设备液体介质加热设备液体介质

16、加热设备液体介质加热设备n n浴炉多采用电加热，按结构不同分为三种：浴炉多采用电加热，按结构不同分为三种：浴炉多采用电加热，按结构不同分为三种：浴炉多采用电加热，按结构不同分为三种：n n外热式：在浴槽（坩埚）外面外热式：在浴槽（坩埚）外面外热式：在浴槽（坩埚）外面外热式：在浴槽（坩埚）外面(wimin)(wimin)用电热用电热用电热用电热元件加热。元件加热。元件加热。元件加热。n n内热式：电热元件置于浴槽（坩埚）之内。内热式：电热元件置于浴槽（坩埚）之内。内热式：电热元件置于浴槽（坩埚）之内。内热式：电热元件置于浴槽（坩埚）之内。n n电极浴炉：浴槽用耐火砖砌助，在熔盐中插入电极浴炉：浴

17、槽用耐火砖砌助，在熔盐中插入电极浴炉：浴槽用耐火砖砌助，在熔盐中插入电极浴炉：浴槽用耐火砖砌助，在熔盐中插入两个电极来加热，多用于工具钢的淬火加热。两个电极来加热，多用于工具钢的淬火加热。两个电极来加热，多用于工具钢的淬火加热。两个电极来加热，多用于工具钢的淬火加热。n n感应加热设备感应加热设备感应加热设备感应加热设备第8页/共64页第九页，共64页。电阻炉（箱式）电阻炉（箱式）1000 以下金属以下金属(jnsh)电热元件，以上非金属电热元件，以上非金属(jnsh)电热元件。耐火砖改陶瓷纤维电热元件。耐火砖改陶瓷纤维第9页/共64页第十页，共64页。电阻炉（井式）电阻炉（井式）第10页/共

18、64页第十一页，共64页。第11页/共64页第十二页，共64页。电阻炉（台车炉）电阻炉（台车炉）第12页/共64页第十三页，共64页。第13页/共64页第十四页，共64页。电阻炉（罩式）电阻炉（罩式）第14页/共64页第十五页，共64页。第15页/共64页第十六页，共64页。第16页/共64页第十七页，共64页。2.42.4加热加热加热加热(ji r)(ji r)规范确定的一般原则规范确定的一般原则规范确定的一般原则规范确定的一般原则 n n在加热规范中，加热温度、加热速度及保温时间是基本工在加热规范中，加热温度、加热速度及保温时间是基本工在加热规范中，加热温度、加热速度及保温时间是基本工在加

19、热规范中，加热温度、加热速度及保温时间是基本工艺参数。它们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的艺参数。它们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的艺参数。它们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的艺参数。它们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的成分。成分。成分。成分。n n需要考虑的影响因素：热处理设备的条件；原材料及热处需要考虑的影响因素：热处理设备的条件；原材料及热处需要考虑的影响因素：热处理设备的条件；原材料及热处需要考虑的影响因素：热处理设备的条件；原材料及热处理的工艺要求；零件的尺寸及形状；加热制度及方式以及理的工艺要求；零件的尺寸及形状；加热制度及方式以及理的工艺要求；零件的尺寸

20、及形状；加热制度及方式以及理的工艺要求；零件的尺寸及形状；加热制度及方式以及装炉数量装炉数量装炉数量装炉数量(shling)(shling)与排列方式等。与排列方式等。与排列方式等。与排列方式等。n n加热设备的影响加热设备的影响加热设备的影响加热设备的影响n n 为了正确的选定与执行加热规范，必须要考虑设备条件。为了正确的选定与执行加热规范，必须要考虑设备条件。为了正确的选定与执行加热规范，必须要考虑设备条件。为了正确的选定与执行加热规范，必须要考虑设备条件。因为加热设备的介质状况；设备的输出功率大小；炉膛内因为加热设备的介质状况；设备的输出功率大小；炉膛内因为加热设备的介质状况；设备的输出

