热处理工艺论文范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇热处理工艺论文范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

2试验结果及分析

2．1热处理温度对镀层硬度的影响改变热处理温度得到的镀层硬度测试结果如表2所示，镀层硬度随加热温度的变化关系曲线(图2)可以看出，在100～400℃镀层的硬度值随温度的升高而增加，当温度达到400℃时硬度达到最大值(1096HV)，此后，随着加热温度的继续升高，镀层硬度值随温度的升高而快速下降．这是由于温度升高，镀层表面晶格发生畸变，使其硬度逐渐升高．在硬度达到最大值后再升高温度，因析出物聚集长大致镀层硬度下降．最佳热处理时间可以选为400℃。

2．2热处理时间对镀层硬度的影响改变热处理时间得到的镀层硬度测试结果如表3所示，由镀层硬度随加热时间的变化关系曲线(图3所示)可以看出，在10～40min镀层的硬度值随时间的增加由587HV快速增加到975HV，在40～90min硬度值增加缓慢，90min时硬度值达到最大1096HV，这与图2镀层硬度随加热温度变化的最大值完全一致，之后硬度值开始下降，120min后，硬度值基本趋于稳定，但仍比镀态硬度大．这是由于在加热的最初90min内，镀层中的有大量的Ni3P析出，使镀层硬度值增加，当继续延长加热时间时，也可能有少量的Ni3P析出，但由于在400℃加热温度条件下，长时间保温会导致Ni3P颗粒的聚集长大和Ni-Mo固溶体晶粒的尺寸长大，二者的共同作用最终导致了镀层硬度的减小，120min后镀层组织基本稳定，镀层硬度值也基本趋于稳定。

篇2

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100+20％。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。

篇3

1.2渗碳+空冷真空炉二次加热淬火回火金相组织能有效保证，变形量基本能保证合格，但是由于真空炉淬火油冷却速度慢，心部容易出现上贝氏体，且F也容易超标，真空炉装炉量小、前后清洗困难、生产效率低下。

1.3多用炉碳氮共渗+直接淬火回火热处理变形能保证合格，但是M、AR、K很难保证同时合格，金相组织难于控制。由于N原子的渗入，使得Ac1、Ac3线下降，从而使得材料的过热倾向性比渗碳要大，淬火后M和AR级别比同温度的渗碳工艺要高，因此，要控制好碳化物、M和AR级别通常采用较低的温度和适当的碳势和通NH3量。虽然，原始坯件经过调质处理，但是，M和AR级别很难“持续、稳定地”控制在3级以下，经常出现4～5级马氏体，这样给后续冷处理带来麻烦，有时AR级别达到4～5级，即使冷处理后AR也不会降到≤1%，需要进行两次冷处理加两次回火，并适当提高回火温度。另外，如果M、AR和K级别同时为1级的时候，产品的抗回火性能差，回火后往往硬度偏低，特别是后续磨加工后，表面硬度降到59HRC以下，偶尔还发现有的为58HRC。因此，必须将M和AR级别稳定地控制在2～3级、碳化物3～4级才能保证产品质量。

2改进工艺试验

2.1多次回火+适度升高回火温度针对上述碳氮共渗工艺，再通过多次回火来消除多余的AR、使M转化成回火马氏体。或采用适度升高回火温度，将温度由原来的175℃提高到190℃，通过两次回火，M和AR级别在4级的情况有所降低，但是评定为3级也很勉强，再增加回火次数，由于AR陈稳化，已经没有作用。如果继续升高温度，表面硬度将进一步下降，内孔表面硬度已经到了下极限。很显然，这种方法效果有限，每一炉产品都单独制定回火工艺，不是从根本上解决问题的有效办法。

2.2碳氮共渗抗回火性能的初步试验根据20CrMo钢[1]的Ac1、Ac3，确定碳氮共渗温度845℃，其他工艺参数见表1，其中氨流量及碳势均高于常规碳氮共渗热处理工艺。试验结果：产品变形量合格；；淬火状态下测定层深0.48mm(金相法测定全渗层)，M和AR均4级，K是1级，心部F是8级，心部硬度33～34HRC，表面硬度58～61HRC；经260℃×3h回火，再次测量，M和AR均为2级，表面硬度55～56HRC，采用洛氏硬度机直接测量结果为79.5～80HRA，换算结果为57～58HRC。试验结果说明：升高回火温度后确实能降低M和AR级别至合格范围；虽然表面硬度已经不合格，但是通过HRA测定，表面硬度并没有过分降低，说明抗回火性能较好，只是因为渗碳层太浅，承载能力差，需要增加渗层深度提高承载能力，同时适当降低回火温度；心部F及心部硬度不合格，淬火温度过低。

2.3高氮、高碳势共渗及适度升高回火温度由于20CrMo渗碳后，特别是采用高碳势渗碳后其化学成分具有类比性的钢号是GCr9轴承钢，该钢在220℃回火能保证硬度≥60HRC[1]，据此采用220℃回火。因碳氮共渗具有提高耐回火性的作用[2]，试验了采用高氮、高碳势碳氮共渗以进一步提高工件的抗回火性。适度调整回火温度，可以分解过量的AR同时分解粗大的M针(保证M和AR≤1～3级，K1～4级)，可以同时满足工件使用尺寸稳定性(AR≤1%)、耐磨性(内外表面硬度60～63HRC)及变形量小的技术性能要求，延长共渗时间增加层深，提高承载能力，具体热处理工艺参数改进如下：(1)通氨量由0.4m3/h增加到0.6m3/h，增加N固溶度，进一步增强抗回火性能。(2)采用1.10%的高碳势、降温阶段也保持高碳势1.0%～0.9%，以及提高共渗及扩散温度，使得工件表面获得高于常规碳氮共渗的碳势(0.95%～1.0%)，增加淬火后的初始硬度，增强抗回火性。(3)共渗温度由845℃升高到860℃，加快共渗速度；共渗时间由110mim延长到490min，则共渗层深度由0.48mm提高到0.8mm的上极限附近，增强承载能力。(4)将淬火温度由805℃升高至840℃，保证心部硬度F≤4级。(5)选择适当高的回火温度220℃，保证表面硬度，同时分解大量的残余奥氏体和粗大的马氏体；同时，由于回火温度较高，淬火压应力更加松弛，使得冷处理时AR转变更加容易。高氮高碳势碳氮共渗工艺参数见表2所示。试验结果：产品变形量仍然合格；淬火状态测量层深0.80m(金相法测定全渗层)，M和AR均为4～6级，碳化物3～4级，心部F3～4级，心部硬度35～37HRC，表面硬度≥63HRC。经220℃×4h回火后测量：M和AR均为2～3级，碳化物3～4级，心部F3～4级，心部硬度35～36HRC，表面硬度60～63HRC，各项指标全部合格。

