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由球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)認(rèn)為球鐵件易于出現(xiàn)縮孔縮松缺陷，因而其實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造較為困難,。闡述了實(shí)現(xiàn)球鐵件無(wú)冒口鑄造工藝所應(yīng)具備的鐵液成份,、澆注溫度、冷鐵工藝,、鑄型強(qiáng)度和剛度,、孕育處理、鐵液過(guò)濾和鑄件模數(shù)等條件,，用大模數(shù)鑄件和小模數(shù)鑄件鑄造工藝實(shí)例佐證了自己的觀點(diǎn),。 1、球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn) 球墨鑄鐵與灰鑄鐵的凝固方式不同是由球墨與片墨生長(zhǎng)方式不同而造成的,。 在亞共晶灰鐵中石墨在初生奧氏體的邊緣開始析出后,，石墨片的兩側(cè)處在奧氏體的包圍下從奧氏體中吸收石墨而變厚，石墨片的先端在液體中吸收石墨而生長(zhǎng),。 在球墨鑄鐵中,，由于石墨呈球狀，石墨球析出后就開始向周圍吸收石墨,，周圍的液體因?yàn)閣（C）量降低而變?yōu)楣虘B(tài)的奧氏體并且將石墨球包圍,；由于石墨球處在奧氏體的包圍中，從奧氏體中只能吸收的碳較為有限,，而液體中的碳通過(guò)固體向石墨球擴(kuò)散的速度很慢,，被奧氏體包圍又***了它的長(zhǎng)大；所以,，即使球墨鑄鐵的碳當(dāng)量比灰鑄鐵高很多,，球鐵的石墨化卻比較困難，因而也就沒有足夠的石墨化膨脹來(lái)抵消凝固收縮,；因此，球墨鑄鐵容易產(chǎn)生縮孔,。 另外,，包裹石墨球的奧氏體層厚度一般是石墨球徑的1.4倍，也就是說(shuō)石墨球越大奧氏體層越厚,，液體中的碳通過(guò)奧氏體轉(zhuǎn)移至石墨球的難度也越大,。 低硅球墨鑄鐵容易產(chǎn)生白口的根本原因也在于球墨鑄鐵的凝固方式。如上所述,，由于球墨鑄鐵石墨化困難,，沒有足夠的由石墨化產(chǎn)生的結(jié)晶潛熱向鑄型內(nèi)釋放而增大了過(guò)冷度,，石墨來(lái)不及析出就形成了滲碳體。此外,，球墨鑄鐵孕育衰退快,，也是極易發(fā)生過(guò)冷的因素之一。 2.球墨鑄鐵無(wú)冒口鑄造的條件 從球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)不難看出,，球墨鑄鐵件要實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造的難度較大,。筆者根據(jù)自己多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)球墨鑄鐵實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造工藝所需具備的條件作了一些歸納總結(jié),，在此與同行分享,。 2.1鐵液成分的選擇 （1）碳當(dāng)量（CE） 在同等條件下，微小的石墨在鐵液中容易溶解并且不容易生長(zhǎng),；隨著石墨長(zhǎng)大,，石墨的生長(zhǎng)速度也變快，所以使鐵液在共晶前就產(chǎn)生初生石墨對(duì)促進(jìn)共晶凝固石墨化是非常有利的,。過(guò)共晶成分的鐵液就能滿足這樣的條件,，但過(guò)高的CE值使石墨在共晶凝固前就長(zhǎng)大，長(zhǎng)大到一定尺寸時(shí)石墨開始上浮,，產(chǎn)生石墨漂浮缺陷,。這時(shí)，由石墨化引起的體積膨脹只會(huì)造成鐵液液面上升,，不但對(duì)鑄件的補(bǔ)縮毫無(wú)意義,，而且由于石墨在液態(tài)時(shí)吸收了大量的碳，反而造成在共晶凝固時(shí)鐵液中的w（C）量低不能產(chǎn)生足夠的共晶石墨,，也就不能抵消由于共晶凝固造成的收縮,。實(shí)踐證明，能夠?qū)E值控制在4.30%~4.50%是***理想的,。 （2）硅（Si） 一般認(rèn)為在Fe-C-Si系合金中,， Si是石墨化元素，w（Si）量高有利于石墨化膨脹,，能夠減少縮孔的發(fā)生,。很少有人知道，Si是阻礙共晶凝固石墨化的,。所以,，不論從補(bǔ)縮的角度考慮，還是從防止碎塊狀石墨產(chǎn)生的角度考慮,，只要能通過(guò)強(qiáng)化孕育等措施防止白口產(chǎn)生,，都要盡可能地降低w（Si）量。 （3）碳（C） 在合理的CE值條件下,，盡可能提高w（C）量,。事實(shí)證明球墨鑄鐵的w（C）量控制在3.60%~3.70%,，鑄件具有***小的收縮率。 （4）硫（S） S是阻礙石墨球化的主要元素,，球化處理的主要目的就是脫S,，但球墨鑄鐵孕育衰退快與w（S）量太低有直接關(guān)系；所以,，適當(dāng)?shù)膚（S）量是必要的,。可以將w（S）量控制在0.015%左右,，利用MgS的成核作用增加石墨核心質(zhì)點(diǎn)以增加石墨球數(shù),，減少衰退。 （5）鎂（Mg） Mg也是阻礙石墨化的元素,，所以在保證球化率能夠達(dá)到90%以上的前提下,，Mg應(yīng)盡可能低。在原鐵液w（O）,、w（S）量不高的條件下,，殘留w（Mg）量能夠控制在0.03%~0.04%是***理想的。 （6）其他元素 Mn,、P,、Cr等所有阻礙石墨化的元素越低越好。 要注意微量元素的影響,，如Ti,。當(dāng)w（Ti）量低時(shí)，是強(qiáng)力促進(jìn)石墨化元素,，同時(shí)Ti又是碳化物形成元素,，又是影響球化促進(jìn)蠕蟲狀石墨產(chǎn)生的元素，所以w（Ti）量控制得越低越好,。筆者公司曾經(jīng)有一個(gè)非常成熟的無(wú)冒口鑄造工藝,，由于一時(shí)原材料短缺而使用了w（Ti）量為0.1%的生鐵，生產(chǎn)出的鑄件不但表面有縮陷,，加工后內(nèi)部也出現(xiàn)了集中型縮孔,。 總之，純凈原材料對(duì)提高球墨鑄鐵的自補(bǔ)縮能力是有利的,。 2.2澆注溫度 有實(shí)驗(yàn)表明,，球墨鑄鐵的澆注溫度從1350℃到1500℃對(duì)鑄件收縮的體積沒有明顯的影響，只不過(guò)縮孔的形態(tài)從集中型逐漸向分散型過(guò)度,。石墨球的尺寸也隨著澆注溫度的升高逐漸變大，石墨球的數(shù)量逐漸減少,。所以沒有必要苛求過(guò)低的澆注溫度,，只要鑄型強(qiáng)度足夠抵抗鐵液的靜壓力,，澆注溫度可以高一些。通過(guò)鐵液加熱鑄型減少共晶凝固時(shí)的過(guò)冷度,，使石墨化有充足的時(shí)間進(jìn)行,。不過(guò)，澆注速度要盡可能地快,，以盡量減少型內(nèi)鐵液的溫度差,。 2.3冷鐵 根據(jù)筆者使用冷鐵的經(jīng)驗(yàn)及利用以上理論分析，冷鐵能夠消除縮孔缺陷的說(shuō)法并不確切,。一方面,，局部使用冷鐵（如打孔部位），只能使縮孔轉(zhuǎn)移而不是消除縮孔,；另一方面,，大面積地使用冷鐵而獲得了減少補(bǔ)縮或無(wú)冒口的效果，只是無(wú)意識(shí)地增加了鑄型強(qiáng)度而不是冷鐵減少了液體或共晶凝固收縮,。事實(shí)上,，如果冷鐵使用過(guò)多，影響了石墨球的長(zhǎng)大及石墨化的程度,，相反會(huì)加劇收縮,。 2.4鑄型強(qiáng)度和剛度 由于球鐵大都選擇共晶或過(guò)共晶成分，鐵液在鑄型中冷卻至共晶溫度所經(jīng)過(guò)的時(shí)間較長(zhǎng),，也就是鑄型所承受的鐵液靜壓力的時(shí)間要比亞共晶成分的灰鑄鐵要長(zhǎng),，鑄型也就更容易產(chǎn)生壓縮性變形。當(dāng)石墨化膨脹引起的體積增加不能抵消液體收縮+凝固收縮+鑄型變形體積時(shí),，產(chǎn)生縮孔也就在所難免,。所以，足夠的鑄型剛度及抗壓強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造的重要條件,，有許多覆砂鐵型鑄造工藝實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造既是這一理論的證明,。 