力學性能熱處理工藝論文2篇范文

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第一篇

1熱處理工藝

上述的特征結果歸結到不合理熱處理工藝上。鑒于此，采用正交試驗優化熱處理工藝方案，期望通過最佳的熱處理工藝，從組織和性能上獲取模具最佳的強度、塑性、韌性和硬度的配合。

1.1正交試驗安排及試驗數據本試驗考慮退火溫度、退火等溫溫度、淬火預熱溫度、淬火溫度、淬火保溫時間、淬火方式、第1次回火溫度、第2次回火溫度、回火次數共9個因素，其中，淬火溫度、淬火保溫時間和第1次回火溫度3個因素各4個水平，其余6個因素各2水平。選用正交表L16(42×29)安排試驗。表1為正交試驗的因素水平表。表2為試驗安排表。

1.2試驗結果及分析按照表2的安排，將各試樣進行熱處理，然后對試驗結果進行極差分析，對試驗指標進行測試，熱處理優化結果如表3所示。優化后的熱處理工藝如圖8所示。

2優化工藝效果

檢討失效模具的熱處理工藝，制取8mm×8mm×14mm的試樣，分別按照失效模具的熱處理工藝(870～890℃常規退火、1020℃淬火保溫1.5h、540和550℃回火兩次)和優化熱處理工藝進行熱處理，并對比材料組織和力學性能。

2.1退火組織對比圖9a為失效模具的退火組織，組織為片狀珠光體和塊狀碳化物，含少量的球狀珠光體。優化工藝退火組織如圖9b所示，組織為球狀珠光體，顆粒狀或球狀的滲碳體彌散在鐵素體上，球狀珠光體與片狀珠光體比較，其強度較低，塑性較好，具有不易出現過熱和淬火開裂傾向，為后期熱處理提供了基礎保證。

2.2淬火組織對比圖10a為失效模具淬火組織，組織為隱針馬氏體+殘余奧氏體+剩余碳化物，合金碳化物溶解度較少，殘余奧氏體量較多。優化工藝淬火組織如圖10b所示，組織為細針馬氏體+殘余奧氏體+剩余碳化物，未溶碳化物較細，且量較少，說明奧氏體化溫度合適，Mo、Cr、V的碳化物得以充分溶解。觀察大于5個視場區域，極少區域存在未溶碳化物，為材料提供了較好的基體組織。

2.3回火組織對比圖11a為失效模具回火組織。在540和550℃兩次回火后得到的是回火托氏體+回火馬氏體+剩余碳化物，碳化物雖呈細小顆粒狀但分布較為稀疏。優化工藝組織如圖11b所示，組織在560和600℃回火兩次后得到回火屈氏體+回火馬氏體+殘余滲碳體組織，碳化物顆粒細小分布均勻，這種組織有較高的強韌性和抗疲勞性能。

2.4力學性能將失效模具試樣和優化工藝試樣進行力學性能測試，結果如表4所示。從表中可以看出，優化以后屈服強度高達1420MPa，遠高于模具服役時的最大等效應力為912MPa，抗拉強度、屈服強度、沖擊韌性、伸長率、斷面收縮率比失效凸模相應的值分別提高了18.2%、29.1%、36%、46%、16.3%，硬度下降了7.6%，綜合力學性能高，能最大程度地抵抗模具的脆性斷裂。

2.5斷口組織形貌對比圖12和圖13分別為失效凸模沖擊斷口形貌和熱處理工藝優化后的沖擊斷口形貌。前者斷面呈河流花樣，韌窩尺寸小，數量少，深度淺，表面上分布著大量的準解理面和準解理臺階，還存在很多撕裂棱。后者的斷口形貌基本上看不到撕裂棱，韌窩較多，尺寸較大，深度較深，且大量韌窩覆蓋在斷口表面，顯然優化后材料組織能有效抵抗模具的脆性斷裂。

2.6應用效果依據優化熱處理工藝對H13鋼圓管鋁型材擠壓模具進行熱處理，擠壓量至13t時沒有發現分流橋及模芯等部位出現脆裂紋現象，仍然繼續服役。

3結論

(1)模具材料塑性過低，硬度過高，存在未溶碳化物組織時，將導致模具以脆裂的形式開裂。(2)材料組織以回火屈氏體+回火馬氏體+殘余滲碳體出現時，綜合力學性能好，能避免模具脆裂的產生。(3)利用正交試驗方法，獲取了淬火預熱溫度820℃、淬火溫度1040℃及保溫時間7min、第1次回火溫度560℃、第2次回火溫度600℃以及退火溫度870℃、退火等溫溫度740℃的模具熱處理工藝優化參數，為避免模具脆性開裂失效提供了熱處理工藝保證。

作者：徐永禮黃雙健龐祖高王玉文韋世寶單位：廣西水利電力職業技術學院機電工程系廣西大學材料科學與工程學院廣西玉林坤達機械制造有限責任公司

第二篇

1.試驗結果與分析

（1）熱處理溫度的滯后采用升溫速度為100℃/h，在正火時升溫到1000℃共花了10h。通過對4個監控點的測量發現，1號測溫點的溫度滯后時間為0.2h，2號點的溫度滯后時間為0.8h，3號點溫度滯后時間為1.2h，4號點溫度滯后時間為2.1h。同時，測定了在不同回火溫度下實際鑄件溫度和爐膛溫度的差異，具體情況見表1。

從表1可以看出，熱處理溫度越高，溫度滯后時間越短；熱處理溫度越低，溫度滯后時間越長。離爐門越近的點，其到溫滯后時間越長。根據各點的溫度滯后情況，做出了溫度高低與爐溫滯后時間的關系圖（見圖3）。根據圖3可以直觀地看出，在溫度較低時，溫度滯后時間長；在溫度較高時，溫度滯后時間短。各點之間的溫度差異也較大，要使整個爐膛溫度的完全均勻，花費的時間要很長。

（2）力學性能結果根據爐膛溫度的測量，在保證1號點達到溫度后，正火保溫3h，然后空冷至室溫?；鼗饡r的處理溫度也采用相同方法進行處理，在溫度到溫時出爐。獲得了在不同溫度下的最終力學性能，其性能結果見表2。從表2的數據可以看出，在低溫條件下，由于時間滯后較長，試塊的溫度均勻性較好，材料在不同部位的性能相差不大。隨著溫度的升高，滯后時間逐漸縮短，溫度均勻程度相對較大，材料的性能也存在一定的差異。

但是，總體來說，由于試驗時試塊是在溫度達到設定溫度后才進行性能試驗，故而其性能之間的偏差量的相對值較小。但是，在實際生產過程中，由于保溫時間是一個定值，達到溫度以后即出爐。此時，不同試塊的溫度并不相同，相互之間的溫度相差較大，由此造成材料的性能差異也會相應增大。

2.結語

箱式爐溫度的差異較大，應定期對爐溫進行鑒定監督。力學性能隨著溫度的升高，爐膛溫度的差異性逐漸減小。溫度越低，爐膛各點溫度的差異性越大，需要的均溫時間越長。在制訂熱處理工藝時，在低溫情況下，應適當延長保溫時間，以保證溫度均勻。

作者：張躍單位：沈陽鑄造研究所