篇4

2热处理工艺

（1）在盾构刀具制造材料中，4Cr5Mo-SiVl钢是常用于制造刀圈的材料之一。4Cr5Mo-SiVl相当于美国牌号AISI-H13，日本JIS-SKD61、德国X40CrMoV5-l，是一种铬系中合金高强韧热作模具钢，该钢的特点是含铬量较多，具有较高的淬透性，如厚度为150mm的钢可油冷淬透。由于合金元素含量较高，具有较高的回火抗力和抗氧化性。模锻时锻造温度范围较窄，应严格控制锻造温度，模锻加热温度在1120～1150℃，始锻温度在1080～1120℃，终锻温度不小于850℃，模锻后应该缓冷并及时退火，以免产生裂纹。4Cr5-MoSiVl钢球化退火工艺为860℃±10℃×2h，降温到750℃±10℃×4h，500℃左右出炉。普通退火工艺为845～880℃×2～4h，然后缓冷到500℃左右出炉。4Cr5MoSiVl钢刀圈材料淬火加热温度一般为1020～1050℃，空冷或油冷材料的硬度HRC55～58，淬火组织为细针和隐针马氏体、未溶的碳化物和残余奥氏体，需适当的回火提高韧性。文献［12］在4Cr5MoSiVl基础上，通过提高含碳量至0.5%，适当增加Mo、Cr、V合金元素含量，热处理工艺为1060℃真空淬火+550℃回火3次，回火后硬度HRC55～58，且具有良好的韧性。3次回火的目的是由于合金元素含量较高，淬火后全相组织中残余奥氏体含量较高、硬度偏低，淬火后第一次回火可促使部分奥氏体的分解和对淬火马氏体进行回火，而在第一次回火冷却过程中部分未分解的奥氏体会转变为二次马氏体；第二次回火是对二次马氏体的回火并进一步促进奥氏体分解，减小奥氏体含量；通过第三次回火可使奥氏体含量达到较低水平，提高材料硬度和组织稳定性。（2）进口盾构刀圈材料中，有的用40CrNiMo制造刀圈。40CrNiMo属于低合金超高强度钢，常用于调质结构钢，具有良好的韧性、强度和耐磨性。40CrNiMo是在热作模具钢50CrNiMo钢的基础上降低含碳量而来，因此韧性提高。用40CrNiMo钢制造切割圈，热处理采用870℃淬火220℃回火，硬度为HRC50～55，全相组织为回火马氏体和少量残余奥氏体组织。文献［13］分析进口40CrNi-Mo刀圈材料与国产4Cr5MoSiVl的刀圈材料，发现进口刀圈材料的硬度值从刀圈刃部至内圈逐渐减小，表面硬度为HV627（HRC56.5）、心部硬度HV530（HRC51），但具有很高的冲击值、良好的综合力学性能和耐磨性，进口刀圈材料基体组织主要为回火板条马氏体，细小的碳化物不连续地分布在马氏体板条间及晶粒内部。而国产4Cr5MoSiVl全相组织虽然也为回火马氏体，但析出碳化物沿晶界及马氏体板条间分布，导致刀圈的冲击值降低，使用寿命低于进口刀圈。（3）5Cr5MoSiV属于中合金模具钢，热处理时材料的硬度一般随淬火温度的升高而增加，在1060～1100℃时硬度达到峰值，淬火后回火温度在500～560℃时硬度达到最大值［14］。5Cr5MoSiV的热处理工艺一般为1060～1100℃淬火+530～560℃2次回火，硬度HRC57～60。淬火后多次回火使奥氏体充分分解或回火冷却过程发生马氏体转变，减少奥氏体量、稳定组织和提高材料硬度，淬火回火的全相组织为回火马氏体和其上弥散分布的碳化物，如VC、Mo2C及M23C和少量M3C型碳化物，碳化物在基体中弥散分布能提高材料的硬度及其耐磨性能。文献［15］研究了热处理对5Cr5MoSiV钢硬度和耐磨性的影响，结果表明，5Cr5MoSiV钢较合适的热处理工艺为1060℃淬火+530℃2次回火，可获得较高的硬度（HRC57～58）和良好的耐磨性。为了进一步提高5Cr5MoSiV材料的韧性和塑性，合金化时可再加入微量的稀土和钨，形成5Cr5MoWVSiRe钢［16］，钢中加入钨能形成复合碳化物，提高耐磨性；稀土的加入可以净化钢液、细化组织，能够改善钢的力学性能，耐磨寿命达到或略超过进口刀圈的寿命。（4）50CrMoV属于低合金模具钢，用50Cr-MoV制造刀圈的模锻始锻温度为1100℃，终锻温度900℃。由于材料含碳量较高，存在提高淬透性元素Cr、Mo，模锻空冷后可产生马氏体组织，硬度较高。因此模锻时要注意严格控制终锻温度和锻造后的锻件冷却速度，以防止锻造裂纹发生，模锻后刀圈在机械加工前应进行软化退火，温度在750℃～780℃。刀圈的奥氏体加热温度为870～880℃。为防止刀圈在淬火加热时发生表面脱碳，淬火加热最好在可控气氛热处理炉内进行或采用真空淬火热处理，淬火后的刀圈应及时进行热处理，50CrMoV回火温度在500℃～550℃，回火后刀圈的硬度HRC56～59。（5）6Cr4Mo2W2V为一种高合金模具钢，含有较高的铬、钼和钨，具有良好淬透性、耐磨性和韧性，应用于岩石抗压硬度较高的情况，是制造滚刀刀圈理想材料之一。实验表明［17］，6Cr4-Mo2W2V钢制滚刀的使用寿命是9Cr2Mo钢制滚刀使用寿命的2倍以上，制造刀圈的热处理工艺为680℃回火、820℃加热、1150℃加热，预冷一定时间后在200℃等温处理，油冷、540℃3次回火，刀圈截面硬度HRC62～63，硬度分布均匀，刀圈材料中含有一定量的下贝氏体组织，形成回火马氏体和下贝氏体的复相组织，结果表明这种复合组织对提高滚刀的磨料磨损有利。（6）9Cr2Mo钢属于高碳低合金钢，一般作为Cr系冷轧辊用钢。9Cr2Mo钢制作刀圈材料，钢的硬度值控制在HRC54～58，用于软岩滚刀刀圈，具有耐磨性和经济效益［18］。9Cr2Mo钢通过等温淬火，可形成下贝氏体或下贝氏体和马氏体的复相组织，可提高耐磨性。9Cr2Mo钢淬火温度为840～860℃，淬火后硬度66～68HRC，回火温度360℃，硬度HRC56～57。淬火回火状态的全相组织为隐针状马氏体、针状马氏体、贝氏体组织和碳化物。文献［19］研究了热处理对9Cr2Mo钢硬度的影响，结果表明9Cr2Mo钢具有较高的淬透性，实际生产时热处理可采用油淬，加热至温度845℃淬火，硬度达HRC61，淬火全相组织为马氏体、Fe3C和残余奥氏体，随淬火温度的提高，全相组织中残余奥氏体增加、硬度降低，淬火后随回火温度的提高，硬度有降低的趋势，300℃以前回火硬度变化较小，HRC为57～61；淬火回火组织为回火马氏体、碳化物或回火马氏体、下贝氏体和碳化物。超过300℃回火，硬度下降较快。9Cr2Mo实际生产中可采用840℃淬火、300℃～360℃回火，可获得较高硬度（HRC54～57）和韧性。从上述分析可以看出，刀圈材料经热处理后的表面硬度较高，一般在HRC56-60，心部硬度HRC50-56，可以承受较大的冲击。对于软岩和中硬岩的刀圈材料，刀圈所受岩石的冲击力相对较小，可用利用刀圈的高硬度来提高碾压破岩效率，可用一般的工模具钢或高碳低合金模具钢制造，经淬火回火热处理使用。对于硬岩，刀圈所受岩石冲击力较大，为提高材料的耐磨性和冲击性能，可采用基体钢或中高碳中合金钢制造，配合合理的淬火或回火工艺，为提高刀圈的使用寿命，也可在刀圈刃部镶嵌硬质合金，以提高刀圈材料使用寿命。

3提高盾构滚刀刀圈材料耐磨性能的主要措施

分析国内外刀圈材料的组织和性能，提高盾构滚刀刀圈耐磨性和寿命的主要措施有材料、热处理、表面处理、破碎岩石的特性等方面。材料方面主要提高刀圈材料的纯净度，减小材料的成分偏析、带状偏析及其气体和夹杂物含量、细化刀圈材料的组织，提高材料的纯净度，采用电弧炉冶炼+炉外精炼，或采用电渣重熔等措施，提高材料的冶金质量。在热处理工艺方面应研究热处理工艺参数对组织和性能的影响规律和机理，确定合适的热处理加热温度、回火温度及回火次数，通过热处理细化材料的全相组织、提高刀圈的韧性。对于破碎工况，要分析了解岩石的硬度特征，对于硬岩工况，为了提高刀圈材料耐磨性，可以在刀圈工作部分镶嵌硬质合金刀头，或采用回火抗力较高的刀圈材料；对于软岩工况，适当提高刀圈材料的硬度，对耐磨性有利。刀体部分可选用耐磨合金钢材料，也可采用表面堆焊硬质合金、热喷涂耐磨层、渗氮或碳氮共渗等方法增加表面硬度，提高滚刀的耐磨性。

篇5

保温1h后，取出模具和阀片放到工作台上，快速拧紧螺栓，再放到炉子中保温0.5h。根据阀片的变形程度、金相组织和硬度值，最后确定最优热处理参数。为了检测阀片的变形量和变形角度，将淬火和回火后的变形件垂直于桌面放置，如图4所示。刻度尺水平放置于桌面并与弹簧片成90°角，用相机拍摄，利用Photoshop软件在A面上做一条水平的直线，再通过B点和变形量最大的C点做两条平行于A面的直线，测量B点和C点的水平距离以及A面与B面的角度。测量热处理后阀片的硬度，制备金相试样，采用硝酸酒精侵蚀并观察组织。

2实验结果

根据拧入螺丝的扣数调整预紧力的大小，拧入越多，施加的预紧力越大。通过调整第一阶段回火后拧入螺丝的扣数来研究预紧力对阀片变形校正程度的影响，结果如图5所示。图5不同预紧力下回火件效果图1号:一扣螺丝2号:二扣螺丝3号:三扣螺丝阀片装夹模具时，拧紧程度对淬火变形有一定的影响。拧紧一扣螺丝，阀片变形量为0.35mm。拧紧二扣螺丝，变形量为0.3mm。拧紧三扣螺丝时，变形量为0.25mm。可见在第二阶段回火前拧入螺丝时，随着螺丝拧紧程度的增加，阀片的变形量变小。