2.5孕育處理 強(qiáng)效孕育劑及瞬時(shí)延后孕育工藝既能給予鐵液大量的核心質(zhì)點(diǎn)，又能防止孕育衰退,，能夠保證球墨鑄鐵在共晶凝固時(shí)有足夠的石墨球數(shù),；多而小的石墨球減少了液體中的C向石墨核心轉(zhuǎn)移的距離，加快了石墨化速度,，短時(shí)內(nèi)大量的共晶凝固又能釋放出較多的結(jié)晶潛熱,，減少了過(guò)冷度，既能防止白口的產(chǎn)生,，又能加強(qiáng)石墨化膨脹,。因而。強(qiáng)效孕育對(duì)提高球墨鑄鐵的自補(bǔ)縮能力至關(guān)重要,。 2.6鐵液過(guò)濾 鐵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾,，濾除了部分氧化夾雜,，使鐵液的微觀流動(dòng)性增強(qiáng)，可以降低微觀縮孔的產(chǎn)生幾率,。 2.7鑄件模數(shù) 由于鑄態(tài)珠光體球鐵需要加入阻礙石墨化的元素,，這會(huì)影響石墨化程度，對(duì)鑄件實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)縮目的有一定影響,，所以有資料介紹,，無(wú)冒口鑄造適用于牌號(hào)在QT500以下的球墨鑄鐵。除此之外,，由鑄件的形狀尺寸所決定的模數(shù)應(yīng)在3.1cm以上,。 值得注意的是，厚度＜50mm的板類鑄件實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造是困難的,。 也有資料介紹,，對(duì)QT500以上的球墨鑄鐵實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造工藝的條件是其模數(shù)應(yīng)大于3.6cm。 3.應(yīng)用實(shí)例介紹 3.1大模數(shù)鑄件無(wú)冒口鑄造工藝實(shí)例 材料牌號(hào)為GGG70的風(fēng)電增速器行星支架鑄件,，重量為3300kg,，輪廓尺寸為φ1260×1220mm，鑄件模數(shù)約為5.0cm,。鑄件成分為：w（C）3.62%,；w（Si）2.15%；w（Mn）0.25%,；w（P）0.035%,；w（S）0.012%；w（Mg）0.036%,；w（Cu）0.98%,。澆注溫度為1370~1380℃ 考慮到鐵液對(duì)鑄型下部的壓力較大，容易使鑄型下部產(chǎn)生壓縮變形,，所以客戶推薦將冷鐵主要集中放置在下部（如圖1）,。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，開始試制時(shí),，我們決定使用無(wú)冒口鑄造工藝,，也就是圖1去掉冒口的工藝。雖然客戶請(qǐng)***人員對(duì)所試制鑄件做超聲探傷并未發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷,，解剖結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)縮孔缺陷,。但對(duì)照其它相關(guān)資料及客戶提供的參考工藝，我們對(duì)這么重要的鑄件批量生產(chǎn)后一旦發(fā)生縮孔缺陷的后果甚為擔(dān)心,，所以對(duì)圖1工藝進(jìn)行了凝固模擬試驗(yàn),，模擬結(jié)果如圖2。 圖1 推薦的冒口補(bǔ)縮工藝 圖2 根據(jù)圖1工藝的模擬結(jié)果 從模擬結(jié)果可見，液態(tài)收縮已經(jīng)將包括內(nèi)部的3個(gè)Φ140×170mm圓形發(fā)熱保溫冒口及外側(cè)的3個(gè)320×200×320mm腰圓形發(fā)熱保溫冒口內(nèi)的鐵液全部用盡,；因而,，我們?cè)谠?20×200×320mm發(fā)熱保溫冒口的上面再加上1個(gè)同等大小的冒口，即將冒口尺寸改為320×200×640mm,。但是，澆鑄后的結(jié)果卻是所有冒口一點(diǎn)收縮的痕跡也沒有,，從而證實(shí)了這個(gè)鑄件完全可以實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造,。 3.2小模數(shù)鑄件有冒口鑄造實(shí)例 圖3所示的蜂窩板材料牌號(hào)為QT500-7，長(zhǎng)×寬×高尺寸為1 230×860×32 mm,，鑄件模數(shù)M=3.2/2=1.6 cm,。 圖3 蜂窩板毛坯圖 此鑄件模數(shù)遠(yuǎn)小于3.1cm，顯然不適用于無(wú)冒口鑄造工藝,，但試制時(shí)為了提高工藝出品率,，采用了立澆雨淋式澆口（圖4），原意是想使鑄件在凝固時(shí)產(chǎn)生自上而下的溫度梯度,，以利用橫澆口補(bǔ)縮,，但結(jié)果卻是在鑄件的中間部位加工后產(chǎn)生了大面積連通性縮孔（圖4中雙點(diǎn)劃線處）。試制4件無(wú)一件成品,。 圖4 試制工藝方案示意圖 于是,，我們改變思路，制定了如圖5所示的臥澆,、冷鐵加冒口工藝,。用冷鐵將鑄件分割成9部分，每部分的中央放置冒口,。改進(jìn)后的工藝出品率大于75%,，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率在2.0%以下,，由于原材料和工藝都較穩(wěn)定,，加工后幾乎沒有廢品。 圖5 改進(jìn)后的成熟工藝
+查看全文13 2020-01
如果是正常的干式切削，幾乎所有的鋼材切出來(lái)的屑都是要燒了呈現(xiàn)紫色才合理的。在這里拋開刀片材料,、轉(zhuǎn)速,、走刀量、切削深度,、段屑槽的形狀,、刀尖大小等不談，單談干式切削時(shí)鐵屑顏色的變化：銀白色－淡黃色－暗黃色－絳紅色－暗藍(lán)色－藍(lán)色－藍(lán)灰色－灰白色－紫黑色,，溫度也由200攝氏度左右上升到500攝氏度以上,，這個(gè)顏色變化過(guò)程也就是切削過(guò)程中所消耗的功的絕大部分轉(zhuǎn)換成切削熱的過(guò)程，同時(shí)也可以看作是刀具損耗（鋒利－鈍化－劇烈鈍化－報(bào)廢）過(guò)程（無(wú)積屑瘤時(shí)）注意我們通常所說(shuō)的切削溫度是指平均溫度,。 切削顏色為藍(lán)或藍(lán)紫色時(shí)較為合理,，如果銀白或黃色，則未充分發(fā)揮效率,，如果藍(lán)灰則切削用量太大,。使用高速鋼刀具，則削為銀白和微黃為宜,，如果削藍(lán)則要減小轉(zhuǎn)速或進(jìn)給,。 切屑顏色與切削溫度關(guān)系： 銀白色 —— 約<200℃以下 淡黃色 —— 約220℃ 深藍(lán)色 —— 約300℃ 淡灰色 —— 約400℃ 深紫黑色 —— 約>500℃ 靠顏色的變化來(lái)確定合理參數(shù)只是方法或者手段之一。
+查看全文10 2020-01
熱處理工藝口訣 熱處理是重之重，決定產(chǎn)品高質(zhì)量. 工藝方法應(yīng)優(yōu)化,，設(shè)備性能需掌握. 各段參數(shù)選正確,，***可靠應(yīng)優(yōu)先. 加熱保溫和冷卻，環(huán)環(huán)相扣不馬虎. 用鋼成分有變化,，影響相變要考慮. 利用計(jì)算調(diào)參數(shù),，工藝可靠更適用. 鋼種類別要分清，合理選項(xiàng)更科學(xué). 加熱溫度頗重要,，保溫時(shí)間要充分. 高合金鋼要分段,，緩慢加熱有保障. 過(guò)熱欠熱均不利，恰好需要多斟酌. 保溫時(shí)間要考慮,，加熱條件和狀態(tài). 零件多少和壁厚,，選擇計(jì)算抓重點(diǎn). 氧化脫碳要控制，多種方法可選擇. 營(yíng)造無(wú)氧是關(guān)鍵,，***佳選擇是真空. 零件細(xì)長(zhǎng)垂直放,，薄壁更要防變形. 截面突變要注意，加熱冷卻要防護(hù). 冷卻大于臨界值,，獲馬氏體是根本. 冷卻掌握要得當(dāng),，恰當(dāng)止冷防開裂. 確保硬度打基礎(chǔ),，立即回火去應(yīng)力. 溫度調(diào)整達(dá)硬度，鋼種不同回火變. 多次回火不可少,，穩(wěn)定尺寸保性能. 鋼有脆性需快冷,，確保性能要記牢. 硬度性能有依據(jù)，定量關(guān)系可換算. 掌握科學(xué)編工藝,，腳踏實(shí)地多實(shí)踐. 積累經(jīng)驗(yàn)多總結(jié)，實(shí)用快捷更可靠.
