热处理基础知识培训XXXX

热处理DG编辑:DGF教员介绍培训目的教员简介2培训对象与培训目的培训2012新员工，使了解（侧重于铝合金）：各种热处理设备结构和工作原理简单的操作与安全注意事项。热处理发展历史与先进热处理技术各种热处理工艺方法。各种热处理工艺规范、工艺标准。各种审计形式和内容铝合金材料牌号与状态3课程简介–目录1.热处理技术发展历史1.古代热处理技术发展的基础是火2.中国近代热处理进展3.中国当代热处理进展4.热处理生产技术的进步1.热处理质量的严格控制2.热处理标准化的进展2.先进热处理发展方向3.热处理相关定义4.热处理工艺分类5.铝合金热处理6.热处理设备和仪表7.生产准备与工艺制定8.热处理质量控制与检验4古代热处理技术发展中国近代热处理进展中国当代热处理进展热处理生产技术的进步5古代热处理技术发展热处理生产技术的进步渗碳渗氮技术的进步真空热处理技术的普及感应加热的广泛应用化学热处理的潜力得到发挥离子热处理的盛行激光和电子束热处理热处理质量的严格控制热处理标准化的进展7热处理质量的严格控制1)工艺过程的自动化作业采用顺控器或微处理机按热处理工艺的要求实现装料、加热、冷却、清洗、回火，卸料等工序的自动化生产过程2)工艺参数的严格控制对热处理工艺参数，如时间、温度、炉气戒分和压力、淬火介质的浓度、杂质和冷速(搅动程度)的严格控制可使工件保持稳定的高质量，使工件的表面质量、表面和心部硬度、渗层的渗入元素浓度和梯度、渗层深度都能得到有效的控制。3）严格的质量管理通过热处理行业协会开展的质量管理信得过企业、规范企业评选活动和质理检验员的培训，在本世纪初热处理企业的生产管理和质量管理水平有了明显提高。8先进热处理技术的发展方向主要发展方向为8个方面,作者称做为8个少无,即少无污染、少无畸变、少无(质量)分散、少无浪费(能源)、少无氧化、少无脱碳、少无废品、少无人工。9定义金属热处理加热保温冷却退火淬火淬火冷速普通清洗最终清洗保温时间硬化标准试片炉批试片淬火延迟时间冷藏转移时间淬透性淬硬性工艺热电偶载荷热电偶厚度加工硬化冷加工热加工热处理批中途出炉炉料监测仪表TUSISC10特种工艺特种工艺指那种对材料进行一系列精确控制的工艺处理，使其产生物理、化学或冶金性能变化，非经破坏性试验，仅从外观无法衡量其是否符合规范要求的工艺。11金属热处理金属热处理是重要的航空制造技术之一。金属热处理是将金属材料在固态下加热到预定温度，保温一定时间，然后以一定速度冷却下来，达到改变金属内部组织，或者将金属零件进行表面合金化与处理，从而改变表面化学成分与组织，来获得所要求性能的一种热加工工艺方法，是一种特殊工艺。12金属热处理13冷却冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬14淬火延迟时间淬火延迟时间用空气炉淬火时，从炉门打开起和负载最后一角完全浸入淬火介质的时间。用盐槽淬火时，从负载的第一个角露出液面起和负载最后一角完全浸入淬火介质的时间。用落底式空气炉淬火时，从负载出工作区或工作区温度降至低于固溶处理温度下限起和负载最后一角完全浸入淬火介质的时间。注;作为温度均匀性测量的一部分，应确定在打开炉门时的工作区的降温特性，以便淬火转移时间无法满足要求时可以作为零件处理的依据。15加工硬化冷加工热加工加工硬化：由于冷加工而引起硬度增加（如挤压、冲压，冷成型、弯曲、滚压成型、螺纹滚轧）。从金属学的角度而言,冷加工指在再结晶温度以下的加工过程。从热力学的角度而言，热加工指在高于室温的温度以下的加工过程。16TUSISCTUS温度均匀性，根据炉、槽体积和形式不同，会要求检测不同数目的不同位置的温度ISC系统误差，是指包括温度传感器、仪表和延长导线在内的系统与真值的差。