调整模具厚度为5mm和10mm，研究模具厚度对回火校正效果的影响，结果如图6所示。测量A面和B面的角度发现，380℃回火时，模具厚度对变形角度影响不大。当回火温度为400℃时，模具越厚，变形角度越小，但不管模具厚度是5mm还是10mm，A面和B面的角度均小于0.5°，说明两平面基本平行。测量阀片整个表面的变形量，结果发现，模具越厚，A面的变形量越小，但两个厚度的模具校正后，阀片变形量均小于0.5mm，基本保持平整。为了防止模具因高温变形，选择模具的厚度为10mm。回火温度为380℃、400℃、430℃时阀片的金相组织如图7所示。可以看出，三种回火温度下，组织均为回火屈氏体和回火索氏体。随着回火温度的升高，回火索氏体的量增加，回火屈氏体的量降低。测量不同回火温度下阀片的变形角度和显微硬度，结果如表1所示，可以看出，回火温度升高，阀片的变形角度降低。回火温度为400℃时阀片的变形角度也符合要求。随着回火温度的升高，阀片的显微硬度逐渐降低。离合器要求弹簧阀片的HRC在48-53之间。从提高模具寿命和节约能源的角度考虑，选择回火温度为400℃，该温度下回火能满足阀片的弹性和硬度要求。

篇6

在实际热处理中，较多的是采用连续冷却热处理。为了对在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变进行定性分析，可以将铸铁的冷却曲线绘制到C曲线上。如图4所示，当冷却速度为V1时，冷却曲线与C曲线有b1和a1两个交点，分别表示珠光体转变结束和开始。将冷却速度提高到V2，转变温度降低，转变开始和结束时间都缩短。如果将冷却速度提高到临界冷却速度V''''c以上，则冷却曲线与转变终了线不相交，这说明一部分奥氏体转变为珠光体，而其余部分被过冷到Ms点以下转变为马氏体。虽然应用C曲线可以定性地分析过冷奥氏体连续冷却转变，但是由于连续冷却时奥氏体转变的孕育期与等温转变有所不同，上述分析在数值上存在着一定的偏差。因此，在分析过冷奥氏体连续冷却时比较多的是采用过冷奥氏体的连续冷却转变曲线（CCT曲线）。图5是共析成分奥氏体连续冷却转变曲线，为便于对比，图中还画出了C曲线。与其C曲线相比，连续冷却时转变开始时间和开始温度降低。图中CC''''线为转变中止线，表示冷却曲线与此线相交时转变并未完成，但奥氏体分解停止，剩余部分被冷却到更低的温度下转变为马氏体。许多因素都会影响奥氏体连续冷却转变曲线，如奥氏体化温度、化学成分、加热速度。因此，实际铸铁的连续冷却转变曲线与图5有比较大的出入。图6是一种球墨连续冷却转变曲线，冷却曲线下面的数据为硬度（HV10）。

铸铁的正火处理主要是为了增强其强度和耐磨性，主要用于灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。下面重点探讨灰铸铁、球墨铸铁的正火处理。（1）灰口铸铁的正火工艺灰口铸铁在提高加热温度后，可使奥氏体碳含量增加，从而使冷却后珠光体量增加，具体的加热温度根据灰口铸铁共晶渗碳体量不同而有所不同，当共晶渗碳体较多时，温度为900~950℃；当较少时，温度为850~900℃。保温时间一般为1~3小时。保温后采用冷却，这样可以使珠光体含量增加，冷却方式可采用喷雾冷却、风冷或空气冷却。（2）球墨铸铁的正火处理球墨铸铁的正火处理主要分四种：高温奥氏体化正火和两阶段正火所得到的基体组织都为少量铁素体（牛眼状）和少量铁素体；部分奥氏体化正火和高温不保温正火所得到的基体组织都为铁素体（破碎状）和珠光体。这四种球墨铸铁正火处理的目的和处理规范，如图7所示。

淬火是为了提高铸件的各种性能，如提高其耐磨性、硬度等。而回火是为了降低淬火中产生的应力，是一种后处理方法。（1）抗磨白口铸铁的淬火及回火工艺以不同牌号的抗磨白口铸铁为例。KmT-BCr2Mo1Cu1抗磨白口铸铁，转化退火工艺为：940~960℃保温1~6h，缓冷至760~780℃保温4~6h，缓冷至600℃以下出炉空冷，淬火工艺：960~1000℃保温1~6h，出炉空冷；回火工艺为：200~300℃保温4~6h，出炉空冷；KmTBCr15Mo2-DT抗磨白口铸铁，转化退火工艺：920~960℃保温1~8h，缓冷至700~750℃保温4~8h，缓冷至600℃以下出炉空冷，淬火工艺：920~1000℃保温2~6h，出炉空冷，回火工艺：200~300℃保温2~8h，出炉空冷；KmT-BCr20Mo2Cu1抗磨白口铸铁，转化退火工艺：920~960℃保温1~8h，缓冷至700~750℃保温4~10h，缓冷至600℃以下出炉空冷，淬火工艺：960~1020℃保温2~6h，出炉空冷，回火工艺：200~300℃保温2~8h，出炉空冷。（2）球墨铸铁的淬火及回火工艺球墨铸铁的淬火分为部分及完全奥氏体化后淬火两种。部分奥氏体化后淬火：加热到共析转变温度范围内（即加热时共析转变的上、下限之间），在淬火后为马氏体和少量分散分布的铁素体，再回火。270~350HB，aK20~40J/cm2；完全奥氏体化后淬火：一般加热到Ac1（加热时共析转变温度）上限以上30~50℃，普通球墨铸铁850~880℃，淬火后为马氏体组织，再回火。HRC＞50，aK10~20J/cm2。球墨铸铁的回火分为以下三种：低温回火（140~250℃）：马氏体逐渐分解，析出碳化物微粒，形成含碳量比淬火马氏体少的回火马氏体。最终组织为球墨、残余奥氏体和细针状回火马氏体；中温回火（350~500℃）：马氏体分解终了，形成一种混合组织，又称屈氏体，为细小弥散渗碳体质点和铁素体的混合物；高温回火（500~600℃，一般550~600℃）：马氏体析出的渗碳体显著地聚集长大，称为索氏体或回火索氏体。（3）等温淬火等温淬火可以最大限度地发挥材料潜力，使其具有较高的韧性、硬度、塑性和强度。等温淬火在白口铸铁生产过程中，可用于多种铸件的热处理，如衬板、犁铧、抛丸机叶片等。白口铸铁等温淬火的工艺：先将其在900℃奥氏体化，然后在等温转变温度下等温1~1.5小时后空冷。等温淬火在灰铸铁、蠕墨铸铁及球墨铸铁生产过程中主要是来获得残余奥氏体基体组织和贝氏体。要掌握好等温淬火时间，时间过短会使转化的贝氏体不足；时间过长会对材料的韧性产生影响。灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等温淬火工艺是将铸铁加热到奥氏体化温度，保温后进行等温淬火。等温淬火温度要根据过冷奥氏体等温转变动力学曲线确定，提高奥氏体化温度，有利于形成上贝氏体组织，增加奥氏体化保温时间，可以提高材料的韧性。

总而言之，在改变基体组织时，必须严格按照有关理论知识和相关工艺，控制好正火、淬火和回火才能够有效增强基体组织的强度和耐磨性，提高铸件的各种性能（耐磨性、硬度等）。由此可知，改变基体组织热处理是铸铁热处理主要方法之一。

本文作者：王群陈志坚房应荣工作单位：科美（杭州）机械有限公司

篇7

2课程设计的理念与思路

高职学生在学习基本专业知识的基础上，如何把知识转化为技能，技能转变为职业素质是我们需要破解的难题。金属热处理生产工艺是金属材料及热处理技术专业必修的核心主干课程，是培养金属材料热处理专业实用型人才的重要组成部分。在金属热处理生产工艺精品课程建设中，坚持以金属热处理生产典型工作任务为载体，培养学生掌握金属热处理生产的基本知识和基本技能，初步形成分析问题和解决问题的能力，熟练掌握金属热处理生产的工艺设备和机械设备的相关知识，使学生毕业后能在金属热处理生产企业进行生产和解决实际操作技术问题，成为高级技术技能型的专门人才。通过对本课程的学习，学生应具备以下主要技能:①掌握常规金属材料热处理的基本知识，能编制钢铁件的典型热处理工艺;②能对热处理设备、常用的工装及辅助设备、热处理炉的温度进行测量与控制;③会典型零件热处理的基本操作;④能进行表面改性热处理的工艺制订;⑤能进行化学热处理的工艺制订;⑥掌握复杂工件的畸变规律与矫正方法，掌握分析判断工件变形的原因及预防工件畸变的方法;⑦能借助金相检验报告判断材料及热处理质量的方法，能分析工件淬火产生常见缺陷的原因并提出预防和补救的方法;⑧能对金属材料进行常规检验及对常见的热处理缺陷进行分析。