+查看全文06 2020-01
消失模鑄造技術(shù)是用泡沫塑料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸完全一樣的實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火粘結(jié)涂料,，烘干后進(jìn)行干砂造型,，振動(dòng)緊實(shí)，然后澆入金屬液使模樣受熱氣化消失,，而得到與模樣形狀一致的金屬零件的鑄造方法,。 1、壓力消失模鑄造技術(shù) 壓力消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的鑄造新技術(shù),，它是在帶砂箱的壓力灌中,，澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后,，迅速密封壓力灌，并通入一定壓力的氣體,，使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法,。這種鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松,、氣孔等鑄造缺陷,，提高鑄件致密度,，改善鑄件力學(xué)性能。 2,、真空低壓消失模鑄造技術(shù) 真空低壓消失模鑄造技術(shù)是將負(fù)壓消失模鑄造方法和低壓反重力澆注方法復(fù)合而發(fā)展的一種新鑄造技術(shù),。真空低壓消失模鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是：綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在可控的氣壓下完成充型過(guò)程,，大大提高了合金的鑄造充型能力,；與壓鑄相比，設(shè)備投資小,、鑄件成本低,、鑄件可熱處理強(qiáng)化,；而與砂型鑄造相比,，鑄件的精度高、表面粗糙度小,、生產(chǎn)率高,、性能好,；反重力作用下，直澆口成為補(bǔ)縮短通道,，澆注溫度的損失小,，液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固，合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效,、成品率高,、組織致密；真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低,，適合于多種有色合金,。 3、振動(dòng)消失模鑄造技術(shù) 振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)是在消失模鑄造過(guò)程中施加一定頻率和振幅的振動(dòng),，使鑄件在振動(dòng)場(chǎng)的作用下凝固,，由于消失模鑄造凝固過(guò)程中對(duì)金屬溶液施加了一定時(shí)間振動(dòng)，振動(dòng)力使液相與固相間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),，而使枝晶破碎,，增加液相內(nèi)結(jié)晶核心，使鑄件***終凝固組織細(xì)化,、補(bǔ)縮提高，力學(xué)性能改善,。該技術(shù)利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實(shí)振動(dòng)臺(tái),，通過(guò)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，使金屬液在動(dòng)力激勵(lì)下生核,，達(dá)到細(xì)化組織的目的,，是一種操作簡(jiǎn)便、成本低廉,、無(wú)環(huán)境污染的方法,。 4、半固態(tài)消失模鑄造技術(shù) 半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與半固態(tài)技術(shù)相結(jié)合的新鑄造技術(shù),，由于該工藝的特點(diǎn)在于控制液固相的相對(duì)比例,，也稱轉(zhuǎn)變控制半固態(tài)成形。該技術(shù)可以提高鑄件致密度,、減少偏析,、提高尺寸精度和鑄件性能。 5,、消失模殼型鑄造技術(shù) 消失模殼型鑄造技術(shù)是熔模鑄造技術(shù)與消失模鑄造結(jié)合起來(lái)的新型鑄造方法,。該方法是將用發(fā)泡模具制作的與零件形狀一樣的泡沫塑料模樣表面涂上數(shù)層耐火材料，待其硬化干燥后,，將其中的泡沫塑料模樣燃燒氣化消失而制成型殼,，經(jīng)過(guò)焙燒,，然后進(jìn)行澆注，而獲得較高尺寸精度鑄件的一種新型精密鑄造方法,。它具有消失模鑄造中的模樣尺寸大,、精密度高的特點(diǎn)，又有熔模精密鑄造中結(jié)殼精度,、強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),。與普通熔模鑄造相比，其特點(diǎn)是泡沫塑料模料成本低廉,，模樣粘接組合方便,，氣化消失容易，克服了熔模鑄造模料容易軟化而引起的熔模變形的問(wèn)題,，可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金復(fù)雜鑄件 6,、消失模懸浮鑄造技術(shù) 消失模懸浮鑄造技術(shù)是消失模鑄造工藝與懸浮鑄造結(jié)合起來(lái)的一種新型實(shí)用鑄造技術(shù)。該技術(shù)工藝過(guò)程是金屬液澆入鑄型后,，泡沫塑料模樣氣化,，夾雜在冒口模型的懸浮劑（或?qū)腋┓胖迷谀幽程囟ㄎ恢茫驅(qū)腋┡cEPS一起制成泡沫模樣）與金屬液發(fā)生物化反應(yīng)從而提高鑄件整體（或部分）組織性能,。
+查看全文03 2020-01
歡聲笑語(yǔ)辭舊歲,，豪情滿懷迎新年！伴隨著收獲的喜悅,，滿懷著對(duì)美好未來(lái)的憧憬,，我們共同迎來(lái)了2020年！ 新的一年開啟新的希望,，新的歷程承載新的夢(mèng)想,，值此2020年元旦來(lái)臨之際，洛陽(yáng)順祥機(jī)械設(shè)備有限公司向過(guò)去一年來(lái)奮戰(zhàn)在公司每一個(gè)工作崗位上的廣大員工及員工家屬致以節(jié)日的問(wèn)候,，向關(guān)心和支持順祥發(fā)展的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo),、客戶表示衷心的感謝！祝大家2020年身體健康,、工作順利,、闔家幸福、萬(wàn)事如意,！ 洛陽(yáng)順祥祝您元旦快樂,！
+查看全文01 2020-01
螺絲釘對(duì)應(yīng)的英文單詞是Screw,，除了名字里有學(xué)問(wèn),，小小的螺絲釘從被發(fā)明到被規(guī)定為順時(shí)針擰緊、逆時(shí)針?biāo)砷_,，經(jīng)歷了幾千年的時(shí)間,。 柏拉圖的朋友發(fā)明了螺釘 六種***簡(jiǎn)單的機(jī)械工具是：螺絲釘、傾斜面,、杠桿,、滑輪、楔子,、輪子,、輪軸。 螺釘位列六大簡(jiǎn)單機(jī)械之中,，但說(shuō)穿了也不過(guò)是一個(gè)軸心與圍繞著它蜿蜒而上的傾斜平面,。時(shí)至今日，螺釘已經(jīng)發(fā)展出了標(biāo)準(zhǔn)的尺寸,。使用螺釘?shù)牡湫头椒ㄊ怯庙槙r(shí)針的旋轉(zhuǎn)來(lái)擰緊它（與之相對(duì),，用逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)來(lái)擰松）。 順時(shí)針擰緊主要由右撇子決定的 然而,，由于發(fā)明之初的螺絲釘皆為人工打造,，其螺絲的細(xì)密程度并不一致,，往往由工匠的個(gè)人喜好決定,。 到了16世紀(jì)中期，法國(guó)宮廷工程師Jaques Besson發(fā)明了可以切割成螺絲的車床,，后來(lái)這種技術(shù)花了100年的時(shí)間得以推廣,。英國(guó)人Henry Maudsley于1797年發(fā)明了現(xiàn)代車床，有了它,，螺紋的精細(xì)程度顯著提高,。盡管如此，螺絲的大小及細(xì)密程度依舊沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),。 這種情況于1841年得到改變,。Maudsley的徒弟Joseph Whitworth向市政工程師學(xué)會(huì)遞交了一篇文章，呼吁統(tǒng)一螺絲型號(hào)一體化,。他提了兩點(diǎn)建議： 1,、螺釘螺紋的傾角應(yīng)該以55°為標(biāo)準(zhǔn),； 2、不考慮螺絲的直徑,，每英尺的絲數(shù)應(yīng)該采取一定的標(biāo)準(zhǔn),。 螺釘雖小，早期需要n種機(jī)床和n+1種刀具制成 早期的螺釘不容易制造,，因?yàn)槠渖a(chǎn)過(guò)程“需要三種刀具兩種機(jī)床”,。 為了解決英式標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)制造問(wèn)題，美國(guó)人William Sellers在1864年發(fā)明了一種平頂平跟的螺紋,，這點(diǎn)小小的改變讓螺絲釘制造起來(lái)只需要一種刀具和機(jī)床,。更快捷、更簡(jiǎn)單,、也更便宜,。 Sellers螺絲釘?shù)穆菁y在美國(guó)流行起來(lái)，并且很快成為美國(guó)鐵路公司的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),。 螺栓連接件的特性 擰緊過(guò)程的主要變量： （1）扭矩（T）：所施加的擰緊動(dòng)力矩,，單位牛米（Nm）； （2）夾緊力（F）：連接體間的實(shí)際軸向夾（壓）緊大小,，單位牛（N）,； （3）摩擦系數(shù)（U）：螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數(shù),； （4）轉(zhuǎn)角（A）：基于一定的扭矩作用下,，使螺栓再產(chǎn)生一定的軸向伸長(zhǎng)量或連接件被壓縮而需要轉(zhuǎn)過(guò)的螺紋角度。
+查看全文22 2019-10