21、功率大小；炉膛内因为加热设备的介质状况；设备的输出功率大小；炉膛内有效加热区范围及温度均匀性等均影响加热工艺的制订和有效加热区范围及温度均匀性等均影响加热工艺的制订和有效加热区范围及温度均匀性等均影响加热工艺的制订和有效加热区范围及温度均匀性等均影响加热工艺的制订和实施。加热介质直接影响工件的加热速度和表面质量，设实施。加热介质直接影响工件的加热速度和表面质量，设实施。加热介质直接影响工件的加热速度和表面质量，设实施。加热介质直接影响工件的加热速度和表面质量，设备的输出功率决定了工件的装炉量以及生产率，对加热速备的输出功率决定了工件的装炉量以及生产率，对加热速备的输出功率决定了工件的装炉量以及

22、生产率，对加热速备的输出功率决定了工件的装炉量以及生产率，对加热速度及可达到的加热温度也有重要影响。度及可达到的加热温度也有重要影响。度及可达到的加热温度也有重要影响。度及可达到的加热温度也有重要影响。n n有效加热区：在炉膛内能够保证由给定热处理加热工艺所有效加热区：在炉膛内能够保证由给定热处理加热工艺所有效加热区：在炉膛内能够保证由给定热处理加热工艺所有效加热区：在炉膛内能够保证由给定热处理加热工艺所要求的加热温度的装料区域。加热炉内温度一般是不均匀要求的加热温度的装料区域。加热炉内温度一般是不均匀要求的加热温度的装料区域。加热炉内温度一般是不均匀要求的加热温度的装料区域。加热炉内温度一般

23、是不均匀的，只有在炉膛内有效加热区中装料作业才能达到预定的的，只有在炉膛内有效加热区中装料作业才能达到预定的的，只有在炉膛内有效加热区中装料作业才能达到预定的的，只有在炉膛内有效加热区中装料作业才能达到预定的控温经度及均匀度要求。控温经度及均匀度要求。控温经度及均匀度要求。控温经度及均匀度要求。第17页/共64页第十八页，共64页。工件比炉膛长不超过工件比炉膛长不超过 1/3工件与炉膛长度刚好相等工件与炉膛长度刚好相等工件比炉膛长不超过工件比炉膛长不超过 1/3炉膛长度炉膛长度炉炉内内温温度度第18页/共64页第十九页，共64页。n n作业作业2：n n1.查找有关查找有关(yugun)“有效

24、加有效加热区热区”的标准，以便更好地理的标准，以便更好地理解解“有效加热区有效加热区”的概念。的概念。n n2.查找有关查找有关(yugun)“晶粒度晶粒度分级分级”的标准。的标准。第19页/共64页第二十页，共64页。加热温度的确定加热温度的确定加热温度的确定加热温度的确定 确定加热温度时，金属及合金的相变临界点、再结晶温度等是基确定加热温度时，金属及合金的相变临界点、再结晶温度等是基确定加热温度时，金属及合金的相变临界点、再结晶温度等是基确定加热温度时，金属及合金的相变临界点、再结晶温度等是基本的理论依据，但还不能就凭此来确定各种不同热处理工艺的本的理论依据，但还不能就凭此来确定各种不同热

25、处理工艺的本的理论依据，但还不能就凭此来确定各种不同热处理工艺的本的理论依据，但还不能就凭此来确定各种不同热处理工艺的加热温度，而应当根据具体零件热处理的目的来决定，因此，加热温度，而应当根据具体零件热处理的目的来决定，因此，加热温度，而应当根据具体零件热处理的目的来决定，因此，加热温度，而应当根据具体零件热处理的目的来决定，因此，选择加热温度是一个较复杂的问题。选择加热温度是一个较复杂的问题。选择加热温度是一个较复杂的问题。选择加热温度是一个较复杂的问题。化学成分化学成分化学成分化学成分 临界点临界点临界点临界点 原材料成分、组织、原材料成分、组织、原材料成分、组织、原材料成分、组织、加工状