17中途出炉炉料监测仪表任何固溶处理炉料的保温周期被断开（例如保温温度降低到固溶处理温度下限）或因某种原因未达到固溶处理温度范围而出炉的炉料监测仪表：连接控制、监测、负载或记录传感器的仪表，指示工艺设备温度。例如指示装置，图表记录仪，电子数据记录仪或数据获得系统。18热处理批热处理批：不同项目，不同场合有不同的定义。在相同时间、相同处理设备(炉子、烘炉)里热处理的相同件号的所有零件。在一个工作班里热处理的相同材料的零件，等等。19工艺热电偶、载荷热电偶工艺热电偶：设置在加工设备上给工艺控制仪或记录仪表提供温度数据的由仪表“类型”所要求的热电偶。载荷热电偶：接触炉料个别零件给记录仪表提供温度数据的热电偶。换句话说，放在炉料中具有代表性的最厚截面坯料上的热电偶。20淬透性淬硬性厚度淬透性：是指零件在淬火时，深度方向达到要求硬度的能力。淬硬性：是指零件在淬火时，表面可以达到的硬度水平。厚度：对于单层炉料讲，截面厚度定义为一系列块体中的最大厚度。对多层炉料讲，截面厚度定义为炉料层的最小尺寸。如果在回火过程中采用了矫正夹具，则另外必须把夹具的厚度考虑进去。21淬火回火淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。22淬火淬火是以急冷的方式把固溶加热时所获得的溶质元素极大饱和溶解，形成过饱和固溶体，不仅使溶质原子留在固溶体内，还保留一定数量的晶格空位，以便促进形成GP区所需的低温扩散。23淬火冷速一般来讲,最快冷却速度可以得到潜在的最高强度与韧性的最加配合,同时还可得到较好的耐腐蚀性能。单纯的强调最大冷却速度，会增加制件的的歪曲变形和残余应力。实际上，当制件厚度增大时，可以达到的最大淬火冷却速度必然减小。24冷藏转移时间是指淬火到零件入冷库的时间间隔。一般根据零件厚度不同，允许的时间间隔也不同。不同项目的要求也不尽相同。如果此时间不能被遵守，应考虑成形允许时间的缩短。25标准试片与炉批试片标准试片:本定义来源于ABP3-1109,等效截面6mm以下的铝合金薄板、带材、卷材、薄板型材、管材或挤压型材的标准试片，与其所代表的零件来自不同的材料炉批。不允许使用标准试片来代表锻件、铸件、厚板或较小截面大于6mm的挤压型材。炉批相关试片:与其所代表的零件具有相同的材料炉批的试片。在热处理过程中，应将与材料炉批相关试片放在它们所代表的零件的临近处。26清洗硬化保温时间最终清洗热处理及焊接前的清洗普通清洗用于严重油污的去除或外观清洗硬化任何使金属硬度增加的加工过程，包括加工硬化和热处理硬化。保温时间零件或材料放在达到规定温度范围的加工设备内，根据零件最大厚度所确定的时间范围27热处理分类按热处理的目的分类均匀化消除应力软化硬化按设备盐槽空气炉气氛炉真空炉燃气炉电阻炉等等28热处理分类按在零件整个工艺过程中位置和作用的不同预备热处理最终热处理按加热、冷却方式和获得的组织和性能的不同普通热处理表面热处理形变热处理化学热处理29热处理分类按表面防护状态分类普通热处理保护热处理化学热处理按材料类别分类钢的热处理钛的热处理铝的热处理30普通热处理淬火、正火、回火、退火等表面热处理感应加热热处理激光加热热处理电子束热处理流态床热处理离子束热处理31钢合金热处理结构钢热处理不锈钢热处理弹簧钢热处理钢铸件和焊接件热处理工模具钢热处理32保护热处理吸热式气氛热处理放热式热处理氮基气氛热处理氩气保护热处理氢气保护热处理涂料保护热处理浴炉热处理33化学热处理渗碳热处理渗氮热处理碳氮共渗热处理渗金属及其它元素热处理真空渗碳离子渗氮离子渗碳离子碳氮共渗34其它热处理感应加热热处理激光热处理电子束热处理流态化床热处理35铝合金热处理铝合金热处理特点状态描述工艺过程铝合金零件检验热处理前检验工序检验热处理后检验36铝合金热处理特点除对材料和零件表面有特殊要求外，铝合金热处理时不需要采取保护措施，其表层氧化膜可以起保护内部金属的作用。