3教学内容的改革

3.1根据热处理典型的工作任务，组织教学内容，改革教学方法

在教学内容的选择上，以《金属热处理工国家职业标准》为依据，确定热处理工的岗位职责、工作任务和技能要求，在教学的实施过程中把典型的工作任务转换为学习情境，制定课程标准，围绕热处理设备操作、热处理工艺的编制、典型零件热处理的操作技能等典型工作任务，遵循由浅入深、由简单到复杂的原则，设置了8个学习情景:①热处理工艺准备;②热处理设备与操作;③退火与正火;④淬火与回火;⑤表面改性热处理;⑥化学热处理;⑦复杂工件的畸变规律与矫正方法;⑧质量检验与缺陷分析。通过对8个教学子领域的学习让学习者能在金属热处理生产企业进行生产，并具备编制热处理工艺的能力和热处理操作技能。同时编制实训指导书，完成实训室实训项目的开发，在教学过程中聘请企业技术人员担任实践指导教师，使课程体现工学结合的特点。在本课程8个学习情景中，以典型的工作任务为载体，以项目为导向，按“理实一体化”展开教学。在课程教学中根据不同要求的教学内容的不同特点，采用讲授教学法、项目教学法、任务驱动教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。表1列出了8个教学情景所须学习的内容、项目和使用的教学方法。

3.2教学内容的针对性与适用性

课程教学内容选取针对热处理岗位群的职业标准，以就业为导向，以金属材料热处理人才培养目标为标准，以满足就业岗位对所学人才能力的要求为宗旨，进行面向岗位的教学内容设计。充分体现教学内容来源于企业、服务于企业的教学宗旨，密切联系生产实践，做到学以致用。通过对热处理生产各岗位知识、能力、素质要求进行分析，以学习内容和工作过程为导向的原则，课程设计创设“三结合”的学习情景:学习内容与工作内容相结合，学习过程与工作过程相结合，学习情景与工作情景相结合。按照热处理生产岗位的需求，以热处理工的职业标准为依据，设计了8个学习情景。课程内容在设计过程中参考热处理岗位群多工种的职业标准，归纳出典型的工作任务作为教学情景，每个情景由若干项目任务组成，形成8个教学情景。各情景教学内容以热处理工国家职业标准中初级工—高级工的知识和技能要求为依据选取教学内容，设计实训项目，进行单元考核。由于教学内容考虑了工种职业资格的需要，不仅适合教学，还可作为企业员工培训教材使用。

3.3教学方法的多样性

传统的教学模式具有其自身的优势，如传授的知识系统、严密，较好地发挥了教师的主导性，但弊病也十分明显:其一，教材抽象，体系严密，学生难以学习;其二，学生的主体地位难以体现;其三，重理论轻实践，学生动手的能力比较差，与素质教育的要求不相适应;其四，以教师为中心，只强调教师的“教”而忽视学生的“学”。在这样的教学模式中，学生参与教学活动的机会少，动手更少，大部分时间处于被动接受状态，学生的学习主动性很难发挥，更不利于创新、创造型人才的培养，不利于学生的发展［3］。为此，在课程教学中针对不同要求的教学内容既采用了传统的讲授教学法，又采用了任务驱动教学法、项目教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。

4课程的特色与创新

4.1采用任务驱动式教学法，实现“理实一体化”教学模式

金属热处理生产工艺课程实践性强，为了加强实践性教学的效果，教学中注重理论与实践相结合，在教学中以典型工作任务为载体，以任务为导向，突出“练”，边讲基础知识，边应用到典型的工作任务中。实现“理实一体化”教学模式，提高学生学习的积极性和能动性，当下发了项目任务书后，学生必须积极学习基础知识，才能完成相关的项目任务。本课程以提高学生分析、发现、解决工程实际问题的能力为重点，强调学生个性发展。深化教育改革的关键，是改变以往单一的课堂讲授的教学形式，改变传统的系统式学科教学体系，提倡进行“教、学、做”一体化改革，使学生在专业理论知识方面以“够用”为主，更多突出技能的培养。采用任务驱动式教学法，就是要兼顾理论知识与技能的合理配置。任务的设计很重要，它是为实现一定的教学目标，依据课程内容主题，为学生策划学习资源和学习活动的过程。教学任务设计的最终目的是使学生掌握实际工作岗位对本课程所要求的知识和技能［4］。通过项目任务和专题设计等自主学习方式，体现学中做、做中学，活学活用，注重了学生的实践能力、创新能力及团队协作能力等综合素质培养。金属材料热处理技术校内实训基地的建设及实训项目的开发应用，解决了困扰热处理技术专业进行生产性实训所面临的困难和矛盾，实现了课堂与实习地点一体化的行动导向教学。通过系统实训，不断训练，极大地提高了学生岗位操作能力，同时也促进了学生的学习方式由个人竞争学习模式向团队协作学习模式的重要转变，提高了学生对企业生产组织方式的适应能力，实现与企业的“零距离”接触。以“淬火与回火”学习情景为例，任务驱动教学模式如表2、3所示。

4.2遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则

遵循了职业成长的规律。以学习情景4的淬火与回火为例，设计了2个项目任务，项目8与项目10虽然都是淬火与回火工艺，但前者是试样的淬火与回火，后者是零件的淬火与回火，项目任务书如表4所示。2个项目任务中，1个是实验室试样，1个是轴，在编制淬火工艺时，淬火方法、加热温度、冷却介质、加热设备的选择都有差异。20钢、45钢、T10钢制试样按AC3或AC1±(30～50)℃的原则选择加热温度，按t=αkD选择保温时间，在箱式炉中进行加热后，以水作为介质进行冷却即可获得马氏体组织，硬度达到55～63HRC。对于轴，从技术要求上看，心部和表面硬度不同，在选择淬火方法和加热设备时需要充分考虑。结合材料65Mn淬透性曲线，可采用水－油双液淬火的方法进行处理。操作时掌握好在第一种淬火剂中的停留时间，同时注意上下移动工件。2个项目遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则，通过反复训练，使学生工艺编制和操作技能由生疏到熟练，遵循了职业成长的规律。

4.3构建了TEST评价系统

评价的实质在于肯定学生的学习过程，重视学生学习中的知识积累和实践能力的发展，培养科学的思维方法，这是评价学生的理论依据，也是学生学习过程的目标导向［5］。传统课程的考试都是在课程结束后进行一次闭卷考试，这对该课程的学习来说是有局限性的，它难以测试学生综合性分析问题的能力，故此在精品课程建设中构建了TEST评价系统。新评价系统构建思路重视考核评价学生学习的过程及过程的动态化、评价内容的多元化。TEST评价系统是指课程总成绩由教师评价(T)、企业工程师评价(E)、学生评价(S)、总评价(T)组成。教师评价主要对学生的学习行为过程(包括学习态度、学习意识、精神、态度、价值观、行为习惯等)进行相应的评价。企业工程师评价主要根据项目任务从加热温度、加热设备、保温时间、冷却介质的选择进行考核评价，学生评价是对各组查阅资料、PPT的效果、汇报表现、实训准备和完成情况进行互评，使评价触及到学生的内心深处，使评价产生教育意义。总评价(T)由项目考核(40%)、期末考核(30%)、过程考核(30%)组成。其中项目考核由教师评价(T)(15%)、工程师评价(E)(15%)、学生评价(S)(10%)3部分组成。为方便不同角色对课程进行评价，开发了昆明冶金高等专科学校金属材料与热处理技术专业教学资源库，在这个网络平台上，教师、企业工程师、学生以不同角色进行登录，即可完成T、E、S的评价，理论考试课由网络系统根据考试大纲生成不同的试题，可进行在线测试，最终由系统按不同角色的权重自动生成总成绩(T)。在金属材料与热处理教学资源库社会评价系统中，用人企业登录后可对毕业生进行评价，教师根据企业的评价对教学进行改进，校企合作不断提高教学质量，共同培养出大批社会需求的高级技术技能型人才。