26、态加工状态加工状态加工状态(zhungti)(zhungti)热处理工艺要求热处理工艺要求热处理工艺要求热处理工艺要求 热处理应力与变形开热处理应力与变形开热处理应力与变形开热处理应力与变形开裂的控制裂的控制裂的控制裂的控制 加热温度的确定加热温度的确定加热温度的确定加热温度的确定 对成分与结构的对成分与结构的对成分与结构的对成分与结构的 对晶粒度的控制对晶粒度的控制对晶粒度的控制对晶粒度的控制 要求及控制要求及控制要求及控制要求及控制 小批试验小批试验小批试验小批试验 性能鉴定，转变性能鉴定，转变性能鉴定，转变性能鉴定，转变 产物形态与性能产物形态与性能产物形态与性能产物形态与性能 最优的加

27、热温度规范最优的加热温度规范最优的加热温度规范最优的加热温度规范 图图图图2-2 2-2 加热温度优选的程序图加热温度优选的程序图加热温度优选的程序图加热温度优选的程序图第20页/共64页第二十一页，共64页。加热加热(ji r)温度的确定温度的确定n n据据 Fe-C Fe-C 相图，相图，n n 查有关热处理手册（常用），查有关热处理手册（常用），n n 通过实践通过实践(shjin)(shjin)试验。试验。第21页/共64页第二十二页，共64页。2.4.2加热时间的确定加热时间的确定 零件加热时的温度零件加热时的温度(wnd)与时与时间关系如图间关系如图2-3。加热时间概念：热处理加热

28、过程的加热时间概念：热处理加热过程的时间（时间（t加）是工件升温时间（加）是工件升温时间（t升）、透热时间（升）、透热时间（t透）、与保温透）、与保温时间（时间（t保）的总和。保）的总和。t加加=t升升+t透透+t保保 （8-1）图图2-3 工件加热时的温度工件加热时的温度(wnd)与时间关系与时间关系第22页/共64页第二十三页，共64页。图图2-4 在盐浴炉中在盐浴炉中1000 加热钢棒的时间加热钢棒的时间(shjin)-温度曲线温度曲线 实线实线表面温度，虚线表面温度，虚线中心温度中心温度第23页/共64页第二十四页，共64页。n n加热时间的计算加热时间的计算加热时间的计算加热时间的计

29、算(j sun)(j sun)n n对于薄件：对于薄件：对于薄件：对于薄件：t t（薄件）（薄件）（薄件）（薄件）=Ks =Ks （8-28-2）n n 式中式中式中式中 K-K-为加热系数，为加热系数，为加热系数，为加热系数，min/mmmin/mmn n s -s -工件厚度工件厚度工件厚度工件厚度n n对于厚件：对于厚件：对于厚件：对于厚件：t t（厚件）（厚件）（厚件）（厚件）=Ksn =Ksn （8-38-3）n n 式中式中式中式中 n n为指数，为指数，为指数，为指数，n=12n=12，即已不呈线性关系。，即已不呈线性关系。，即已不呈线性关系。，即已不呈线性关系。n n薄件概念：

30、例如碳钢薄件概念：例如碳钢薄件概念：例如碳钢薄件概念：例如碳钢n n 炉温小于炉温小于炉温小于炉温小于400400，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于300mm300mm以下；以下；以下；以下；n n 炉温炉温炉温炉温500800500800，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于200mm200mm以下；以下；以下；以下；n n 炉温炉温炉温炉温80010008001000，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于，薄件尺寸限于100mm100mm以下；以下；以下；以下；第24页/共64页第二十五页，共64页。n n综合计算方法：综合计算方法：n n t=

