热处理工艺论文范文

今天小编给大家找来了《热处理工艺论文范文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。摘要：重载轴LZ45CrV为我公司新材质车轴，通过对铁路货车重载车轴的相关标准要求分析，进行多次试验确定其热处理工艺为：一次正火温度880±10℃，二次正火温度850±10℃，回火温度510±10℃，正火、回火保温时间均为3.5～4小时，空冷。

第一篇：热处理工艺论文范文

浅析温度对热处理工艺的影响

摘 要：金属热处理工艺在改善材料各种性能的同时，不可避免地会产生热处理变形，并且会直接影响到工件的精度、强度、噪声和寿命，因此对于精度要求较高的零件要尽可能减小其变形量，文章在着重阐述温度是控制变形的关键因素的同时罗列了几点次要因素。

关键词：金属热处理;变形;温度

引言

金属材料的热处理，即采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和冷却处理，某些情况下还会对其施加机械作用和化学作用，金属合金内部的结构和组织在热处理的作用下发生改变，进而实现改善材料性能的目的。实际应用中，对金属工件的力学、物理和化学性能都有着特定的要求，如果通过材料的合理选择以及成形工艺的运用都无法满足要求，这时就必须采用热处理的方式从而提高材料的性能。

然而，热处理工艺在改善材料性能的同时，金属材料的变形也随之产生，不利于机械加工中精度和强度的提高，还会产生噪声，减少其使用寿命。因此，如何在采用热处理技术提高金属材料性能的同时，尽量控制其变形量是当前热处理行业亟待解决的问题。

1 温度是变形的关键因素

在工业生产中，虽然热处理工艺的形式多种多样，然而其基本过程都是热作用的过程，并且由三个阶段组成，即加热、保温和冷却。所涉及到的参数也并不复杂，加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数就可以对其工艺过程进行详细完整的描述。顾名思义，热处理工艺是需要对材料进行加热的，这就需要加热设备，即加热炉。在加热炉中完成热处理的过程，而加热炉的温度则直接影响到热处理工艺，因此加热炉内的温度是热处理工业的一个非常重要的工艺参数，对其进行测量非常重要。温度测量的准确性也必须保证，因为只有在温度测量准确有效的前提下，才能对其进行合理控制。在热处理工业中，温度是引发变形的关键因素，只有加强温度的测量和控制，才能尽量减少变形，从而提高产品的质量，避免产品报废的现象发生。

通过降低热处理的工艺温度能有效减少由此产生的变形。降低工艺温度，能相对减少工件的高温强度，并增强其塑性抗力以及抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的能力。降低工艺温度，还能够减少工件加热、冷却的温度区间。温度区间减少后，由热处理引起的各部位温度的一致性也会增强，而温度的不一致性正是引起工件组织应力和热应力的根本原因，随着温度不一致性减少，由此而导致的变形也会相应减少。此外，在降低工艺温度并缩短工艺时间的情况下，将缩短工件的高温蠕变时间，从而减少变形。

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導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。

3 结束语

热处理能改善工件的机械性能，提高工件的强度和硬度，但引起的变形影响是不可避免的。我们要重视我国现阶段的热处理技术和装备的改进，不断学习国外先进的技术，提高热处理工件质量及合格率，为我国的热处理行业做出贡献。

参考文献 ：

[1]刘晔东.热处理变形浅析[J].机械工人：热加工，2007(10).

作者：贺妍

第二篇：铁路货车重载车轴热处理工艺

摘 要：重载轴LZ45CrV为我公司新材质车轴，通过对铁路货车重载车轴的相关标准要求分析，进行多次试验确定其热处理工艺为：一次正火温度880±10℃，二次正火温度850±10℃，回火温度510±10℃，正火、回火保温时间均为3.5～4小时，空冷。

关键词：重载车轴;晶粒度;热处理;力学性能

前言：铁路货车重载车轴的材质是LZ45CrV，是27t轴重铁路货车车轴采用的新材质，属低合金钢。钢坯标准符合《大轴重铁路货车用LZ45CrV车轴钢坯试制技术条件》。由于在碳素钢的基础上添加Cr、V、Ni、Mo等合金元素，并对杂质和有害元素进行控制，所以具有优良的综合性能。

一、LZ45CrV车轴技术标准要求

(1)化学成分。钢的化学成分(熔炼分析)应符合表1的规定。对成品钢坯化学成分进行验证分析时，C、Mn、Si元素与表1规定的成分范围的允许偏差符合表2的规定，其余元素与表1规定的成分范围的允许偏差应符合GB/T222规定。(2)力学性能和显微特性。经热处理后车轴的拉伸特性和冲击试验特性分别符合表3和表4的指标。车轴的晶粒度试样应显示为均匀的细晶粒组织，试样在金相显微镜下放大100倍观察。检验及评定按GB/T6394的规定执行，晶粒度不低于6级。