5教学效果

昆明冶金高等专科学校金属热处理工生产工艺课程于2012年获批云南省精品课程建设立项，如图1所示。金属热处理生产工艺的教学改革从2010级金属材料与热处理专业开始实施，为了对比教改前后的教学效果，分别对采用传统教学法、多媒体教学法、项目教学+任务驱动教学法的学生成绩进行统计分析，结果见表4。由表4可知，在试卷难度基本不变的情况下，采用项目教学+任务驱动教学法后，学生成绩优良率和平均分均明显高于传统教学，不及格率明显下降。通过4年的教学实践，学生反映项目教学+任务驱动教学法能调动学习的积极性:每次课都有不同任务，带着任务查阅资料，互相讨论，完成项目任务，把任务完成的结果上传到教学网络系统进行评价，得到项目考核的成绩。最终成绩中，项目考核占40%，期末考试占30%，过程(作业和考勤)考核占30%。在项目+任务教学过程中，教师的主导地位没有动摇，以项目和任务作为载体，运用网络平台提供的学习资源，引导学生自主学生，不断培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生专业综合素质和创新能力，构建学生知识、能力、素质协调发展的合理结构，并得到用人企业的好评。

篇8

 

0．引言

热处理生产线上有加热炉、清洗机、回火炉、运输车、升降台等等。回火是生产工艺中重要的一个环节。它是在工件淬硬后，再加热到特定点以下的某个温度，保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。工件经过回火可以消除淬火时产生的应力，提高材料的塑性和韧性，获得良好的综合力学性能，稳定零件尺寸，使工件的结构组织在使用的过程中不发生变化。免费论文参考网。

本文是在分析目前国内热处理车间设备与工艺现状的基础上，提出了对回火炉的控制系统实现自动控制的硬件系统和软件系统。通过这些控制实现设备的自动控制；实现对炉温、氮势的自动监控与数据自动采集和记录；实现故障自诊断并及时报警，及时处理；实现热处理工艺过程的自动跟踪和监控，实现热处理工艺优化.

1.箱式回火炉构造和控制要求

1．1箱式回火炉构造

该设备由回火炉主体、炉内搅拌装置等构成。加热室用钢板焊接成密封结构与前室连接在一起，顶部装有风机装置，使炉气上下循环，以保证炉温和气氛均匀。炉顶装有热电偶，用于控制炉膛温度。炉膛两侧采用电加热辐射管或气体燃料加热辐射管。免费论文参考网。

1．2箱式回火控制要求

a)炉内温度达到设定温度后，按下操作台上回火炉“搬入指令”按钮开关，炉门自动打开，推拉车上待处理工件，由推拉车送到加热室。

b)处理工件送入加热室，操作柜自动发出信号并开始升温，温度达到设定温度，定时器开始计时。

c)定时器设定时间结束，蜂鸣器鸣叫，告知回火处理结束。

d)确认处理结束后，按下操纵盘上的回火炉“搬出指令”按钮开关，炉门就打开，处理品由推拉链自动搬送到推拉车上，回火工序结束。

2. 回火炉控制系统结构

回火炉的控制系统主要由温度控制、氮势控制、循序动作控制等几个方面组成，如图1所示

图1 控制系统图

炉温控制由热电偶及仪表组成主控系统，对炉温测控的同时进行温度纪录。当炉温超过设定值时切断电流并发出故障信号，排除故障后人工复位使电炉重新运行。

回火炉的氮势控制是通过控制气氛中氨或氢气的分压，实现对氮势的控制。从而达到对工件氮化层组织的精确自动控制，消除表层疏松、内层脉状等缺陷，使工件得到较高的表面硬度、耐磨性，并提高工件疲劳强度和耐蚀能力。

氮势测量是通过测量炉内含量换算后间接求得。氮势是通过改变氨流量来达到控制的。给定值与测量值(经线性化处理后)进行比较，以其差值为调节量，经过D／A转换后，直接控制电动阀的开度，以改变氨的流量，实现氮势的闭环自控。

3． PLC控制系统硬件设计

3．1 PLC的选型

PLC采用欧姆龙系列产品C200HEPLC。免费论文参考网。因为C200HE PLC采用模块化结构，组成系统方便灵活，适用于中小型控制系统。选择的输入单元型号为C200H-ID212。输出单元型号为C200H-OC222。

3．2 部分输入模块电路

输入模块CH006电路如图2所示，槽CH006的位11推拉车PPC在回火炉前停止时是限位开关SQ11，位12的作用是通知PPC在回火炉前减速。位13是前门开到位，位14是前门关到位。

图2CH006输入模块

4． PLC程序设计

油烟强排风机程序如图3所示，回火炉进行回火状态下，回火炉强排油烟机处于自动时，排风机工作99.99s后断开停止。

 

图3 排风机启动程序

5．触摸屏监控画面设计

触摸屏选用日本Digital公司Pro-face GP系列触摸屏工业图形显示器产品。GP通过串口与下位机PLC相连，触摸屏出现故障时，不影响PLC的正常工作，通过控制台上所保留的有限几个按钮和数字显示器，仍可以进行正常的生产操作控制。

回火炉热处理生产线监控系统的基本画面主要有：主菜单、回火炉搬送监视画面、回火炉定时画面（如图6所示）、回火炉KR操作画面、回火炉温度控制画面（如图7所示）、回火炉马达操作画面、回火炉控制监视画面（如图8所示）、自动搬送操作画面、手动触摸操作等9个画面。而在故障出现后，在基本报警画面中还会弹出包含故障原因和排除方法的提示窗口。

图6回火炉控制监视画面

6． 结 束 语

篇9

引言

在现代工业生产中，金属零件的制造是一个重要的环节，具有举足轻重的作用，因此提高金属零件的制造水平成为一项不可缺少的工作。而在金属零件的制造过程中，热处理工作又是提高其制造水平的重要措施。在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。因此，设计人员应根据金属材料成分，准确分析金属材料与热处理工艺的关系，制订合理的热处理的工艺，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果，提高金属零件的制造水平。

在现代工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面：其一是金属原子之间的结合方式；其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。

为了得到更好的金属性能，满足制造和使用要求，我们将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能，这就是金属材料热处理过程。

不同的热处理条件会产生不同的材料性能改变效果，下面从3个方面来说明热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用。

一、提高金属材料的切削性能和加工精度

在各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品金属材料的切削过程中，由于被加工材料、切削刀具和切削条件的不同，金属的变形程度也不同，从而产生不同程度的光洁度。各种材料的最佳切削性能都对应有一定的硬度范围和金相组织。为了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合适的组织状态，这就要用到预先热处理。

通过预先热处理，可以消除或减少冶金及热加工过程产生的材料缺陷，并为以后切削加工及热处理准备良好的组织状态，从而保证材料的切削性能、加工精度和减少变形。

举例1：齿坯材料在切削加工中，当齿坯硬度偏低时会产生粘刀现象，在前倾面上形成积屑瘤，使被加工零件的表面光洁度降低。而对齿坯材料进行正火＋不完全淬火处理，切屑容易碎裂，形成粘刀的倾向性减少。并随着齿坯硬度的提高，切屑从带状向挤裂状过渡，从而减少了粘刀现象，提高了切削性能。

举例2：铝合金在加工过程中，通常都是先经强化处理（固溶处理＋时效；时效），这样可以得到晶粒细小、均匀的组织，比铸态或压力加工状态的切削性能好，不仅改善了切削性能，而且同时提高了机械加工精度。

二、提高金属材料的断裂韧性

金属材料的断裂韧性指含有裂纹的材料在外力作用下抵抗裂纹扩展的性能。提高金属断裂韧性的关键是要减少金属晶体中位错，使金属材料中的位错密度下降，从而提高金属强度，而减少金属晶体中位错的一种重要方法，就是细晶强化，其原理是通过细化晶粒使晶界所占比例增高而阻碍位错滑移从而提高材料强韧性。而金属组织的细晶强化的过程实际上就是金属热处理。

在金属热处理过程中，当冷变形金属加热到足够高的温度以后，在一定的应力和变形温度的条件下，材料在变形过程中积累到足够高的局部位错密度级别，会在变形最剧烈的区域产生新的等轴晶粒来代替原来的变形晶粒，这个过程称为再结晶。再结晶晶核的形成与长大都需要原子的扩散，因此必须将变形金属加热到一定温度之上，足以激活原子，使其能进行迁移时，再结晶过程才能进行。

那么，对于不同的金属材料，我们就可以通过控制不同的热处理的温度，来提高金属材料的断裂韧性。

举例：在SY钢坯料上线切割适当的小圆柱，机加工后，选择在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型热模拟试验机上以5×10-1的变形速率保温30s压缩变形50％，然后在空气中冷至室温，再进行680℃×6hAC(空冷)的退火处理，再将压缩后的试样沿轴向线切割剖开，研磨抛光后用化学物质显示晶粒形貌。实验现象为：在700℃时，扁平的晶粒开始逐渐向等轴晶粒的形状变化。800℃变形的晶粒中等轴晶粒已经有少量出现，但仍然以变形拉长的晶粒为主。在900℃变形开始，晶粒突然变得细小，几乎全部为等轴晶粒，晶粒度达到YBl2级。在900℃以上．晶粒开始长大。因此，对此种钢来说，900℃左右温度进行热处理，可以提高其断裂韧性。