31、C1C2C3C4D （8-4）n n t加热时间，加热时间，min;n nC1加热介质系数加热介质系数;n nC2材料系数；材料系数；n nC3工件形状系数；工件形状系数；n nC4工件间隔工件间隔(jin g)系数；系数；n nD工件有效厚度，工件有效厚度，mm.第25页/共64页第二十六页，共64页。表表表表2-1 2-1 加热炉的介质加热炉的介质加热炉的介质加热炉的介质(jizh)(jizh)系数系数系数系数(C1)(C1)加热炉类型加热炉类型 箱式炉箱式炉盐浴炉盐浴炉盐浴炉盐浴炉炉温炉温8008001200介质系数介质系数10.50.125钢种钢种低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢一

32、般合一般合金钢金钢高合金高合金钢钢材料系材料系数数11.21.41.52表表2-2 不同钢种的材料不同钢种的材料(cilio)系数系数(C2)第26页/共64页第二十七页，共64页。工件形状工件形状(xngzhun)系数（系数（C3）第27页/共64页第二十八页，共64页。工件工件(gngjin)间隔系数（间隔系数（C4)第28页/共64页第二十九页，共64页。Dhh有效厚度的确定原则有效厚度的确定原则(yunz)与计算（与计算（D）第29页/共64页第三十页，共64页。2.4.32.4.3加热速度与加热制度加热速度与加热制度加热速度与加热制度加热速度与加热制度希望快速加热希望快速加热希望快速

33、加热希望快速加热根据等温动力学曲线可知，快速加热时：根据等温动力学曲线可知，快速加热时：根据等温动力学曲线可知，快速加热时：根据等温动力学曲线可知，快速加热时：速度快，相变温度高速度快，相变温度高速度快，相变温度高速度快，相变温度高 晶粒细晶粒细晶粒细晶粒细性能好性能好性能好性能好 表面氧化、脱碳少，表面质量好表面氧化、脱碳少，表面质量好表面氧化、脱碳少，表面质量好表面氧化、脱碳少，表面质量好问题：问题：问题：问题：内应力内应力内应力内应力 弹性极限弹性极限弹性极限弹性极限变形变形变形变形(bin xng)(bin xng)、扭曲、扭曲、扭曲、扭曲 内应力内应力内应力内应力 强度极限强度极限强

34、度极限强度极限开裂开裂开裂开裂合金钢、高合金钢导热性差，所以要分段加热。合金钢、高合金钢导热性差，所以要分段加热。合金钢、高合金钢导热性差，所以要分段加热。合金钢、高合金钢导热性差，所以要分段加热。各种加热方式如下图所示。各种加热方式如下图所示。各种加热方式如下图所示。各种加热方式如下图所示。第30页/共64页第三十一页，共64页。n n随炉升温：加热缓慢，截面温随炉升温：加热缓慢，截面温差小，用于大型差小，用于大型(dxng)铸锻铸锻件及高合金钢或复杂零件。缺件及高合金钢或复杂零件。缺点是耗能多，工时长。点是耗能多，工时长。图图2-6 随炉升温时间随炉升温时间(shjin)-温度曲线温度曲线

35、第31页/共64页第三十二页，共64页。n n到温入炉：加热到温入炉：加热到温入炉：加热到温入炉：加热(ji r)(ji r)速度较快，截面温差较大，多速度较快，截面温差较大，多速度较快，截面温差较大，多速度较快，截面温差较大，多用于一般碳钢锻件的退火或正火及碳钢和低合金钢中小用于一般碳钢锻件的退火或正火及碳钢和低合金钢中小用于一般碳钢锻件的退火或正火及碳钢和低合金钢中小用于一般碳钢锻件的退火或正火及碳钢和低合金钢中小件的淬火和回火。设备利用率高、节能。件的淬火和回火。设备利用率高、节能。件的淬火和回火。设备利用率高、节能。件的淬火和回火。设备利用率高、节能。图图2-7 到温入炉温度时间到温入