二、热处理工艺方案初步制定

试验采用太钢生产的车轴钢坯，规格260mm×260mm，炉号D1105163，共锻造车轴34根，图1为RE2C型重载轴锻造毛坯图，最大外径尺寸为230mm，长度2400mm，重量680Kg。针对LZ45CrV钢的基本情况与国内已有比较成熟热处理工艺的40Cr和LZ50钢进行对比分析。化学成分对比见表5，LZ45CrV钢坯元素控制范围非常严格，并且还添加V、Mo等合金元素，故在确定热处理参数时，需要在参考热处理手册中推荐的参数同时具体分析确定。

(1)加热温度。正火是将钢加热到AC3点以上30℃～

50℃，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺。正火是将钢加热到完全奥氏体状态，钢中的原始组织缺陷基本消失，然后再控制适当的冷却速度。热处理手册推荐40Cr的正火温度为850℃～870℃;LZ50钢推荐的一次正火温度为860℃～880℃，二次正火温度为800℃～820℃，回火温度530℃。重载轴初步拟定一次正火温度860℃，二次正火温度810℃，回火温度530℃。(2)加热速度。按照加热速度控制一般原则，形状简单的碳素结构钢或低合金钢可以随炉升温，不控制加热速度。但形状复杂或中、高合金钢则应控制加热速度，中、高合金钢因合金元素含量高、导热性差，所以升温不易过快，其加热速度一般控制80℃～100℃/h。LZ45CrV钢属低合金钢可采用经过预热段后直接控制到工艺设定温度。(3)保温时间。保温时间是指钢件烧透并完成奥氏体均匀化所需时间。保温时间受钢件成分、形状、尺寸、装炉方式、装炉量、加热炉类型、炉温和加熱介质等影响。按照车轴毛坯有效直径大小经验确定保温时间，一次正火、二次正火保温时间均初步拟定为3～3.5小时，回火保温时间为3～3.5小时。(4)冷却速度。冷却速度过慢，会造成工件过软;冷却速度过快，会造成硬度偏高，对于一般件可在空气中冷却，大件可用吹风冷却或喷雾冷却。由于LZ45CrV钢属新材质正火后采用空冷方式。

综合化学成分及热处理关键参数分析初步确定热处理工艺为：一次正火温度860±10℃，二次正火温度810±10℃，回火温度 530±10℃，正火、回火保温时间均为3.5～4小时，空冷。设备采用现有成熟工艺的LZ50钢车轴热处理生产线，热处理后对车轴轴颈、轮座、轴身1/2半径处分别取样，送计量理化中心进行拉伸试验、冲击试验和晶粒度检测。

三、热处理工艺方案改进

针对按初步方案进行热处理试验的车轴试样强度不合格问题，进行了深入分析讨论，认为冲击值较高、塑性较好的情况下，强度不够主要原因应该是二次正火温度低及回火温度稍高造成。初步方案拟定二次正火温度810℃，因为LZ45CrV钢中添加了V、Mo等合金元素，V的热敏感性非常强，正火时V的析出量主要与正火温度有关，随着正火温度的提高，V的析出量增加，钢材完全奥氏体化后，V会阻碍奥氏体晶粒的长大，从而提高正火后强度。如果正火温度偏低，合金元素由于温度不够高分布不均匀造成强度不足，正火后的回火主要是消除残余应力，回火温度高也可能造成强度下降。

四、结论

通过多次热处理工艺试验，LZ45CrV新材质重载轴的热处理工艺为：一次正火温度880±10℃，二次正火温度850±10℃，回火温度510±10℃，正火、回火保温时间均为3.5～4小时，空冷。为重载轴批量生产做好了技术准备，同时也为相关材质车轴产品开发奠定了基础。

参考文献：

[1]全国热处理标准化技术委员会.金属热处理标准应用手册[M].北京：机械工业出版社，2005，7.

作者：崔志

第三篇：金属材料热处理工艺与技术分析

摘 要：金属材料热处理技术水平与产品质量直接相关，并影响到产品的物理性能。此外，在热处理金属材料时，高水平的技术不仅能减少金属资源的浪费，还能降低热处理工艺带来的环境污染，达到节能环保的效果。本文从我国金属材料热处理采用技术的现状出发，阐述了金属材料的分类，对金属材料热处理新工艺与技术进行了具体的总结，并对金属材料热处理工艺与技术未来的发展进行了合理展望，以期为我国金属材料热处理工艺与技术的发展提供参考。

关键词：金属材料;热处理;工艺与技术

现阶段，我国的金属材料热处理技术还处于较低的水平，金属材料热处理技术的自动化水平以及专业化程度都较为落后，工件脱碳、氧化的问题时有发生，导致产品质量达不到预期的要求，除此之外，对于我国金属材料热处理工艺来说，由于表面热处理工艺的水平较低，往往会导致加工工件没有良好的耐用性。提高金属材料的热处理技術水平，不但可以提高产品的质量，而且能使热处理工艺更加节能环保，达到节能减排的要求。所以，相关研究人员应加大对新技术的开发力度，重视气体燃料与液体燃料在热处理工艺中的应用，减少能耗，提高金属材料的热处理技术水平。

1 金属材料相关概述

在现代社会中，无论任何行业都能看到金属材料的存在，金属材料遍布在人们生活的每一个角落，并发挥着重要的作用。金属材料具有塑性好、耐热、韧性强、导电性好、导热性好等特点，广泛的应用于人们生活的各个领域。