三、减少金属材料的应力腐蚀开裂

金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。大部分引起应力腐蚀开裂的应力是由残余拉应力引起的。残余应力是金属在焊接过程中产生的。金属在加热时，以及加热后冷却处理时，改变了材料内部的组织和性能，同时伴随产生了金属热应力和相变应力。金属材料在加热和冷却过程中，表层和心部的加热及冷却速度(或时间)不一致，由于温差导致材料体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力。在热应力的作用下，由于冷却时金属表层温度低于心部，收缩表面大于心部而使心部受拉应力：另一方面材料在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随材料体积的膨胀，材料各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力，心部受压应力，恰好与拉应力相反。金属热处理的热应力和相变应力叠加的结果就是材料中的残余应力，正是其存在造成了应力腐蚀开裂。

举例：金属热处理中，通过控制淬火冷却速度，可以显著地控制淬火裂纹，为了达到淬火的目的，通常必须加速材料在高温段内的冷却速度，并使之超过材料的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论，这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值，故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。

3、结论

金属材料的热处理在机械零件制造中占有十分重要的地位，在金属材料加工的整个工艺流程中，如果将切削加工工艺与热处理工艺进行密切配合，将有效地提高金属零件的制造水平。

参 考 文 献

篇10

中图分类号：TGl56

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)22-0158-03

一、感应热处理工艺的含义

感应热处理工艺是指由交变的电流在导体中产生感应电流而导致的导体发热的现象。这种技术来源于法拉第发现的电磁感应现象。

1957年，美国研制出了晶闸管，它在电力电子器件发展的过程中起着里程碑的作用，同时也引发了感应加热技术的伟大革命。到了1966年，如实和西德首先利用晶闸管研制成功了感应加热装置，从此，感应加热技术就进入了飞速发展的时期。随着20世纪80年代电力电子器件的再次飞速发展，感应加热装置也开始采用新研制的晶闸管，技术变得越来越高。

我国感应热处理技术的真正运用是在1956年，主要是运用在汽车工业行业，技术主要引资苏联。随着感应热处理技术的广泛应用，感应淬火工艺技术也得到了很大的发展。目前，感应淬火技术的应用已经变得日益扩大。目前，感应热处理工艺主要应用与汽车制造业和冶金工业两大行业。有快速、高效、节能、清洁以及易于实现自动和在线生产的特点，属于接触加热方式。这种加热方式不仅能够在各种载气中工作，不产生任何污染，而且增加了在加热表面及深度上高度灵活的选择性。正是感应热处理工艺的这些技术特点才使得此技术得到越来越广泛的认可和支持。

二、感应热处理工艺的优点

感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。机械工业中感应热处理工件的品种和数量也逐年上升。这些成就与进步的取得，都与感应热处理工艺的优点是密不可分的。笔者从感应热处理工艺的特点中分析出如下优点：

(一)感应热处理工艺有利于贯彻国家环保节能和实现可持续发展的方针和政策

有电老虎之称的电能是机械工业行业的主要动力。据统计，热处理的用电量占到了机械工业总耗电量的25％，感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20％－25％。感应加热能够自动控制工艺施行的整个过程，避免了不必要的电力资源的浪费和消耗。在电力资源消耗减少的同时，感应热处理工艺的效率也得到了提高。

(二)感应热处理工艺有利于加快加热速度，提高生产效率

由于热处理的整个过程都是靠感应来完成的，所以整个热处理过程能够缩短4倍以上。减少了电力资源的浪费，使得热感应热处理工艺的加热速度也得到了加快，促进了整体生产效率，最终使得企业获得高额利润。

(三)感应热处理工艺有利于实现生产自动化

在感应加热设备和淬火机床设备，微处理机等设备机器的密切配合下，可以实现生产工件在下料和淬火机床的运转的全部自动化在整个生产流水线上，利用微机处理技术对淬火加热及冷却时间，加热速度，淬火机床运转速度，淬火介质的温度，变频机的电参数等进行监控，完成冷热加工连续生产的自动化。

(四)感应热处理工艺为工作人员提供了一个健康良好的劳动环境

感应加热处理不像电炉、油炉那样在工作状态下释放大量的热辐射，造成工作环境的污染。而感应热处理工艺的执行只需要在常温状态下进行，而且开炉停炉等工作也很方便。所以，感应热处理工艺为一线工作人员的身体健康提供了良好的工作条件。

(五)感应热处理工艺有利于提高表面强化效果

感应加热处理的速度比较快，能够提高金属材料的相变温度，加速奥氏体转变的过程。采用感应电阻进行加热和大功率的脉冲感应进行加热时，就能够得到更细的马氏体组织，提高表面强度，并在一定程度上减缓变形的后果。

三、感应热处理工艺的实践运用

(一)感应热处理工艺在实践中的应用情况

在汽车制造行业的应用。在汽车生产中，感应淬火技术得到了广泛的应用。此外，还在中、重型汽车、轻型车和几种轿车上就已经有200多种零件需要感应淬火。目前，采用感应淬火的汽车零件主要有传递动力扭矩的汽车轴类零件以及各种销轴类零件。此外，感应淬火技术曾经也用在了东风汽车公司对汽车钢板弹簧的制造上。目前，科技人员对低淬透性钢和限制淬透性钢的研究与开发也应用于汽车转向蜗杆、十字轴、万向节等零件上。

在拖拉机行业中的应用。随着经济水平的提高，我国引进及消化吸收的国内外拖拉机产品和技术越来越多，人们对拖拉机企业的工艺技术和制造技术也提出了越来越高的要求，所以感应热处理工艺在这个行业也得到了飞速的发展，大量的感应热处理工艺和固态感应加热电源、数控淬火机床等先进设备在农机企业的发展中也得到了很大程度的运用，这个感应加热处理工艺提高了我国农机行业的整体技术水平。

在建筑及石油行业中的应用。在建筑行业，凭借着其淬火变形小、生产效率高、工作环境好等各大优点，让高强度预应力钢筋感应热处理生产线、低松弛预应力钢丝稳定化生产线以及石油套管感应热处理生产线等各项感应热处理工艺都得到了很好的利用。这项技术的运用使得建筑行业中的进度得以加快，而且工程质量也得到了保障。而石油行业的工作效率得到了很大的提高，促进了所使用行业的快速发展。

(二)感应热处理技术在实践过程中的不足

世界上没有完美的事物，一切都是在不断的自我否定和肯定中进行创新和发展的。感应热处理工艺在实践的检验下，在与渗碳淬火等技术的对比下，总结出下面对感应热处理工艺缺陷的观点和看法。

随着20世纪80年代初期计算机在渗碳控制领域的广泛使用，以及渗碳技术在理论上的不断补充和创新，渗碳质量得到了强有力的保证，渗碳工艺和操作水平也得到了很大的提高和改进。渗碳技术的渗碳介质非常昂贵，能耗量大，工件畸变大，对环境的污染比较严重等问题和不足都没有动摇其在热处理强化技术中的霸主地位。感应热处理工艺与之相比，还是有一定的差距。

首先，感应热处理设备自动控制的功能较弱，不能满足专业需求；其次专业的针对感应热处理工艺的指导性标准文件太少，缺乏及时的增加与修订；最后，就是缺乏对感应加热处理工艺的理论性知识的研究不够深入，缺乏丰富的相关专业知识的理论专著和论文，即使有相关文献也大多停留在文献的表面研究上，缺乏工艺操作性。没有科学理论的指导，实践的进行也很少出现跨越式的发展和进步。

上述讲述的都是从感应热处理的专业角度进行的。除了专业方面的欠缺外，我国感应热处理工艺相关的工作人员的学习意识和创新意识也较欠缺。就是因为不善于学习，不善于创新，才会使得感应热处理行业的进展非常缓慢。其次，大部分的中小型企业都缺乏专业的新设备、新工艺以及新技术，这些都属于硬件设施。硬件设施是基础，没有这些硬件设施，就 相当于俗语“巧妇难为无米之炊”所说，没法进行技术的改进和创新。

四、应对感应热处理工艺的发展途径和措施

(一)要加强感应处理工艺从业人员的学习意识和创新意识

让他们加强对感应加热处理理论知识的学习，只有熟练掌握了感应热处理工艺的理论知识和原理，才能进行高水平的创新，感应热处理工艺的水平才会有所提高。让每位员工在不断的学习中提高自身的综合素质，让每位员工都能够实现感应热处理技术的创新。