1,、鑄造性（可鑄性） 指金屬材料能用鑄造的方法獲得合格鑄件的性能。鑄造性主要包括流動(dòng)性,，收縮性和偏析,。流動(dòng)性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，收縮性是指鑄件凝固時(shí),，體積收縮的程度,，偏析是指金屬在冷卻凝固過(guò)程中，因結(jié)晶先后差異而造成金屬內(nèi)部化學(xué)成分和組織的不均勻性,。 2,、可鍛性 指金屬材料在壓力加工時(shí)，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能,。它包括在熱態(tài) 或冷態(tài)下能夠進(jìn)行錘鍛,，軋制,，拉伸，擠壓等加工,?？慑懶缘暮脡闹饕c金屬材料的化學(xué)成分有關(guān)。 3,、切削加工性（可切削性,，機(jī)械加工性） 指金屬材料被刀具切削加工后而成為合格工件的難易程度。切削加工性好壞常用加工后工件的表面粗糙度,，允許的切削速度以及刀具的磨損程度來(lái)衡量,。它與金屬材料的化學(xué)成分，力學(xué)性能,，導(dǎo)熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān),。通常是用硬度和韌性作切削加工性好壞的大致判斷。一般講,，金屬材料的硬度愈高愈難切削,，硬度雖不高，但韌性大,，切削也較困難,。 4、焊接性（可焊性） 指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性能,。主要是指在一定的焊接工藝條件下,，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。它包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是結(jié)合性能,，即在一定的焊接工藝條件下,，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能,，即在一定的焊接工藝條件下,，一定的金屬焊接接頭對(duì)使用要求的適用性。 5,、熱處理 ?。?）退火：指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定的時(shí)間,，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。常見的退火工藝有：再結(jié)晶退火,，去應(yīng)力退火,，球化退火，完全退火等,。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度,，提高塑性,，以利切削加工或壓力加工，減少殘余應(yīng)力,，提高組織和成分的均勻化,，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。 ?。?）正火：指將鋼材或鋼件加熱到Ac3或Acm（鋼的上臨界點(diǎn)溫度）以上30～50℃,，保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝,。正火的目的：主要是提高低碳鋼的力學(xué)性能,，改善切削加工性，細(xì)化晶粒,，消除組織缺陷,，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。 ?。?）淬火：指將鋼件加熱到Ac3或Ac1（鋼的下臨界點(diǎn)溫度）以上某一溫度,，保持一定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度,，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝,。常見的淬火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級(jí)淬火,，貝氏體等溫淬火,，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織,，提高工件的硬度,，強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等,。 ?。?）回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到Ac1以下的某一溫度,，保溫一定時(shí)間,，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。常見的回火工藝有：低溫回火,，中溫回火,，高溫回火和多次回火等?；鼗鸬哪康模褐饕窍摷诖慊饡r(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力,，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韌性等。 ?。?）調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及回火的復(fù)合熱處理工藝,。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,。 ?。?）化學(xué)熱處理：指金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層,，以改變其化學(xué)成分,，組織和性能的熱處理工藝。常見的化學(xué)熱處理工藝有：滲碳,，滲氮,，碳氮共滲，滲鋁,，滲硼等,。化學(xué)熱處理的目的：主要是提高鋼件表面的硬度,，耐磨性,，抗蝕性，抗疲勞強(qiáng)度和抗氧化性等,。 ?。?）固溶處理：指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻,，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝,。固溶處理的目的：主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準(zhǔn)備等,。 ?。?）沉淀硬化（析出強(qiáng)化）：指金屬在過(guò)飽和固溶體中溶質(zhì)原子偏聚區(qū)和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而導(dǎo)致硬化的一種熱處理工藝。如奧氏體沉淀不銹鋼在固溶處理后或經(jīng)冷加工后,，在400～500℃或700～800℃進(jìn)行沉淀硬化處理,，可獲得很高的強(qiáng)度。 ?。?）時(shí)效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理,，冷塑性變形或鑄造，鍛造后,，在較高的溫度放置或室溫保持,，其性能，形狀,，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝,。若采用將工件加熱到較高溫度，并較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工藝,，稱為人工時(shí)效處理,，若將工件放置在室溫或自然條件下長(zhǎng)時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理,。時(shí)效處理的目的,，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸,，改善機(jī)械性能等,。 （10）淬透性：指在規(guī)定條件下,，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性,。鋼材淬透性好與差，常用淬硬層深度來(lái)表示,。淬硬層深度越大,，則鋼的淬透性越好。鋼的淬透性主要取決于它的化學(xué)成分,，特別是含增大淬透性的合金元素及晶粒度,，加熱溫度和保溫時(shí)間等因素有關(guān)。淬透性好的鋼材,，可使鋼件整個(gè)截面獲得均勻一致的力學(xué)性能以及可選用鋼件淬火應(yīng)力小的淬火劑,，以減少變形和開裂。 ?。?1）臨界直徑（臨界淬透直徑）：臨界直徑是指鋼材在某種介質(zhì)中淬冷后,，心部得到全部馬氏體或50%馬氏體組織時(shí)的***大直徑，一些鋼的臨界直徑一般可以通過(guò)油中或水中的淬透性試驗(yàn)來(lái)獲得,。 ?。?2）二次硬化：某些鐵碳合金（如高速鋼）須經(jīng)多次回火后，才進(jìn)一步提高其硬度,。這種硬化現(xiàn)象,，稱為二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于參與奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體所致,。 ?。?3）回火脆性：指淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象?；鼗鸫嘈钥煞譃?**類回火脆性和第二類回火脆性,。***類回火脆性又稱不可逆回火脆性，主要發(fā)生在回火溫度為250～400℃時(shí),，在重新加熱脆性消失后,，重復(fù)在此區(qū)間回火,，不再發(fā)生脆性，第二類回火脆性又稱可逆回火脆性,，發(fā)生的溫度在400～650℃,，當(dāng)重新加熱脆性消失后，應(yīng)迅速冷卻,，不能在400～650℃區(qū)間長(zhǎng)時(shí)間停留或緩冷,，否則會(huì)再次發(fā)生催化現(xiàn)象?；鼗鸫嘈缘陌l(fā)生與鋼中所含合金元素有關(guān),，如錳，鉻,，硅,，鎳會(huì)產(chǎn)生回火脆性傾向，而鉬,，鎢有減弱回火脆性傾向,。
+查看全文21 2019-10
鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝,，已有約6000年的歷史,。中國(guó)約在公元前1700～前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的水平,。 鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中,，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯的方法,。被鑄物質(zhì)多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅,、鐵、鋁,、錫,、鉛等），而鑄模的材料可以是砂,、金屬甚至陶瓷,。因應(yīng)不同要求，使用的方法也會(huì)有所不同,。 下面為大家講解集中常用的鑄造工藝 1,、熔模鑄造又稱失蠟鑄造，包括壓蠟,、修蠟,、組樹,、沾漿、熔蠟,、澆鑄金屬液及后處理等工序,。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)＃缓笙災(zāi)Ｉ贤恳阅酀{,，這就是泥模,。泥模晾干后,，在焙燒成陶模,。一經(jīng)焙燒，蠟?zāi)Ｈ咳刍魇?，只剩陶模,。一般制泥模時(shí)就留下了澆注口，再?gòu)臐沧⒖诠嗳虢饘偃垡?，冷卻后,，所需的零件就制成了。 2,、壓鑄（注意壓鑄不是壓力鑄造的簡(jiǎn)稱）是一種金屬鑄造工藝,，其特點(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓。模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,，這個(gè)過(guò)程有些類似注塑成型,。 3,、砂模鑄造 就是用砂子制造鑄模,。砂模鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣)，然后在模樣周末填滿砂子,，開箱取出模樣以后砂子形成鑄模,。為了在澆鑄金屬之前取出模型,，鑄模應(yīng)做成兩個(gè)或更多個(gè)部分;在鑄模制作過(guò)程中，必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔,，合成澆注系統(tǒng),。鑄模澆注金屬液體以后保持適當(dāng)時(shí)間，一直到金屬凝固,。取出零件后,，鑄模被毀，因此必須為每個(gè)鑄造件制作新鑄模,。 4,、離心鑄造是將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法,。離心鑄造所用的鑄型,，根據(jù)鑄件形狀,、尺寸和生產(chǎn)批量不同，可選用非金屬型(如砂型,、殼型或熔模殼型),、金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。 5,、模鍛是在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法,。根據(jù)設(shè)備不同，模鍛分為錘上模鍛,，曲柄壓力機(jī)模鍛,，平鍛機(jī)模鍛，摩擦壓力機(jī)模鍛等,。輥鍛是材料在一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝,。它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式。 6,、鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力,，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,，鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一,。通過(guò)鍛造能消除金屬在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu),，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線,，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高,、工作條件嚴(yán)峻的重要零件,，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,，多采用鍛件,。 7、低壓鑄造 在低壓氣體作用下使液態(tài)金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造方法,。低壓鑄造***初主要用于鋁合金鑄件的生產(chǎn),，以后進(jìn)一步擴(kuò)展用途，生產(chǎn)熔點(diǎn)高的銅鑄件,、鐵鑄件和鋼鑄件,。 8、軋制又稱壓延,，指的是將金屬錠通過(guò)一對(duì)滾輪來(lái)為之賦形的過(guò)程,。如果壓延時(shí)，金屬的溫度超過(guò)其再結(jié)晶溫度,，那么這個(gè)過(guò)程被稱為“熱軋”,，否則稱為“冷軋”,。壓延是金屬加工中***常用的手段。 9,、壓力鑄造的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下,，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法,。 10,、消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后,，埋在干石英砂中振動(dòng)造型,，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化,，液體金屬占據(jù)模型位置,，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法,。消失模鑄造是一種近無(wú)余量,、精確成型的新工藝，該工藝無(wú)需取模,、無(wú)分型面,、無(wú)砂芯，因而鑄件沒有飛邊,、毛刺和拔模斜度,，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。 11,、擠壓鑄造又稱液態(tài)模鍛,，是使熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金，直接注入敞口模具中,，隨后閉合模具,，以產(chǎn)生充填流動(dòng)，到達(dá)制件外部形狀,，接著施以高壓,，使已凝固的金屬（外殼）產(chǎn)生塑性變形，未凝固金屬承受等靜壓,，同時(shí)發(fā)生高壓凝固,，***后獲得制件或毛坯的方法，以上為直接擠壓鑄造,；還有間接擠壓鑄造指將熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金通過(guò)沖頭注入密閉的模具型腔內(nèi),，并施以高壓，使之在壓力下結(jié)晶凝固成型,，***后獲得制件或毛坯的方法,。 12,、連續(xù)鑄造是利用貫通的結(jié)晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬，從另一端連續(xù)地拔出成型材料的鑄造方法,。
+查看全文18 2019-10
1.采用高爐新工藝減少CO2排放 目前，高爐采取熱風(fēng)熱送,，熱風(fēng)中的氮起熱傳遞的作用,，但對(duì)還原不起作用。氧氣高爐煉鐵工藝是從風(fēng)口吹入冷氧氣,，隨著還原氣體濃度的升高,，能夠提高高爐的還原功能。由于氣體單耗的下降和還原速度的提高,，因此如果產(chǎn)量一定,，高爐內(nèi)容積就可比目前高爐減小1/3，還有助于緩解原料強(qiáng)度等條件的制約,。 國(guó)外進(jìn)行了一些氧氣高爐煉鐵的試驗(yàn),，但都停留在理論研究。日本已采用試驗(yàn)高爐進(jìn)行了高爐吹氧煉鐵實(shí)驗(yàn)和在實(shí)際高爐進(jìn)行氧氣燃燒器的燃燒實(shí)驗(yàn),。大量的制氧會(huì)增加電耗,，這也是一個(gè)需要研究的課題。但是,，由于爐頂氣體中的氮是游離氮,，有助于高爐內(nèi)氣體的循環(huán)，且由于氣體量少,、CO2分壓高,，因此CO2的分離比目前的高爐容易。將來(lái)在可進(jìn)行工業(yè)規(guī)模CO2分離的情況下,，可以大幅度減少CO2的排放,。如果能開發(fā)出能源效率比目前的深冷分離更好的制氧方法，將會(huì)得到更高的好評(píng),。 對(duì)氧氣高爐煉鐵工藝,、以氧氣高爐為基礎(chǔ)再加上CO2分離及爐頂氣體循環(huán)的煉鐵工藝進(jìn)行了比較。兩種工藝都噴吹大量的粉煤作為輔助還原劑。由于高爐上部沒有起熱傳遞作用的氮,，熱量不足,，因此要噴吹循環(huán)氣體。以氧氣高爐為基礎(chǔ)再加上CO2分離及爐頂氣體循環(huán)的煉鐵工藝,，在去除高爐爐頂氣體中的CO2后,，再將其從爐身上部或風(fēng)口吹入，可提高還原能力,。對(duì)未利用的還原氣體進(jìn)行再利用,，可大幅度削減輸入碳的量，可大幅度減少CO2排放,。高爐內(nèi)的還原變化,，可分為CO氣體還原、氫還原和固體碳的直接還原,，在普通高爐中它們的還原率分別為60%,、10%和30%。如果對(duì)爐頂氣體進(jìn)行CO2分離,，并循環(huán)利用CO氣體,，就能提高氣體的還原功能，使直接還原比率降至10%左右,，從而降低還原劑比,。 為降低焦比,，在外部制造還原氣體再吹入高爐內(nèi)的想法很早就有,，日本從20世紀(jì)70年代就進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，主要有FTG法和NKG法,。前者是通過(guò)重油的部分氧化制造還原氣體再?gòu)母郀t爐身上部吹入,；后者是用高爐爐頂煤氣中的CO2對(duì)焦?fàn)t煤氣中的甲烷進(jìn)行改質(zhì)后作為高溫還原氣體吹入高爐。這些工藝技術(shù)的原本目的就是要大幅度降低焦比,，它們與爐頂煤氣循環(huán)在技術(shù)方面有許多共同點(diǎn)和參考之處,。已對(duì)高爐內(nèi)煤氣的滲透進(jìn)行了廣泛的研究，如模型計(jì)算和爐身煤氣噴吹等,。 在以氧氣高爐外加CO2分離并進(jìn)行爐頂煤氣循環(huán)工藝為基礎(chǔ)的整個(gè)煉鐵廠的CO2產(chǎn)生量中,，根據(jù)模型計(jì)算可知利用爐頂煤氣循環(huán)可將高爐還原劑比降到434kg/t。由于不需要熱風(fēng)爐,，因此可減少該工序產(chǎn)生的CO2,。但另一方面，由于制氧消耗的電力會(huì)使電廠增加CO2的產(chǎn)生量,?？偟膩?lái)說(shuō)，可以減少CO2排放9%,。如果在制氧過(guò)程中能使用外部產(chǎn)生的清潔能源,，削減CO2的效果會(huì)進(jìn)一步增大,。 這些技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)因循環(huán)煤氣量的分配和供給下道工序能源設(shè)定的不同而不同，其中還包括了其它的條件,。 采用模擬模型求出的CO2削減率的變化,。 上部基準(zhǔn)線為輸入碳的削減率。如果能排除因CO2分離而固定的CO2,，作為出口側(cè)基準(zhǔn)線的CO2就能減少大約50%,。