1.1 多孔金属材料

多孔金属材料具有比重小、比表面积大、强度高的特点。无论是起落架还是安全垫，多孔金属材料都得到了充分的应用。多孔金属材料的通透性很好，并且在孔隙结构中存在很多孔洞，具有良好的传热特性。

1.2 纳米金属材料

随着纳米技术的迅速发展，纳米金属材料得到了较为广泛的应用。一般情况下，对于任何一种物质，只要到达纳米的水平，都会使物理性质和化学性质得到改变。对于金属材料来说，若是组织和构架达到纳米的级别，往往不同于金属材料的整体性能所表现的状态。铝基纳米复合材料是目前应用较为广泛的纳米-非晶体复合材料，具有强度高、抗疲劳性等特点。

2 金属材料热处理新工艺与技术

2.1 热处理CAD 技术

热处理CAD 技术拥有减少损失、缩短时间、提高效率、减少失误等多种优点，具有完全退火和等温退火等多种形式，是一种计算机模拟技术。热处理CAD 技术完全退火形式的应用较为常见，可以有效避免热处理过程中钢材的变形。在处理金属材料的过程中，技术人员会先通过热处理CAD 技术对金属材料的热加工进行还原，并以金属材料的性质为基础，结合金属材料的热加工要求，完善热加工工序。除此之外，技术人员也可以把热处理 CAD 技术应用到金属材料的挑选过程中来，降低挑选难度，得到更好的效果。

2.2 激光热处理技术

激光热处理技术较为广泛的应用于汽车、石油化工、冶金等领域，指的是用激光束热处理金属材料的表面，使集体和处理层拥有良好的结合强度。简单来说就是相变硬化或者激光淬火。由于激光束功率密度较高，所以用激光热处理技术强化工磨具表面和零件时能达到耐磨性、耐腐蚀性、高强度和高硬度的效果。激光的处理对象一般是铸造型板和激光对冲压模具。

2.3 化学薄层渗透技术

相对于传统技术，在进行金属材料热处理时使用化学薄层渗透技术，不仅可以减少能耗，还能缩短耗能时间，达到了节能减排的效果，所以化学薄层渗透技术的应用较为广泛，已经受到人们的重视及推广。

2.4 无氧作业的热处理技术

有氧条件是很多金属材料的热处理技术的必备条件，但是由于相关热处理技术水平达不到要求，往往导致金属材料发生氧化，从而降低了材料的性能。随着科技的发展，热处理技术的无氧作业成为了现实。无氧作业的热处理技术不仅使工艺流程得到了极大的缩短，还使热处理生产效率得到明显的提高。

2.5 振动时效处理技术

在对金属进行热处理的过程中，金属材料会受到机械力的作用而产生较大的振动力。所以切割时会使金属材料产生错位、位移等问题，使热处理工艺受到较大的影响，最终导致产品质量达不到预期的水平。而振动时效处理技术可以有效的避免振动力带来的影响，解决金属材料错位、位移等难题，降低切割误差和能耗，使金属材料更加完整，进而提高产品的质量。

2.6 超硬涂层技术

超硬涂层技术指的是在加工金属材料过程中只处理材料表面，不处理材料的内部。相对来说，超硬涂层技术并不复杂，应用过程比较简单。而采用了超硬涂层技术，不仅可以有效的提高金属材料的表面硬度，还能提高金属制品的耐用性，进而提高成品使用寿命。所以超硬涂层技术受到了人们足够的重视，在各个领域得到了广泛的应用。

3 展望金属材料热处理工艺与技术

近年来，研究人员一直努力探索热处理金属材料的新工艺和新技术，并得到了较多的研究成果，举例来说，可控气氛热处理工艺便是新探索出来的热处理金属材料工艺之一，它在热处理金属材料过程中使用了可以保护及控制材料的气氛介质，稳定了整个工艺过程，解决了热处理金属材料中存在的问题，使材料的表面性能的维持时间得到极大的增加，如今已经在很多领域得到了广泛的应用。并且，相关研究人员仍在对可控气氛热处理工艺进行改进与完善，以期达到更好的效果。展望未来的金属材料热处理，相信相关的工艺与技术能够得到更大的发展。

4 总结

综上所述，随着工业的发展，金属热处理工艺与技术发挥的作用越来越重要。为了金属材料机械性能的提高，相关研究人员有必要加大对金属热处理技术的研究力度。现阶段我国的金属热处理技术仍然存在较多的问题，我们要重视这些问题并以此为基础对金属热处理工艺与技术进行进一步完善。本文主要阐述了热处理CAD 技术、激光热处理技术、化学薄层渗透技术、无氧作业的热处理技术、振动时效处理技术以及超硬涂层技术，并合理展望了未来的热处理工艺与技术，以期对我国金属热处理工艺与技术的发展提供帮助。

参考文献：

[1]苗高蕾.金属材料热处理技术的发展[J].时代农机，2015(11)：23+26.

[2]刘磊，白涛.浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].科技视界，2016(5)：115.

作者：钱宏义 钱文勇