(二)政府要发挥其调节和鼓励作用

制定相应的技术创新奖励制度，为员工创造良好的创新环境。提供部分资金购买先进的试验设备和更新完善后的理论知识书籍，为员工的学习和创新提供硬件基础。然后邀请各地专业人士对员工进行知识和技能各方面的培训，提高员工的综合素质。此外，政府还要适当的发挥其监督作用，监督感应热处理技术在运用过程中出现的问题，以及员工在操作过程中偷工减料等不法行为。

(三)扩大感应热处理工艺的运用范围

开始感应热处理工艺主要用于汽车制造行业和冶金工业行业里面。现在要将这种技术应用到拖拉机行业、在轴承上、在建筑行业以及石油行业中的应用。其中，在拖拉机行业中运用感应热处理技术时一定要多运用小内孔感应淬火技术、轴类零件变功率、变零件移动速度感应淬火技术等。在不同行业的运用中找到不同的感应加热技术。将感应热处理工艺的使用扩展到塑料、橡胶行业，到电子工业行业。此外，还注意运用感应加热技术的黏合作用，以及盖密封与包装的作用。扩大感应加热技术的应用范围，发挥其强有力的作用和优势。

(四)拓宽感应电源的来源，不断引进世界上先进的感应电源

为感应加热技术铺路。目前，市场上出现的感应电源有来自美、英、日、德、西班牙等几个工业发达国家生产的SIT、IGBT、MOSFET全国固态晶体管电源。不断引进规格齐全、体积小，电能转换效率高的感应电源。要引进正在朝着柔性化、自动化、智能化控制方向发展的感应淬火机床，来诊断、报警、显示工艺参数和感应淬火装置在应用的过程中出现的问题。

(五)加强热处理协作中心的作用，大力发展感应热处理工艺

尽管感应热处理工艺有很多优点，但是其投资成本高，在保温和测温方面都有困难，尤其是目前一些非专业的热处理厂都没有实力去购买新设备，引进新工艺。所以，热处理协作中心一定要发挥其应有的作用帮助中小热处理企业解决各种难题，带头扩大感应热处理的使用。

五、感应热处理工艺的发展前景

目前，感应热处理工艺的应用还是非常有局限性的，在实践中多运用与汽车制造行业、冶金行业、建筑和石油行业等。此外，感应热处理工艺在齿轮淬火方面的应用还主要局限在传输动力不大的中小模型齿轮上。对于大型齿轮却出现过很多质量难题。

虽然目前研制出的渗碳淬火技术已经可以实际运用，但是伴随着水泥、风电和冶金工行业的飞速发展，感应热处理工艺需要的齿轮箱功率也越来越大。在渗碳淬火后，齿轮变形很大，磨齿成品后的齿面实际渗碳硬化层深度不均匀。所以，在有效控制感应淬火的温度和硬化层深度均匀和可控问题上都要不断的进行研究和创新，进一步改善和提高工艺的技术水平，改变现状。只有在技术上不断的创新，克服种种难题，才能将感应热处理工艺的应用延伸到更广的领域。

如果感应热处理的工艺能在实践的检验下，在热处理工作人员的不断学习和创新下，不断的得到修改和完善，这将是很有发展潜力的一门技术。正如哲学上一句话“前途是光明的，道路是曲折的。”感应热处理工艺的发展之路还有很长的路要走，但是只要踏踏实实，脚踏实地的走好每一步，感应热处理工艺最终会走向更广的行业中去，帮助中国走上生产高效、低耗、无污染的可持续发展之路。

六、结语

感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。但是实践证明，在它的普及和发展过程中也存在着很多的难题。要想发挥其所具有的优点和优势，就应该加强对工艺技术的宣传力度，推广感应热处理的新设备、新工艺、新技术。修改和完善感应热处理的标准，将成文的规定和标准纳入到机械设计手册。感应热处理工艺在生产中的比重在不断增加后，生产效率得到提高，能源消耗降到最低，可持续发展之路就会更进一步。

参考文献

[1]上海能源利用技术研究所．实用节能技术[M]．上海：上

海科学技术出版社，1995．

[2]中国机械工程学会热处理学会．热处理节能的途径[M]．

北京：机械工业出版社，1998．

[3]吴光英．现代热处理炉[M]．北京：机械工业出版社，1995．

[4]邢大志．扬长避短促进感应热处理的发展[J]．上海：机械

工人,2006，(6)．

[5]倪铭．滚珠丝杆中频表面淬火螺距变化的控制感应加热

[J]．机械制造与自动化，1989，(4)．

[6]王高平．感应热处理及其节能效果的研究[M]．河南科技

学院学报,2005，(12)．

[7]瓦伦．先进的感应热处理技术和设计U]．热处理，2005，(4)．

[8]孙宁，吕德隆．感应热处理技术的应用[J]．机械工人，

2004，(6)．

[9]末广邦夫．高频热处理对PC钢棒强韧性的影响[J]．热

处理，1987，(8)．

[10]川崎一博．高强度弹簧钢的疲劳强度[M]．机械设计出

版社．1988．

[11]孙宁，施建华．感应加热工艺与设备的发展情况及趋势

(上)[J]．金属加工，2009，(1)．

[12]张强，于连水．P91的热处理工艺探讨[M]．上海：上海

科学技术出版社，1995．

[13]杨富.新型耐热钢焊接州．江苏科学技术出版社，1995．

[14]沈庆通．感应热处理新工艺的应用[J]．金属热处理，

1994，(3)．

[15]Richrd Creal．日本感应公司投资于自动化[J].Heat

篇11

中图分类号：J523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-079-01

一. 前言

粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势，在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广，这要归功于粉末冶金技术的快速发展。全致密钢的热处理工艺已经取得了成功，但是粉末冶金材料的热处理，由于粉末冶金材料的物理性能差异和热处理工艺的差异，还存在着一些缺陷。各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中，热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺，在粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性，将大大扩展粉末冶金的应用范围。

二. 粉末冶金材料的热处理工艺

粉末冶金材料的热处理要根据其化学成分和晶粒度确定，其中的孔隙存在是一个重要因素，粉末冶金材料在压制和烧结过程中，形成的孔隙贯穿整个零件中，孔隙的存在影响热处理的方式和效果。粉末冶金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理几种形式：

1.淬火热处理工艺

粉末冶金材料由于孔隙的存在，在传热速度方面要低于致密材料，因此在淬火时，淬透性相对较差。另外淬火时，粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的；粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异，内部组织均匀性要优于致密材料，但存在较小的微观区域的不均匀性，所以，完全奥氏体化时间比相应锻件长50%，在添加合金元素时，完全奥氏体化温度会更高、时间会更长。比如，以不同化合碳含量的烧结碳钢为例，淬火温度如表1所示，

在粉末冶金材料的热处理中，为了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：镍、钼、锰、铬、钒等，它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同，可明显细化晶粒，当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性，保证淬火时的奥氏体转变，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理，回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大，因此要根据不同材料的特性确定回火温度，降低回火脆性的影响，一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。

2.化学热处理工艺

化学热处理一般都包括分解、吸收、扩散三个基本过程，比如，渗碳热处理的反应如下：

2CO≒[C]+CO2 （放热反应）

CH4≒[C]+2H2 （吸热反应）

碳分解出后被金属表面吸收并逐渐向内部扩散，在材料的表面获得足够的碳浓度后再进行淬火和回火处理，会提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在，使得活性炭原子从表面渗入内部，完成化学热处理的过程。但是，材料密度越高，孔隙效应就越弱，化学热处理的效果就越不明显，因此，要采用碳势较高的还原性气氛保护。根据粉末冶金材料的孔隙特点，其加热和冷却速度要低于致密材料，所以加热时要延长保温时间，提高加热温度。

粉末冶金材料的化学热处理包括渗碳、渗氮、渗硫和多元共渗等几种形式，在化学热处理中，淬硬深度主要与材料的密度有关。因此，可以在热处理工艺上采取相应措施，比如：渗碳时，在材料密度大于7g/cm3时适当延长时间。通过化学热处理可提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的不均匀奥氏体渗碳工艺，使处理后的材料渗层表面的含碳量可达2%以上，碳化物均匀分布于渗层表面，能够很好地提高硬度和耐磨性能。

3.蒸汽处理

蒸汽处理是把材料通过加热蒸汽使其表面氧化，在材料表层形成氧化膜，从而改善粉末冶金材料的性能。特别是对于粉末冶金材料的表面的防腐，其有效期比发蓝处理效果明显，处理后的材料硬度和耐磨性明显增加。