也就是說(shuō)，如果能從單純的CO2分離向CO2的輸送,、存貯和固定進(jìn)行展開,，就能大幅度削減CO2。但是,，為同時(shí)減少供給下道工序的能源,，因此同時(shí)對(duì)下道工序進(jìn)行節(jié)能是很重要的。在一般煉鐵廠的下道工序中需要0.8-1.0Gcal/t的能源,，在考慮補(bǔ)充能源的情況下,，***好使用與碳無(wú)關(guān)的能源。如果能忽略供給下道工序的能源,，***大限度地使用生產(chǎn)中所產(chǎn)生的氣體,，如爐頂煤氣的循環(huán)利用等，就可以減少大約25%的輸入碳,。這相當(dāng)于歐洲ULCOS的新型高爐（NBF）的目標(biāo),。 2.爐頂煤氣循環(huán)利用和氫氣利用的評(píng)價(jià) 為減少CO2排放，日本政府正在積極推進(jìn)COURSE50項(xiàng)目,。所謂COURSE50項(xiàng)目就是通過(guò)采用創(chuàng)新技術(shù)減少CO2排放,，并分離、回收CO2,，50指目標(biāo)年是2050年,。 爐頂煤氣循環(huán)利用和氫氣利用的工藝是由對(duì)焦?fàn)t煤氣中的甲烷進(jìn)行水蒸汽改質(zhì)、使氫增加并利用這種氫進(jìn)行還原的方法和從高爐爐頂煤氣中分離CO2再將爐頂煤氣循環(huán)利用于高爐的工藝構(gòu)成,。在利用氫時(shí)由于制氫需要消耗很多的能源,，因此總的工藝評(píng)價(jià)產(chǎn)生了問(wèn)題，但該工藝能通過(guò)利用焦?fàn)t煤氣的顯熱來(lái)補(bǔ)充水蒸汽改質(zhì)所需的熱能,。計(jì)算結(jié)果表明,，由于CO2的分離、固定和氫的利用,，高爐煉鐵可減少CO2排放30%,。氫還原的優(yōu)點(diǎn)是還原速度快。但由于氫還原是吸熱反應(yīng)，與CO還原不同,，因此必須注意氫還原擴(kuò)大時(shí)高爐上部的熱平衡,。根據(jù)理查德圖對(duì)從風(fēng)口噴吹氫時(shí)的熱平衡進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果可知,，當(dāng)從風(fēng)口噴吹的氫還原率比普通操作倍增時(shí),，由于氫還原的吸熱反應(yīng)和風(fēng)口回旋區(qū)溫度保障需要而要求富氧鼓風(fēng)的影響，高爐上部氣體的供給熱能和固體側(cè)所需的熱能沒有多余,，接近熱能移動(dòng)的操作極限,，因此難以大量利用氫。如果高爐具備還原氣體的制造功能,，并能使用天然氣或焦?fàn)t煤氣等氫系氣體,，那么利用氣體中的C成分就能達(dá)到熱平衡，還能分享到氫還原的好處,。在各種氣體中,，天然氣是***好的氣體。在一面從外部補(bǔ)充熱能,，一面制氫的工藝研究中還包含了優(yōu)化噴吹量和優(yōu)化噴吹位置等課題,。 高爐內(nèi)的還原可分為CO氣體間接還原、氫還原和直接還原,，根據(jù)其還原的分配比可以明確還原平衡控制,、爐頂煤氣循環(huán)或氫還原強(qiáng)化的方向。根據(jù)模型計(jì)算可知,，在普通高爐基本條件下,，CO間接還原為62%、氫還原為11%,、直接還原為27%,。 在氧氣高爐的基礎(chǔ)上對(duì)爐頂煤氣進(jìn)行CO2分離，由此可提高返回高爐內(nèi)的CO氣體的還原能力,，此時(shí)雖然CO氣體的還原能力會(huì)因循環(huán)氣體量分配的不同而不同，但CO還原會(huì)提高到大約80%,，直接還原會(huì)下降到10%以下,。根據(jù)噴吹的氫系氣體如COG、天然氣和氫的計(jì)算結(jié)果可知,，在氫還原加強(qiáng)的情況下,，會(huì)出現(xiàn)氫還原增加、直接還原下降的情況,。另一方面,，循環(huán)氣體的上下運(yùn)動(dòng)會(huì)使輸入碳減少，實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵的目標(biāo)。另外,，當(dāng)還原氣體都是從爐身部吹入時(shí),，其在爐內(nèi)的浸透和擴(kuò)散會(huì)影響到還原效果。根據(jù)模型計(jì)算可知,，氣體的滲透受動(dòng)量平衡的控制,。采用CH4對(duì)CO2進(jìn)行改質(zhì)，并以爐頂煤氣中的CO2作為改質(zhì)源,，還原氣體的性狀不會(huì)偏向氫,。 從CO2總產(chǎn)生量***小的觀點(diǎn)來(lái)看，在爐頂煤氣循環(huán)和氧氣高爐的基礎(chǔ)上,，還要考慮噴吹還原氣體時(shí)的工藝優(yōu)化,。在2050年實(shí)現(xiàn)COURSE50項(xiàng)目后，為追求新的煉鐵工藝,，還必須對(duì)熱風(fēng)高爐的基礎(chǔ)概念做進(jìn)一步的研究,。 3.歐洲ULCOS ULCOS是一個(gè)由歐洲15國(guó)48家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)共同參與的研究課題，始于2004年,，它以歐盟旗下的煤與鋼研究基金（RFCS基金）推進(jìn)研究,。 該研究課題由9個(gè)子課題構(gòu)成，技術(shù)研究范圍很廣,，甚至包括了電解法煉鐵工藝研究,。重點(diǎn)是高爐爐頂煤氣循環(huán)為特征的新型高爐（NBF）、熔融還原（HIsarna）和直接還原工藝的研究,。當(dāng)前,，在推進(jìn)這些研究的同時(shí)，要全力做好未來(lái)削減CO2排放50%目標(biāo)的***佳工藝的研究,。目前,，研究的核心課題是NBF。根據(jù)還原氣體的再加熱,、還原氣體的噴吹位置,，對(duì)4種模型進(jìn)行了研究。 作為NBF工藝的驗(yàn)證,，采用了瑞典的MEFOS試驗(yàn)高爐（爐內(nèi)容積8m3）,，從2007年9月開始進(jìn)行6周NBF實(shí)際操作試驗(yàn)。在兩種模型條件下,，用VPSA對(duì)爐頂煤氣中的CO2進(jìn)行吸附分離,，然后從高爐風(fēng)口和爐身下部進(jìn)行噴吹試驗(yàn)，結(jié)果表明可削減輸入碳24%,。今后,，加上可再生物的利用,，能夠?qū)崿F(xiàn)削減CO2排放50%左右的目標(biāo)。為驗(yàn)證實(shí)際高爐中噴吹還原氣體的效果,，下一步準(zhǔn)備采用小型商業(yè)高爐進(jìn)行爐頂煤氣循環(huán)試驗(yàn),，但由于研究資金的問(wèn)題，研究進(jìn)度有些遲緩,。 另外,，荷蘭CORUS將開始進(jìn)行HIsarna熔融還原工藝的中間試驗(yàn)。該技術(shù)是將澳大利亞的HIsmelt技術(shù)與20世紀(jì)90年代CORUS開發(fā)的CCF（氣體循環(huán)式轉(zhuǎn)爐）結(jié)合的工藝,。該工藝的特征是,，先將煤進(jìn)行預(yù)處理，炭化后作為熔融還原爐的碳材,，通過(guò)二次燃燒使熔融還原爐產(chǎn)生的氣體變成高濃度CO2,，然后對(duì)CO2進(jìn)行分離，并將產(chǎn)生的熱能變換成電能,。氫的利用也是ULCOS研究的課題之一,，主要目的是利用天然氣的改質(zhì)，將氫用于礦石的直接還原,。這不僅僅是針對(duì)高爐的研究課題,，同時(shí)還涉及實(shí)施國(guó)的各種不同的實(shí)際工藝研究。 4.與資源國(guó)的合作和分散型煉鐵廠的構(gòu)想 鋼鐵生產(chǎn)國(guó)從資源國(guó)進(jìn)口了大量的煤和鐵礦石,，從物流方面來(lái)看,，鋼鐵生產(chǎn)是從資源國(guó)的開采就開始了。從削減CO2的觀點(diǎn)來(lái)看,，并沒有從開采,、輸送和鋼鐵生產(chǎn)的全過(guò)程來(lái)研究***佳的CO2減排辦法。就鐵礦石而言,，它是產(chǎn)生CO2的物質(zhì)根源,，鋼鐵生產(chǎn)國(guó)在進(jìn)口鐵礦石的同時(shí)也進(jìn)口了鐵礦石中的氧和鐵，因此鋼鐵生產(chǎn)國(guó)幾乎統(tǒng)包了CO2產(chǎn)生的全過(guò)程,。雖然對(duì)煤進(jìn)行了預(yù)處理,，但從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)看，為實(shí)現(xiàn)削減CO2的低碳高爐操作,，應(yīng)加強(qiáng)與之相符的原料性狀的管理,，如原料的品位等。同時(shí)應(yīng)在大量處理原料的資源國(guó)加強(qiáng)對(duì)原料性狀的改善,，研究減少CO2排放的方法。鐵礦石中的氧,、脈石,、水分和煤中的灰分與高爐還原劑比有直接的關(guān)系,，在鋼鐵生產(chǎn)中因脈石和灰分而產(chǎn)生的高爐渣會(huì)增加CO2的產(chǎn)生量。因此,，如果資源國(guó)能進(jìn)一步提高鐵礦石和煤的品位,，就能改善焦炭和燒結(jié)礦的性狀、降低焦比,，從而有助于高爐實(shí)現(xiàn)低還原劑比操作,。根據(jù)計(jì)算可知，煤灰分減少2%,，可降低還原劑比10kg/t鐵水,。另外，從削減CO2排放的觀點(diǎn)來(lái)看,，還應(yīng)該考慮從資源開采到鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程的各種CO2減排方法,。 日本田中等人提出了以海外資源國(guó)生產(chǎn)還原鐵為軸線的分散型煉鐵廠的構(gòu)想。目前,，人們重視大型高爐的生產(chǎn)率,，追求集中式的生產(chǎn)工藝，但對(duì)于資源問(wèn)題和削減CO2的問(wèn)題缺乏應(yīng)對(duì)能力,。從這些觀點(diǎn)來(lái)看,，應(yīng)把作為粗原料的鐵的生產(chǎn)分散到資源國(guó)，通過(guò)合作來(lái)解決目前削減CO2的課題,。擴(kuò)大廢鋼的使用,，可以大幅度減少CO2的排放，但日本廢鋼的進(jìn)口量有限,，因此日本提出了實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)應(yīng)將生產(chǎn)地域分散,，確保鐵源的構(gòu)想。 還原鐵的生產(chǎn)方法有許多種,，下面只介紹可使用普通煤的轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)法的ITmk3和FASTMET,。