36、炉温度时间(shjin)曲线曲线第32页/共64页第三十三页，共64页。n n高温入炉：加热高温入炉：加热高温入炉：加热高温入炉：加热(ji r)(ji r)速度快、截面温差更大，可用速度快、截面温差更大，可用速度快、截面温差更大，可用速度快、截面温差更大，可用于中碳钢及低合金钢锻件正火、退火。于中碳钢及低合金钢锻件正火、退火。于中碳钢及低合金钢锻件正火、退火。于中碳钢及低合金钢锻件正火、退火。图图2-8 高温入炉温度时间高温入炉温度时间(shjin)曲线曲线 第33页/共64页第三十四页，共64页。n n阶梯加热阶梯加热阶梯加热阶梯加热(ji r)(ji r)：预热可以缩短高温加热：预热可以

37、缩短高温加热：预热可以缩短高温加热：预热可以缩短高温加热(ji r)(ji r)时间，时间，时间，时间，减少热应力，常用于大型及高合金钢工件的退火、正火、减少热应力，常用于大型及高合金钢工件的退火、正火、减少热应力，常用于大型及高合金钢工件的退火、正火、减少热应力，常用于大型及高合金钢工件的退火、正火、淬火等。淬火等。淬火等。淬火等。图图2-9 阶梯加热时间阶梯加热时间-温度温度(wnd)曲线曲线第34页/共64页第三十五页，共64页。2.5加热缺陷加热缺陷(quxin)及防护措施及防护措施n n加热缺陷加热缺陷加热缺陷加热缺陷n n欠热、过热、过烧欠热、过热、过烧欠热、过热、过烧欠热、过热、

38、过烧n n变形、开裂变形、开裂变形、开裂变形、开裂n n氧化、脱碳、增碳氧化、脱碳、增碳氧化、脱碳、增碳氧化、脱碳、增碳n n吸气（氧、氢、氮）（有色金属）吸气（氧、氢、氮）（有色金属）吸气（氧、氢、氮）（有色金属）吸气（氧、氢、氮）（有色金属）n n防护措施防护措施防护措施防护措施n n控制炉内气氛控制炉内气氛控制炉内气氛控制炉内气氛(qfn)(qfn)的成分的成分的成分的成分n n真空中加热真空中加热真空中加热真空中加热n n盐浴或流态床中加热盐浴或流态床中加热盐浴或流态床中加热盐浴或流态床中加热n n防护涂层防护涂层防护涂层防护涂层第35页/共64页第三十六页，共64页。加热加热(ji

39、r)时的组织缺陷时的组织缺陷n n加热时的组织缺陷有欠热、过加热时的组织缺陷有欠热、过热、过烧。热、过烧。n n1、欠热：也叫加热不足，是由、欠热：也叫加热不足，是由于加热温度过低或加热时间太于加热温度过低或加热时间太短，未充分进行奥氏体化而引短，未充分进行奥氏体化而引起的组织缺陷。例如钢在淬火起的组织缺陷。例如钢在淬火后出现软点和硬度不均的现象，后出现软点和硬度不均的现象，在退火或正火加热时，由于欠在退火或正火加热时，由于欠热而没有消除冶炼热而没有消除冶炼(ylin)及及热加工过程中存在的偏析、粗热加工过程中存在的偏析、粗大自由铁素体、魏氏组织、网大自由铁素体、魏氏组织、网状碳化物等，致使最

40、终性能不状碳化物等，致使最终性能不能满足要求。能满足要求。第36页/共64页第三十七页，共64页。第37页/共64页第三十八页，共64页。2、过热、过热热处理生产中应严格控制奥氏体热处理生产中应严格控制奥氏体晶粒度，由于热处理操作不当晶粒度，由于热处理操作不当或者其他原因，加热时使晶粒或者其他原因，加热时使晶粒度超过规定的大小，称为过热。度超过规定的大小，称为过热。一般规律：加热温度一般规律：加热温度预定奥氏体预定奥氏体化温度化温度+150.碳钢及合金钢碳钢及合金钢950 ；工具钢及高碳铬轴承；工具钢及高碳铬轴承钢钢1000 。过热在淬火过热在淬火(cu hu)组织中，表组织中，表现为马氏体组

