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什么是热处理行业?热处理行业为什么要进行气体分析?

   日期:2022-09-05     来源:天禹智控官网    作者:天禹智控    浏览:7    评论:0    
核心提示:一、热处理的定义 热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温一定时间,然后用一定速度冷却,以改变金属的组织结构,从而改变
 

一、热处理的定义

       热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温一定时间,然后用一定速度冷却,以改变金属的组织结构,从而改变其性能(包括物理、化学和力学性能)的工艺。比如增加或者降低金属材料的硬度、强度、弹性、韧性、塑性等。钢的热处理是指钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却,以获得所需要的组织结构与性能的工艺。

二、热处理的目的

      消除毛坯(如铸件、锻件)中缺陷,改善其工艺性能,为后续工序加工做好准备;显著提高钢的力学性能,从而充分发挥钢材的潜力,提高零件的使用性能和使用寿命。

三、热处理炉的分类

3.1炉型分类

      随着热处理工艺的越来越广泛,需要热处理的工件形状尺寸也逐渐呈现多样性,这就要求热处理炉的特性越来越多,所以市场上顺势出现了多种类型的产品。

 热处理炉类型有哪些?这要根据不同的情况来划分:  

(1)按最高温度分:炉温大于1000℃为高温热处理炉;650~1000℃为中温热处理炉;650℃以下为低温热处理炉;  

(2)按机械化方式分:辊底式炉、步进式炉、台车式炉、外部机械化室式炉、链式炉、转底式炉、振底式炉、罩式炉等;  

(3)按生产作业方式分:周期式和连续式热处理炉;  

(4)按主要热处理工艺种类分:固溶、淬火、正火、回火、退火和渗碳等化学热处理炉;  

(5)按加热方式分:分为直接加热方式,如明火炉等;间接加热方式,如辐射管炉、马弗炉等;  

(6)按加热热源分:有以燃料燃烧为热源的燃煤炉、燃油炉和燃气炉;此外还有以电能为热源的电阻炉、电极炉、感应加热炉等;  

(7)按炉内加热介质分:以气体为加热介质的,如空气、烟气、控制气氛、真空等;以液体为加热介质的,如熔盐、熔铅等;以固体为加热介质的,如流动粒子炉等。

 

3.2根据加热和冷却的方法不同的分类

3.3生产分类

在生产中,一般常把热处理分为预备热处理和最终热处理两类。一般比较重要的零件制造过程大致是:

上图中退火和正火就属于预备热处理,它是为了消除前道工序造成的缺陷,为随后的机械加工和最终热处理做好准备的热处理。

上图中淬火和回火(或表面热处理)就属于最终热处理,它是为了使零件满足使用性能要求的热处理。

 

 

四、热处理工艺

4.1基本热处理工艺曲线和流程

       热处理的方法虽然很多,但任何一种热处理工艺都是由加热、保温、冷却三个阶段组成。下图为基本的热处理工艺曲线。

退火:将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。根据钢的成分、退火的工艺与目的不同,退火常分为完全退火、等温退火、均匀化退火、球化退火和去应力退火等几种。

正火:将工件加热到相变点(Ac3、Accm)以上完全奥氏体化后,再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。

正火实质上是退火的一个特例,两者区别主要在于正火的冷却速度较快。正火与退火相比,钢的力学性能较高,生产周期短,能耗少。因此在满足要求的条件下,优先考虑采用正火。

 

 

淬火:将工件加热到Ac3或Ac1点以上某一温度,保温一定世间使其奥氏体化后,以大于马氏体临界冷却速度进行快速冷却,从而发生马氏体转变的热处理工艺。它是强化钢材的最重要的热处理方法。

回火:将淬火后工件重新加热到A1以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。

淬火后马氏体在不同温度下可获得不同组织,从而有不同的力学性能,以满足各类零件的使用要求。所以一般淬火后必须要进行回火,淬火是为回火做好组织准备,回火则决定了工件热处理后的最终组织与性能。

按回火的温度范围,可将回火分为低温(150-250℃)、中温(350-500℃) 、高温(500-650℃)回火。调质就是指将淬火加高温回火相结合的热处理。

 

 

4.2热处理“四把火”的目的和区别

热处理四把火分别是:退火、正火、淬火、回火。

 

退火:在炉内将金属缓慢加热到一定温度,保持足够长时间,然后以适宜的速度冷却的一种金属热处理工艺,目的是使经过铸造、锻轧、焊接和切削的加工材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。  

