钢铁热处理工艺及其污染分析
钢铁热处理的工艺流程
钢铁热处理的工艺流程钢铁热处理是通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程来改变其结构和性能的一种工艺。
它可以提高钢铁的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能，从而满足不同材料在不同工作条件下的使用要求。
下面详细介绍钢铁热处理的工艺流程。
首先是预处理阶段。
在这个阶段，需要对待处理的钢铁材料进行清洗，以去除表面的污垢或氧化层。
清洗方法可以是化学方法，如酸洗或碱洗；也可以是机械方法，如喷砂或抛光。
除了清洗，还需要进行切割和机加工等步骤，以获得适当的形状和尺寸。
接下来是加热阶段。
这是钢铁热处理过程中最重要的一个步骤。
通过加热，钢铁材料的晶体结构会发生变化，从而改变其性能。
加热时可以采用多种方式，如高频感应加热、盐浴炉加热、电阻加热等。
根据材料的不同和要求的性能，加热温度也会有所不同。
一般来说，钢铁的加热温度可以在300到1000之间。
然后是保温阶段。
当达到所需的加热温度后，需要将钢铁材料保持在一定的温度范围内一段时间。
保温时间的长短取决于材料的类型和尺寸。
通过保温，材料内部的原子和晶体会发生再分布，从而进一步改变其结构和性能。
最后是冷却阶段。
在保温之后，需要将钢铁材料进行恢复冷却。
冷却的方式有很多种，如自然冷却、油冷却、水冷却等。
不同的冷却方式会对钢铁的结构和性能产生不同的影响。
冷却的速度越快，钢铁的硬度会越高，但韧性可能会降低。
因此，在选择冷却方式时，需要根据具体要求进行合理的选择。
除了以上的基本步骤之外，还可以对钢铁进行进一步的处理，以进一步改变其性能。
例如，淬火是一种常用的处理方法，通过快速冷却来使钢铁获得高硬度和强度；回火是一种常用的处理方法，通过加热和保温来减轻材料的内应力，提高其韧性和可加工性。
总结来说，钢铁热处理的工艺流程包括预处理、加热、保温和冷却等步骤。
通过控制这些步骤，可以改变钢铁材料的结构和性能，从而达到不同的使用要求。
钢铁热处理工艺的选择和优化需要考虑材料的类型、尺寸、所需的性能以及生产成本等因素，以确保最终产品具有理想的性能。
钢铁热处理工艺简介
过共析钢：Ac1—Accm ,不完全淬火，使淬火组织中保
留一定数量细小，弥散的C化物颗粒，以提高耐磨性 （通过控制C化物数量，控制A的C浓度及合金浓度； 从而控制马氏体成分，组织和性能）
碳素工具钢 ： t=Ac1+„30-70‟℃, 合金钢，高合金
钢的表面热处理
二、火焰加热表面淬火，
（0.8—6mm）深的淬火硬化层。 气体燃料与在氧气或空气中燃烧（2000℃以 上），当乙炔和氧气1：1时，火焰温度最高， 可达3000℃，氧炔焰。 优点：设备简单，使用方便成本低等。 缺点：不易控制加热温度，易过热，且淬火质 量不易均一。
钢的化学热处理
钢件臵于一定温度的化学活性介质中，使一种或几种元素的原子渗入 钢件表面，改变钢件表层化学成份，获得预期的组织和性能。可利用C素 钢，低合金钢代替高合金钢，降低成本。
钢的淬火
（三）淬火冷却： 冷却是淬火的关键工序，关系到淬火
质量的好坏。 → 快冷：碳钢—水冷 合金钢—油冷
目的：防止过冷A在Ms点以上发生任何分解。 600—400℃温度分解快，只要在此期间快冷，其它温度不需 要，Ms点以下反而希望冷却慢些，以防止变形开裂。 → 冷却介质的选择原则 快冷并非越快冷越好，在保证淬硬的前提下，尽量选择 缓和的介质，以减小淬火变形和开裂。 对冷却介质的要求是：要求的淬火硬度和深度、淬火变形不 超过公差范围，不出现淬火组织缺陷，不开裂
一、钢的渗C
用于齿轮、活塞、销轴等工件，需承受弯、扭，交变载荷， 冲击载荷，很大接触应用和磨损的情况 低C钢件，渗C性介质(CO→[C]+CO2（放热）、（CH4→[C]+H2 （吸）、（固体渗C剂），加热至单相奥氏体区（930℃左 右），保温足够长时间，使表面层C浓度提高，。 C钢件都是C＝0.1—0.25%的低C钢（C素钢、低合金钢），而表 面C＝0.8—1.1%，合适渗C层厚度。渗C后工件进行淬火+低温 回火
浅谈钢铁冶金的污染治理及环保措施分析