41、织粗大，引起变现为马氏体组织粗大，引起变形和开裂；形和开裂；在正火组织中，容易形成魏氏组在正火组织中，容易形成魏氏组织；织；均使钢的性能变化，特别是使韧均使钢的性能变化，特别是使韧性严重下降。性严重下降。过热的工件必须重新返修。过热的工件必须重新返修。第38页/共64页第三十九页，共64页。3 3、过烧、过烧、过烧、过烧由于加热温度过高，已经接近由于加热温度过高，已经接近由于加热温度过高，已经接近由于加热温度过高，已经接近(jijn)(jijn)固相线，使得奥氏体晶固相线，使得奥氏体晶固相线，使得奥氏体晶固相线，使得奥氏体晶界发生了局部熔化，使奥氏体晶界严重氧化，这种现象称界发生了局部熔化，使

42、奥氏体晶界严重氧化，这种现象称界发生了局部熔化，使奥氏体晶界严重氧化，这种现象称界发生了局部熔化，使奥氏体晶界严重氧化，这种现象称为过烧。为过烧。为过烧。为过烧。产生了过烧的工件无法挽回，只能报费。产生了过烧的工件无法挽回，只能报费。产生了过烧的工件无法挽回，只能报费。产生了过烧的工件无法挽回，只能报费。第39页/共64页第四十页，共64页。组织组织(zzh)缺陷产生的途径缺陷产生的途径n n原因肯定是温度过低或过高了。原因肯定是温度过低或过高了。n n设计设计(shj)的工艺温度错了？的工艺温度错了？（制定工艺）（制定工艺）n n操作人员不按测温仪表指示操操作人员不按测温仪表指示操作？（管理

43、）作？（管理）n n温度测量显示系统出现错误温度测量显示系统出现错误误差误差n n传感器（热电偶）传感器（热电偶）n n传输线路（补偿导线）传输线路（补偿导线）n n显示仪表（指针式、数字式）显示仪表（指针式、数字式）n n当检测系统某一部分出现故障当检测系统某一部分出现故障或者更换某个部分后，容易出或者更换某个部分后，容易出现显示温度与实际温度之间产现显示温度与实际温度之间产生偏差：温度显示偏低则过热，生偏差：温度显示偏低则过热，显示偏高则欠热。显示偏高则欠热。第40页/共64页第四十一页，共64页。如何如何(rh)使测温准确使测温准确n n热电偶热电偶热电偶热电偶n n热电偶的工作原理是：

44、两种不热电偶的工作原理是：两种不热电偶的工作原理是：两种不热电偶的工作原理是：两种不同成份的导体，一端焊接在一同成份的导体，一端焊接在一同成份的导体，一端焊接在一同成份的导体，一端焊接在一起，另一端接显示仪表，形成起，另一端接显示仪表，形成起，另一端接显示仪表，形成起，另一端接显示仪表，形成回路，直接测量端叫工作端回路，直接测量端叫工作端回路，直接测量端叫工作端回路，直接测量端叫工作端（热端），接线端子端叫冷端，（热端），接线端子端叫冷端，（热端），接线端子端叫冷端，（热端），接线端子端叫冷端，当热端和冷端存在温差时，就当热端和冷端存在温差时，就当热端和冷端存在温差时，就当热端和冷端存在温差时

45、，就会在回路里产生热电流，接上会在回路里产生热电流，接上会在回路里产生热电流，接上会在回路里产生热电流，接上显示仪表，仪表上就会指示所显示仪表，仪表上就会指示所显示仪表，仪表上就会指示所显示仪表，仪表上就会指示所产生的热电动势的对应温度值，产生的热电动势的对应温度值，产生的热电动势的对应温度值，产生的热电动势的对应温度值，电动势随温度升高而增长。电动势随温度升高而增长。电动势随温度升高而增长。电动势随温度升高而增长。n n热电动势的大小只和热电偶的热电动势的大小只和热电偶的热电动势的大小只和热电偶的热电动势的大小只和热电偶的材质以及两端材质以及两端材质以及两端材质以及两端(li(li n n