退火的目的:消除应力、改善切削、降低硬度

 

正火:与退火的不同是冷却速度快,空气中冷却(理解成有电风扇再吹)

正火的目的:综合平衡

 

淬火:与退火的不同是加热后在水、油中冷却

淬火的目的:提高硬度;但是。韧性、塑性都会变差

 

回火:提高韧性,方法是淬火后重新加热到一定温度,保温后空冷

回火的目的是提高韧性,回火又分为低、中、高温三种方式:

    低温:降低内应力、脆性降低

    中温:提高弹性和强度

    高温:提高综合性能

 

淬火、回火是两兄弟,一般是一起处理!

 

 

五、热处理的应用

热处理有各种炉体可供使用,可控气氛炉、渗碳、退火、发蓝等等,目前我们有业绩连续退火炉BAB炉(BAB-Burning-Annealing-Bluing),脱脂、退火、发蓝,还有一种是BB炉,脱脂、发蓝。

5.1 BAB炉

脱脂:加热方法使工件表面的油脂挥发和燃烧而除去。

退火:将电炉金属缓慢加热到一定温度,保持足够长时间,然后以适宜的速度冷却的一种金属热处理工艺,目的是使经过铸造、锻轧、焊接和切削的加工材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。

发蓝:黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的厚度约为0.5μm~1.5μm的蓝色氧化膜氧化膜,其外层主要是四氧化三铁,内层为氧化亚铁

 

5.2炉内气体CO、CO2、O2的浓度为什么需要检测?

1. 测量载体中CO浓度可以用来纠正炉子的碳势。

2. 测量CO和CO2浓度可发现可能存在的问题(如炭黑、漏水、漏气和辐射管泄漏)

3. 太多富余甲烷可较早的表明炉子有问题

4. 测量CO浓度反应甲醇裂化的效率。该反应的平衡与温度有关CH3OH  - CO + 2H2

5. 辐射管破裂泄露会导致空气中氧气.水分进入炉内,氧气与铁高温反应生成氧化铁(Fe2O3),水分与铁高温反应生成四氧化三铁(Fe3O4),会直接导致炉内工件被氧化,产生不良品(废品)。

5.3炉内气氛分析

热处理炉残氧/CO/CO2/H2/CH4/露点在线分析系统

a、适应工况

取样距离

≤30m

样气含尘浓度

≤50mg/m3

样气压力

0kPa~50kPa

样气温度

≤200℃

取样点

炉内气体出口

b、工作条件

环境温度

4℃-45℃

环境相对湿度

≤85%

供电电源

AC220V50Hz 200W

信号电缆

RVVP4*0.75mm2 

环境气压

海拔低于2500m

空气流速

≤0.5m/s

工作位置

水平

其他要求

1.无阳光直接辐射

2.无强电磁场干扰

3.无机械振动

c、分析单元TY-6061激光氧分析仪

型号

TY-6061

安装位置及方式

分析机柜内,与预处理系统连接。

基本参数:

电源

220VAC  50/60HZ

输出

4-20mA模拟输出(用于组分含量输出)或RS485串口信号输出

人机接口

前面板LED触摸屏

测量方法

TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)

量程

氧气:0-2%VOL

分辨率

0.01%

主机供电

220VAC±5%,50/60Hz

样品压力

0 KPa至150 KPa

响应时间

T90≤10s

重复性

<1% F.S.

样品温度

标准:-10℃至60℃

 

d 、分析单元TY-6300红外分析仪

型号

TY-6300

安装位置及方式

分析机柜内,与预处理系统连接

基本参数:

电源

220VAC  50/60HZ

输出

4-20mA模拟输出(用于组分含量输出)或RS485串口信号输出

人机接口

前面板LED触摸屏

认证

SIL2仪表功能安全认证、ISO9001质量体系认证

测量方法

激光、红外、热导、电化学

量程

CH4:0-30%VOL,CO2:0-25%VOL,

H2:0-30%VOL,CO:0-60%VOL,根据实际需求量程发货前定制可调)

分辨率

0.01%

主机供电

220VAC±5%,50/60Hz

样品压力

0KPa至50 KPa

响应时间

T90≤15s

测量精度

<±2% F.S.

重复性

<1% F.S.


原文链接:http://www.wxjsj.net/news/show-2088.html,转载和复制请保留此链接。
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