它們不受原料煤的制約，采用簡(jiǎn)單的方法就能生產(chǎn)還原鐵,。還原鐵可大幅度提高鐵含量,，它可以加入高爐。雖然在使用煤基的高爐上削減CO2的效果不明顯,，但在使用天然氣生產(chǎn)還原鐵時(shí)可以大幅度減少CO2的產(chǎn)生,。還原鐵和廢鋼的混合使用可以削減CO2。目前一座回轉(zhuǎn)爐年生產(chǎn)還原鐵的***大量為100萬(wàn)t左右,，如果能與盛產(chǎn)天然氣的國(guó)家合作,，也有助于日本削減CO2的產(chǎn)生。歐洲的ULCOS工藝在利用還原鐵方面也引人關(guān)注,。 5.結(jié)束語(yǔ) 對(duì)于今后削減CO2的要求,，應(yīng)通過(guò)改善工藝功能實(shí)現(xiàn)低碳和脫碳煉鐵,。在這種情況下，將低碳和脫碳組合的多角度系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及改善煉鐵原料功能很重要,。作為高爐的未來(lái)發(fā)展,，可以考慮幾種以氧氣高爐為基礎(chǔ)的低CO2排放工藝，通過(guò)與噴吹還原氣體用的CO2分離工藝的組合,，就能顯示出其優(yōu)越性,。如果能以CO2的分離、存貯為前提,，選擇的范圍會(huì)擴(kuò)大,，但在實(shí)現(xiàn)CCS方面還存在一些不確定的因素。尤其是,，日本對(duì)CCS的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題還需進(jìn)行詳細(xì)的研究,。以CCS為前提的工藝設(shè)計(jì)還存在著危險(xiǎn)性，需要將其作為未來(lái)的目標(biāo)進(jìn)行研究開發(fā),，但必須冷靜判斷,。鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備的使用年限長(zhǎng)，2050年并不是遙遠(yuǎn)的未來(lái),，應(yīng)考慮與現(xiàn)有高爐的銜接性,，明確今后的技術(shù)開發(fā)目標(biāo)。 今后的問(wèn)題是研究各種新工藝的驗(yàn)證方法,。商用高爐為5000m3,，要在大型高爐應(yīng)用目前還是個(gè)問(wèn)題。歐洲的ULCOS只在8m3的試驗(yàn)高爐上進(jìn)行基礎(chǔ)研究,，還處在工藝原理的認(rèn)識(shí)階段,，商用高爐的試驗(yàn)還停留在計(jì)劃階段。日本沒有做驗(yàn)證的設(shè)備,。
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退火與回火的區(qū)別在于：(簡(jiǎn)單地說(shuō),，退火就是不要硬度,，回火還保留一定硬度)。 回火： 高溫回火所得組織為回火索氏體,?；鼗鹨话悴粏为?dú)使用，在零件淬火處理后進(jìn)行回火,，主要目的是消除淬火應(yīng)力,，得到要求的組織，回火根據(jù)回火溫度的不同分為低溫,、中溫和高溫回火,。分別得到回火馬氏體、屈氏體和索氏體,。 其中淬火后進(jìn)行高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理,，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性,，韌性都較好的綜合機(jī)械性能,。因此，廣泛用于汽車,，拖拉機(jī),，機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿,，螺栓,，齒輪及軸類?；鼗鸷笥捕纫话銥镠B200-330,。 退火： 退火過(guò)程中發(fā)生得是珠光體轉(zhuǎn)變，退火的主要目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài),，為后續(xù)加工和***終熱處理做準(zhǔn)備,。去應(yīng)力退火是為了消除由于塑性形變加工、焊接等而造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝,。鍛造,、鑄造、焊接以及切削加工后的工件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力,，如不及時(shí)消除,，將使工件在加工和使用過(guò)程中發(fā)生變形，影響工件精度,。采用去應(yīng)力退火消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力十分重要,。去應(yīng)力退火的加熱溫度低于相變溫度,，因此，在整個(gè)熱處理過(guò)程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,。 內(nèi)應(yīng)力主要是通過(guò)工件在保溫和緩冷過(guò)程中自然消除的,。為了使工件內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底，在加熱時(shí)應(yīng)控制加熱溫度,。一般是低溫進(jìn)爐,，然后以100℃/h左右得加熱速度加熱到規(guī)定溫度。焊接件得加熱溫度應(yīng)略高于600℃,。保溫時(shí)間視情況而定,，通常為2～4h。鑄件去應(yīng)力退火的保溫時(shí)間取上限,，冷卻速度控制在(20～50)℃/h,，冷至300℃以下才能出爐空冷。時(shí)效處理可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種自然時(shí)效是將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上,，便其緩緩地發(fā)生,，從而使殘余應(yīng)力消除或減少，人工時(shí)效是將鑄件加熱到550～650℃進(jìn)行去應(yīng)力退火,，它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間,，殘余應(yīng)力去除較為徹底。 什么叫回火? 回火是將淬火后的金屬成材或零件加熱到某一溫度,，保溫一定時(shí)間后,，以一定方式冷卻的熱處理工藝，回火是淬火后緊接著進(jìn)行的一種操作,，通常也是工件進(jìn)行熱處理的***后一道工序,，因而把淬火和回火的聯(lián)合工藝稱為***終熱處理。淬火與回火的主要目的是： 1)減少內(nèi)應(yīng)力和降低脆性,，淬火件存在著很大的應(yīng)力和脆性,，如沒有及時(shí)回火往往會(huì)產(chǎn)生變形甚至開裂。 2)調(diào)整工件的機(jī)械性能,，工件淬火后,，硬度高，脆性大,，為了滿足各種工件不同的性能要求,，可以通過(guò)回火來(lái)調(diào)整，硬度,，強(qiáng)度,，塑性和韌性。 3)穩(wěn)定工件尺寸。通過(guò)回火可使金相組織趨于穩(wěn)定,，以保證在以后的使用過(guò)程中不再發(fā)生變形,。 4)改善某些合金鋼的切削性能。 在生產(chǎn)中,，常根據(jù)對(duì)工件性能的要求,。按加熱溫度的不同，把回火分為低溫回火,，中溫回火,，和高溫回火。淬火和隨后的高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì),，即在具有高度強(qiáng)度的同時(shí)，又有好的塑性韌性,。主要用于處理隨較大載荷的機(jī)器結(jié)構(gòu)零件,，如機(jī)床主軸，汽車后橋半軸,，強(qiáng)力齒輪等,。 什么叫淬火? 淬火是把金屬成材或零件加熱到相變溫度以上，保溫后,，以大于臨界冷卻速度的急劇冷卻,，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火是為了得到馬氏體組織,，再經(jīng)回火后,，使工件獲得良好的使用性能，以充分發(fā)揮材料的潛力,。其主要目的是： 1)提高金屬成材或零件的機(jī)械性能,。例如：提高工具、軸承等的硬度和耐磨性,，提高彈簧的彈性極限,，提高軸類零件的綜合機(jī)械性能等。 2)改善某些特殊鋼的材料性能或化學(xué)性能,。如提高不銹鋼的耐蝕性,，增加磁鋼的永磁性等。 淬火冷卻時(shí),，除需合理選用淬火介質(zhì)外,，還要有正確的淬火方法，常用的淬火方法,，主要有單液淬火,，雙液淬火，分級(jí)淬火、等溫淬火,，局部淬火等,。 正火、退火,、淬火,、回火、的區(qū)別與聯(lián)系? 正火有以下目的和用途： ?、?對(duì)亞共析鋼,，正火用以消除鑄、鍛,、焊件的過(guò)熱粗晶組織和魏氏組織,，軋材中的帶狀組織;細(xì)化晶粒;并可作為淬火前的預(yù)先熱處理。 ?、?對(duì)過(guò)共析鋼,，正火可以消除網(wǎng)狀二次滲碳體，并使珠光體細(xì)化,，不但改善機(jī)械性能,，而且有利于以后的球化退火。 ?、?對(duì)低碳深沖薄鋼板,，正火可以消除晶界的游離滲碳體，以改善其深沖性能,。 ?、?對(duì)低碳鋼和低碳低合金鋼，采用正火,，可得到較多的細(xì)片狀珠光體組織,，使硬度增高到HB140-190，避免切削時(shí)的“粘刀”現(xiàn)象,，改善切削加工性,。對(duì)中碳鋼，在既可用正火又可用退火的場(chǎng)合下,，用正火更為經(jīng)濟(jì)和方便,。 ⑤ 對(duì)普通中碳結(jié)構(gòu)鋼,，在力學(xué)性能要求不高的場(chǎng)合下,，可用正火代替淬火加高溫回火，不僅操作簡(jiǎn)便,，而且使鋼材的組織和尺寸穩(wěn)定,。 ⑥ 高溫正火(Ac3以上150～200℃)由于高溫下擴(kuò)散速度較高,可以減少鑄件和鍛件的成分偏析。高溫正火后的粗大晶?？赏ㄟ^(guò)隨后第二次較低溫度的正火予以細(xì)化,。 ⑦ 對(duì)某些用于汽輪機(jī)和鍋爐的低,、中碳合金鋼,，常采用正火以獲得貝氏體組織，再經(jīng)高溫回火,，用于400～550℃時(shí)具有良好的抗蠕變能力,。 ⑧ 除鋼件和鋼材以外,，正火還廣泛用于球墨鑄鐵熱處理,，使其獲得珠光體基體，提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度,。 由于正火的特點(diǎn)是空氣冷卻,，因而環(huán)境氣溫、堆放方式,、氣流及工件尺寸對(duì)正火后的組織和性能均有影響。正火組織還可作為合金鋼的一種分類方法,。