46、dun)dun)的的的的温度有关，和热电偶的长短粗温度有关，和热电偶的长短粗温度有关，和热电偶的长短粗温度有关，和热电偶的长短粗细无关。细无关。细无关。细无关。第41页/共64页第四十二页，共64页。热电热电偶名偶名称称分分度度号号热电极材料热电极材料使用温度范围使用温度范围误差误差（）/主要主要 特点特点极性化学成分/%长期短期铂铑10-铂S+Pt90-Rh100130001600016001.5高温抗氧化性好,不适于还原气氛-Pt铂铑-铂铑B+Pt70-Rh300160001800016004高温抗氧化性好,不适于还原气氛-Pt94-Rh6镍铬-镍硅K+Cr10Si0.4Ni9-40900

47、-401100-4012002.5在氧化、中性、真空中使用-Si3.0-Ni97铜-康铜T+Cu100-40350-40400-403501.5在氧化、中性、真空中使用-Cu55-Ni45热处理生产热处理生产(shngchn)常用的热电偶常用的热电偶思考：更高温度、低温、还原性气氛思考：更高温度、低温、还原性气氛(qfn)下，使用何种热电偶？下，使用何种热电偶？第42页/共64页第四十三页，共64页。热电偶使用热电偶使用(shyng)注注意事项意事项n n使用前必须经过实验室检定，使用前必须经过实验室检定，确定出不同温度下的误差值。确定出不同温度下的误差值。（如何检定？）（如何检定？）n n现

48、场安装与校准由专职人员进现场安装与校准由专职人员进行，不允许擅自移位和移动。行，不允许擅自移位和移动。n n必须安装在炉温有代表性的部必须安装在炉温有代表性的部位，不能与炉门和加热元件位，不能与炉门和加热元件(yunjin)太近太近n n多支热电偶测温时，插入炉膛多支热电偶测温时，插入炉膛的深度必须一致。的深度必须一致。n n铠装热电偶每次使用前要检查铠装热电偶每次使用前要检查保护套管的完整性。保护套管的完整性。第43页/共64页第四十四页，共64页。自由端与补偿自由端与补偿(bchng)导线导线n n热电偶测温测的是两端热电偶测温测的是两端热电偶测温测的是两端热电偶测温测的是两端(li(li

49、 n n dun)dun)温度差，要想温度差，要想温度差，要想温度差，要想温度准确，就必须使自由端温度恒定。由于热电偶温度准确，就必须使自由端温度恒定。由于热电偶温度准确，就必须使自由端温度恒定。由于热电偶温度准确，就必须使自由端温度恒定。由于热电偶长度有限，其自由端离加热炉的外壁很近，其自由长度有限，其自由端离加热炉的外壁很近，其自由长度有限，其自由端离加热炉的外壁很近，其自由长度有限，其自由端离加热炉的外壁很近，其自由端的温度随着炉温的升降而变化的，因此必须使用端的温度随着炉温的升降而变化的，因此必须使用端的温度随着炉温的升降而变化的，因此必须使用端的温度随着炉温的升降而变化的，因此必须使

50、用补偿导线，把自由端延长到温度稳定的地方（一般补偿导线，把自由端延长到温度稳定的地方（一般补偿导线，把自由端延长到温度稳定的地方（一般补偿导线，把自由端延长到温度稳定的地方（一般是仪表处）。是仪表处）。是仪表处）。是仪表处）。第44页/共64页第四十五页，共64页。对对K型：补偿导线型：补偿导线(doxin)分为补偿型（红分为补偿型（红+蓝蓝-，便宜）和延长型（红，便宜）和延长型（红+黑黑-，较贵）（防假货），较贵）（防假货）补偿导线补偿导线(doxin)的极性必须与热电偶的极性对应。的极性必须与热电偶的极性对应。热电偶、补偿导线热电偶、补偿导线(doxin)、显示仪表三者之间必须对应：型号和