强化热处理包括固溶、淬火和时效，还包括形变、铸造的冷处理和循环热处理等。控制不好，容易发生过烧，对加热设备、控制仪表和操作人员素质要求较高。沉淀处理通常在75~250℃温度范围，保温时间一般几小时到数十小时。水广泛用做铝合金淬火介质。水基有机淬火介质可在保证力学性能的同时，减少翘曲变形。航空铝合金热处理往往零件尺寸大，其热处理变形也大。一般采用硬度或电导率检验热处理各工艺环节的质量。37铝合金状态简介•F自由加工状态用于变形合金或铸造合金制品。指热态或应变硬化时不采用特殊控制的成形加工制品。对于变形合金制品不作力学性能及成形性能的规定。•O退火状态仅适用于变形合金制品。指完全退火达到最软的制品或经消除应力退火的制品。38HW状态•H应变硬化状态•加工硬化状态仅适用于通过加工硬化的变形合金制品。这种制品可经过或不经过降低部分强度的补充处理。在“H”后面有二位数或三位数•W固溶处理状态这是不稳定的状态，仅适用于固溶处理后自然时效的合金。这种状态标记仅规定用于自然时效周期指明的情况。例如：W1/2h。39T状态•T稳定状态通过热处理而形成的不同于F、O或H状态的稳定状态。热处理后可经过（或不经过）加工硬化。可附加或不附加补充变形硬化。在“T”后面经常有一位或多位数字。40T3T351•T3•固溶处理后，冷变形，然后自然时效到基本稳定状态。适用于在固溶处理后经冷变形使强度提高的制品，或在力学性能指标上考虑了经矫平或矫直的冷作效应的制品。只有供货厂提供•T351•固溶处理，并通过拉伸消除应力，再自然时效到基本稳定状态。适用于按MIL-A-8920的2024合金厚板和轧制棒材，以及2219合金厚板41T4,T42•T4固溶处理和自然时效到基本稳定状态。适用于固溶处理后不经冷变形（可进行较直、娇平，但不影响力学性能极限）的制品，或在力学性能指标上未考虑矫平或矫直的冷作效应的制品。•T42由用户进行固溶处理和自然时效到基本稳定状态。材料在固溶处理前可为任一状态，但大都为O或F状态。42T6,T62•T6•固溶处理并随后人工时效。适用于固溶处理后不经冷变形或冷变形所产生影响不大的制品。很多材料把-W和-T4状态进行人工时效到-T6状态•T62•由用户进行固溶处理，随后人工时效，材料在固溶处理前可为任一状态，但大都为O或F状态。由T62获得的力学性能不同于T6状态的43T651,T6511•T651•固溶处理，通过拉伸来消除应力，随后人工时效，适用于厚板和轧制棒材，但2219合金除外•T6511•固溶处理，通过拉伸来消除应力，随后人工时效，略加矫直。适用于挤压制品，但2024合金除外44T73,T7351•T73•固溶处理，随后进行人工过时效，以获得最大耐应力腐蚀开裂性能。•T7351•固溶处理，通过拉伸来消除应力，并人工过时效。适用于7075等合金轧制棒材、丝材和厚板，耐应力腐蚀开裂性能相当于T73状态45T76,T73511•T76•固溶处理，并人工过时效，具有高的耐剥落腐蚀性能、适用于7075、7050等合金。抗应力腐蚀性能低于T74，T73，但是抗应力腐蚀性能仍较好。•T73511•固溶处理，通过拉伸来消除应力，允许略加矫直，并人工过时效。适用于7075等合金挤压制品，耐应力腐蚀开裂性能相当于T73状态46铝合金热处理工艺过程清洗装挂退火固溶时效检查零件检查设备检查仪表成形成形冷藏47碱清洗：44#清洗剂温水洗冷水洗干燥热处理前清洗48碱清洗：44#清洗剂温水洗冷水洗干燥49至冷库冷藏固溶热处理50料筐落底式淬火炉至冷库冷藏固溶热处理5