通常根據(jù)直徑為25毫米的試樣加熱到900℃后,空冷得到的組織,，將合金鋼分為珠光體鋼、貝氏體鋼,、馬氏體鋼和奧氏體鋼,。 退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間,，然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝,。退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應(yīng)力退火,。退火材料的力學(xué)性能可以用拉伸試驗(yàn)來(lái)檢測(cè),，也可以用硬度試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。許多鋼材都是以退火熱處理狀態(tài)供貨的,，鋼材硬度檢測(cè)可以采用洛氏硬度計(jì),，測(cè)試HRB硬度，對(duì)于較薄的鋼板,、鋼帶以及薄壁鋼管,，可以采用表面洛氏硬度計(jì)，檢測(cè)HRT硬度,。 退火的目的在于： ?、?改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過(guò)程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力,，防止工件變形,、開裂。 ?、?軟化工件以便進(jìn)行切削加工,。 ③ 細(xì)化晶粒,，改善組織以提高工件的機(jī)械性能,。 ④ 為***終熱處理(淬火,、回火)作好組織準(zhǔn)備,。 常用的退火工藝有： ① 完全退火,。用以細(xì)化中,、低碳鋼經(jīng)鑄造、鍛壓和焊接后出現(xiàn)的力學(xué)性能不佳的粗大過(guò)熱組織,。將工件加熱到鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度以上30～50℃,，保溫一段時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻,，在冷卻過(guò)程中奧氏體再次發(fā)生轉(zhuǎn)變,，即可使鋼的組織變細(xì)。 ?、?球化退火,。用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃,，保溫后緩慢冷卻,，在冷卻過(guò)程中珠光體中的片層狀滲碳體變?yōu)榍驙睿瑥亩档土擞捕取? ?、?等溫退火,。用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結(jié)構(gòu)鋼的高硬度,，以進(jìn)行切削加工,。一般先以較快速度冷卻到奧氏體***不穩(wěn)定的溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間,，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w或索氏體,，硬度即可降 低。 ?、?再結(jié)晶退火,。用以消除金屬線材,、薄板在冷拔、冷軋過(guò)程中的硬化現(xiàn)象(硬度升高,、塑性下降),。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃ ，只有這樣才能消除加工硬化效應(yīng)使金屬軟化,。 ?、?石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵,。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右,，保溫一定時(shí)間后適當(dāng)冷卻，使?jié)B碳體分解形成團(tuán)絮狀石墨,。 ?、?擴(kuò)散退火。用以使合金鑄件化學(xué)成分均勻化,，提高其使用性能,。方法是在不發(fā)生熔化的前提下，將鑄件加熱到盡可能高的溫度,，并長(zhǎng)時(shí)間保溫,，待合金中各種元素?cái)U(kuò)散趨于均勻分布后緩冷。 ?、?去應(yīng)力退火,。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于鋼鐵制品加熱后開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃,，保溫后在空氣中冷卻，即可消除內(nèi)應(yīng)力,。 淬火,，金屬和玻璃的一種熱處理工藝。把合金制品或玻璃加熱到一定溫度,，隨即在水,、油或空氣中急速冷卻，一般用以提高合金的硬度和強(qiáng)度,。通稱“蘸火”,。將經(jīng)過(guò)淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后在空氣或水,、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理,。 鋼鐵工件在淬火后具有以下特點(diǎn)： ① 得到了馬氏體,、貝氏體,、殘余奧氏體等不平衡(即不穩(wěn)定)組織,。 ② 存在較大內(nèi)應(yīng)力,。 ?、?力學(xué)性能不能滿足要求。因此,，鋼鐵工件淬火后一般都要經(jīng)過(guò)回火,。 回火的作用在于： ① 提高組織穩(wěn)定性,，使工件在使用過(guò)程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。 ?、?消除內(nèi)應(yīng)力,，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。 ?、?調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求,。 回火之所以具有這些作用，是因?yàn)闇囟壬邥r(shí),，原子活動(dòng)能力增強(qiáng),，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進(jìn)行擴(kuò)散,，實(shí)現(xiàn)原子的重新排列組合,，從而使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡組織。內(nèi)應(yīng)力的消除還與溫度升高時(shí)金屬?gòu)?qiáng)度降低有關(guān),。一般鋼鐵回火時(shí),，硬度和強(qiáng)度下降，塑性提高,?；鼗饻囟仍礁撸@些力學(xué)性能的變化越大,。有些合金元素含量較高的合金鋼,，在某一溫度范圍回火時(shí)，會(huì)析出一些顆粒細(xì)小的金屬化合物,，使強(qiáng)度和硬度上升,。這種現(xiàn)象稱為二次硬化。 回火要求：用途不同的工件應(yīng)在不同溫度下回火,，以滿足使用中的要求,。 ① 刀具,、軸承,、滲碳淬火零件,、表面淬火零件通常在250℃以下進(jìn)行低溫回火。低溫回火后硬度變化不大,，內(nèi)應(yīng)力減小,，韌性稍有提高。 ?、?彈簧在350～500℃下中溫回火,，可獲得較高的彈性和必要的韌性。 ?、?中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的零件通常在500～600℃進(jìn)行高溫回火,，以獲得適宜的強(qiáng)度與韌性的良好配合。 淬火加高溫回火的熱處理工藝總稱為調(diào)質(zhì),。 鋼在300℃左右回火時(shí),，常使其脆性增大，這種現(xiàn)象稱為***類回火脆性,。一般不應(yīng)在這個(gè)溫度區(qū)間回火,。某些中碳合金結(jié)構(gòu)鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫,，也易于變脆,。這種現(xiàn)象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬,，或回火時(shí)在油或水中冷卻,，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來(lái)的回火溫度,，便可以消除這種脆性,。 一.鋼的退火 概念：將鋼加熱、保溫后緩慢冷卻,，以獲得接近平衡組織的工藝過(guò)程,。 1、完全退火 工藝：加熱Ac3以上30-50℃→保溫→隨爐冷到500度以下→空冷室溫,。 目的：細(xì)化晶粒，均勻組織 ,，提高塑韌性,，消除內(nèi)應(yīng)力，便于機(jī)械加工,。 2,、等溫退火 工藝：加熱Ac3以上→保溫→快冷至珠光體轉(zhuǎn)變溫度→等溫停留→轉(zhuǎn)變?yōu)镻→出爐空冷; 目的：同上。但時(shí)間短,，易控制,，脫氧,、脫碳小。(適用于過(guò)冷A比較穩(wěn)定的合金鋼及大型碳鋼件),。 3,、球化退火 概念：是使鋼中的滲碳體球化的工藝過(guò)程。 對(duì)象：共析鋼和過(guò)共析鋼 工藝： (1)等溫球化退火加熱Ac1以上20-30度→保溫→迅速冷卻到Ar1以下20度→等溫→隨爐冷至600度左右→出爐空冷,。 (2)普通球化退火加熱Ac1以上20-30度→保溫→極緩慢冷卻至600度左右→出爐空冷,。(周期長(zhǎng)，效率低,，不適用),。 目的：降低硬度、提高塑韌性,，便于切削加工,。 機(jī)理：使片狀或網(wǎng)狀滲碳體變成顆粒狀(球狀) 說(shuō)明：退火加熱時(shí)，組織沒有完全A化,，所以又稱不完全退火,。 4、去應(yīng)力退火 工藝：加熱到Ac1以下某一溫度(500-650度)→保溫→緩冷至室溫,。 目的：消除鑄件,、鍛件、焊接件等的殘余內(nèi)應(yīng)力,，穩(wěn)定工件尺寸,。 二.鋼的回火 工藝：將淬火后的鋼重新加熱到A1以下某一溫度保溫，然后冷卻(一般空冷)至室溫,。 目的：消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,，穩(wěn)定工件尺寸，降低脆性,，改善切削加工性能,。 力學(xué)性能：隨著回火溫度的升高，硬度,、強(qiáng)度下降,，塑性韌性升高。 1,、低溫回火：150-250℃ ,，M回，減少內(nèi)應(yīng)力和脆性,，提高塑韌性,，有較高的硬度和耐磨性。用于制作量具,、刀具和滾動(dòng)軸承等,。 2,、中溫回火：350-500℃ ，T回,，具有較高的彈性,，有一定的塑性和硬度。用于制作彈簧,、鍛模等,。 3、高溫回火：500-650℃ ,，S回,，具有良好的綜合力學(xué)性能。用于制作齒輪,、曲軸等,。
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