4.特殊热处理工艺

特殊热处理工艺是近些年来科技发展的产物，包括感应加热淬火、激光表面硬化等。感应加热淬火是在高频电磁感应涡流的影响下，加热温度提升快，对于表面硬度的增加有显著效果，但是容易出现软点，一般可以采取间断加热法延长奥氏体化时间；激光表面硬化工艺是以激光为热源使金属表面快速升温和冷却，使奥氏体晶粒内部的亚结构来不及回复再结晶而获得超细结构。

三. 粉末冶金材料热处理的影响因素分析

粉末冶金材料在烧结过程中生成的孔隙是其固有特点，也给热处理带来了很大影响，特别是孔隙率的变化与热处理的关系，为了改善致密性和晶粒度，加入的合金元素也对热处理有一定影响：

1.孔隙对热处理过程的影响

粉末冶金材料在热处理时，通过快速冷却抑制奥氏体扩散转变成其他组织，从而获得马氏体，而孔隙的存在对材料的散热性影响较大。通过导热率公式：

导热率=金属理论导热率×（1-2×孔隙率）/100

可以看出，淬透性随着孔隙率的增加而下降。另一方面，孔隙还影响材料的密度，对材料热处理后表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影响而有关联，降低了材料表面硬度。而且，因为孔隙的存在，淬火时不能用盐水作为介质，以免因盐分残留造成腐蚀，所以，一般热处理是在真空或气体介质中进行的。

2.孔隙率对热处理时表面淬硬深度的影响

粉末冶金材料的热处理效果与材料的密度、渗（淬）透性、导热性和电阻性有关，孔隙率是造成这些因素的最大原因，孔隙率超过8%时，气体就会通过空隙迅速渗透，在进行渗碳硬化时，增加渗碳深度，表面硬化的效果就会降低。而且，如果渗碳气体渗入速度过快，在淬火中会产生软点，降低表面硬度，使材料脆变和变形。

3.合金含量和类型对粉末冶金热处理的影响

合金元素中常见的是铜和镍，它们的含量与类型都会对热处理效果产生影响。热处理硬化深度随铜含量、碳含量的增加而逐渐增高达到一定含量时又逐渐降低；镍合金的刚度要大于铜合金，但是镍含量的不均匀性会导致奥氏体组织不均匀；

4.高温烧结的影响

高温烧结虽然可以获得最佳的合金化效果和促进致密化，但是，烧结温度的不同，特别是温度较低时，会导致热处理的敏感性下降（固溶体中的合金减少）和机械性能下降。因此，采用高温烧结，辅助以充分的还原气氛，可以获得较好的热处理效果。

四、结语

粉末冶金材料的热处理工艺是一个复杂的过程，它与孔隙率、合金类型、合金元素含量、烧结温度有关系，同致密材料相比，内部的均匀性较差，要想获得较高的淬透性，要提高完全奥氏体化温度并延长时间，不均匀奥氏体渗碳可得到不受奥氏体饱和碳浓度限制的高碳浓度。另外，加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽处理可显著提高其防腐性能和表面硬度。

参考文献：

篇12

1、铝合金分类

铝合金是铝金属与添加材料在高温下共同发生作用后形成的金属材质。一般来讲，铝合金的分类原则是可以从不同的角度进行区分。按照生产工艺的不同可以分为铸造铝合金和变形铝合金；按照热处理能力的不同可以分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金；而按照铝合金材料的性能属性又可以分为高塑性铝合金、高强度铝合金、中强度铝合金、热强铝合金和耐蚀铝合金。

2、铝合金热处理特点

“热处理”这一名词，从广义上讲，是指改变金属产品的机械性能，冶金机构或残余应力状态的任何加热和冷却操作。但是，这名词用于铝合金时，经常仅仅是指，其目的在于提高沉淀硬化锻压和铸造合金的强度和硬度的特定操作。这些合金通常称为“热处理”合金，用于区别那些不可通过加热和冷却而显着强化的合金。即一般所谓“非热处理”合金。后一类合金，当其处于锻压形式时，主要是靠冷加工来提高强度。这两类合金都可以通过加热来降低强度和提高延性（退火）。这是的冶金反映，随合金类型和软化程度而有所不同。

铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下，保温一定时间，并以一定得速度冷却，从而改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，并增强耐腐蚀性能，提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能。

3、热处理方法

3.1退火处理

内应力作为严重影响铝合金质量的重要因素，常中表现为内应力不均匀，组织结构不稳定，一旦测得金属内有残留内应力，铝合金的综合性能势必大打折扣，可能直接出现塑性降低、耐蚀性减弱、机械性能损失等状况。退火工艺正好能够消除或者减少这些工艺缺陷。其工艺是：将铝合金铸件加热到280 -300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。

3.2淬火

淬火工序就是工业操作中的固溶处理。影响淬火的因素也包含热处理的加热温度，保温时间和冷却温度。一般情况下，如果淬火加热温度值和保温时间取值越大，则强化相溶解的物理过程越充分，晶体的晶格中排列分布合金元素的状态也就是越均匀，晶格中的格局变化后，其空位浓度将相应增加，能较好地促进合金时效作用的提高。

3.3时效处理

时效处理，又称低温回火，是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷直至室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定的工艺过程。

3.4循环处理

把X合金铸件冷却到零下某个温度（如-50℃、-70℃、-195℃）并保温一定时间，再把铸件加热到350℃以下，使合金中度固溶体点阵反复收缩和膨胀，并使各相的晶粒发生少量位移，以使这些固溶体结晶点阵内的原子偏聚区和金属间化合物的质点处于更加稳定的状态，达到提高产品零件尺寸、体积更稳定的目的。这种反复加热冷却的热处理工艺叫循环处理。这种处理适合使用中要求很精密、尺寸很稳定的零件（如检测仪器上的一些零件）。一般铸件均不作这种处理。

4、焊接过程中容易产生的缺陷及成因分析

4.1气孔

经过长时间的实践结果表明，使用纯氩气做保护气体焊接的时候，通过对焊缝接头处断面的微观观察结果显示出现很多的线状气孔；而对使用混合气（He-Ar-N2）做保护气体进行焊接的时候，焊缝接头断面微观结果显示出现的单个的细小气孔甚至无气孔。

气孔的形成原因

高强铝合金用NaOH+HNO3进行表面处理会导致铝合金表面塑性变形层吸氢和形成含水合物的不规则氧化膜，这种不规则氧化膜，对焊缝结合面的任何触摸污染都可造成焊接气孔；空气湿度；对焊缝气孔的产生有很大影响。

4.2裂纹

熔池金属完全凝固之后所形成的焊缝，受到拉应力时，就会表现出较好的强度和塑性，在这一阶段产生裂纹的可能性相对来说较小。因此，当温度高于或者低于它的脆性温度区时，焊缝金属都有较大的抵抗结晶裂纹的能力，具有较小的裂纹倾向。在一般情况下，杂质较少的金属（包括母材和焊接材料），由于脆性温度区间较窄，拉应力在这个区间作用的时间比较短，使得焊缝的总应变量比较小，因此焊接时产生的裂纹倾向较小。如果焊缝中杂质比较多，则脆性温度区间范围比较宽，拉伸应力在这个区间的作用时间比较长，产生裂纹的倾向较大。

裂纹的形成原因

按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。

5、缺陷的防止措施

5.1气孔的防止措施

铝合金是最容易形成焊缝气孔的金属，本文在焊接工艺试验的基础上，分析了铝合金焊接对气孔的敏感性及焊接工艺方法和保护气体对铝合金焊缝中气孔的影响。结果表明：通过对铝合金基材和焊接材料表面状况、保护气体的纯度、焊接工艺参数等的合理控制，可以有效减少铝合金焊缝中的气孔。鉴于MIG焊的工艺特点，其比TIG焊使铝合金焊缝具有更大的气孔倾向。采用混合气体保护可有效改善非平位铝合金焊缝的质量。

5.2裂纹的防止措施

根据铝合金焊接时产生热裂纹的机理，可以从工艺因素方面进行改进，降低铝合金焊接热裂纹产生的机率。

在工艺因素上，主要是焊接规范、预热、接头形式和焊接顺序，这些方法都是从焊接应力上着手来解决焊接裂纹。焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固过程中的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。采用小的焊接电流，减慢焊接速度，可减少熔池过热，也有利于改善抗裂性。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。可见，增大焊接速度和焊接电流，都促使增大裂纹倾向。在铝结构装配、施焊时不使焊缝承受很大的钢性，在工艺上可采取分段焊、预热或适当降低焊接速度等措施。通过预热，可以使得试件相对膨胀量较小，产生焊接应力相应降低，减小了在脆性温度区间的应力；尽量采用开坡口和留小间隙的对接焊，并避免采用十字形接头及不适当的定位、焊接顺序；焊接结束或中断时，应及时填满弧坑，然后再移去热源，否则易引起弧坑裂纹。