浅谈钢铁冶金的污染治理及环保措施分析随着高速发展的工业化和城市化进程，钢铁冶金作为国民经济的重要基础产业在历史上起着举足轻重的地位。
但同时，钢铁冶金过程中产生的大量污染物不可避免地给环境带来了很大的危害，如大气污染、水污染、土地污染等。
近年来，为了保护环境和可持续发展，钢铁冶金污染治理成为了一个重要的课题。
一、钢铁冶金污染来源和危害1. 大气污染：钢铁冶金工业是大气污染的主要来源之一。
在钢铁生产过程中，原材料经过高温热处理，不可避免地会产生大量的烟尘、气体和废热。
其中最主要的污染物包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、有机物等，这些污染物都会对大气造成严重的危害，如雾霾、酸雨等。
2. 水污染：钢铁冶金生产过程中也会释放大量的废水。
这些废水含有高浓度的浮油、重金属、钾盐等有害物质，会对地表水、地下水、河流湖泊等水体造成严重污染，影响水生生物的生存和生长，威胁人类的健康。
3. 土地污染：钢铁冶金生产也需要大量的土地资源，而生产过程中产生的废渣、废弃物等也会对土壤造成污染。
大量的工业废弃物对环境的影响不可忽视，如酸性废渣等会破坏土壤的肥力和结构，导致土地退化和荒漠化。
二、钢铁冶金污染治理的现状在国际上，钢铁冶金污染治理已被纳入环保领域的重点研究方向。
例如在欧洲，对钢铁冶金生产的管理和环保要求非常严格。
在中国，自2012年开始实施的《大气污染防治行动计划》以来，对钢铁企业环保技改政策也进行了深入的研究和实施。
近年来，国家也加强了对钢铁企业的环保监管力度，钢铁冶金污染治理的效果也明显。
1. 严格控制污染物排放：钢铁冶金企业必须求生存、求发展，但这并不意味着可以对环境过度牺牲。
因此，要严格控制污染物排放，建立污染源监控和数据报告制度，实现企业排放情况的公开和公示。
2. 治理大气污染：可以采用高效净化技术和新型清洁能源技术，如使用富氧燃烧技术、增设气体净化设备等，对二氧化硫、氮氧化物等污染物进行净化和控制。
3. 减少水污染：可以从源头上控制废水排放量，逐步提高废水处理质量，采用生物降解、膜分离、综合浸出等处理技术，降低水污染的影响。
20CrMnMo钢预先热处理工艺的改进与分析
工业技术New 啄赢／．UtU I N U ．L 3C h i n a N e wTec hno l eB a n d Produ 。
1、嗣囵囫翟墨团喇、●■出‘U ‘墨圃■-t ■瞄一20C r M nM o 钢预先热处理工艺的改进与分析赵羹惠(山东上汽汽车变速器有限公司，山东烟台265500)摘要：20C r M nM o 材料用去应力退火代替等温退火的预先热处理，即保证了零件的最终使用性能。
又提高了零件的生产效率。
同时降低了能源消耗，节约生产成本。
关键词：去应力正火；等温退火；渗碳淬火；疲劳试验1概述钢件的正火和退火是应用非常广泛的热处理，作为预先热处理工序，安排在锻造或铸造之后，切削(粗)加工之前．用以消除前一工序所带来的某些缺陷．为随后的工序做准备。
汽车零件的预先热处理足零件生产过程中至关重要的环节，零件经锻造后，不但存在残余应力．而且组织粗大、不均匀、成分也有偏析．这样的零件机械性能低劣．严重影响切削加工．同时在淬火时极容易造成变形和开裂。
只有经(1)去应力退火T 艺l 温度℃620I 热冷区I 620l 风冷I 时间(分钟)80145625(2)金相组织及硬度检验金相组织按S EP —1520(2)金相组织及硬度检测结果如下．金相组织评定按G B ／T 262—1999I 蝴目马氏蝽及残糊余照瞳眸碳蝴辅崩}马。
鲫a 捩衰厕i 仳屠漾l 搏‘嬷^抖3级I 级nO l 5t m l 07】Tn ”娜℃"／盛t V I O l 托办B 火件3擐I 域001咖m m 渤期35I }珉C "／碧HVI O 显微组织带状组织{E 平衡组织硬度I l 铁索体+粒状珠光体小于3级无155—195H B 过适当的退火或正火处理，使零件组织细化．成份均匀，应力消除，才能改善零件的机械加工性能，并为随后的热处理(渗碳、淬火)作好组织准备。
220C rM nM o 钢预处理工艺分析20C r M n M o 钢是汽车变速器齿轮件的主要材料之一，齿轮是变速器中的主要零件。
热处理的4种方法
钢铁热处理的四种基本工艺什么是退火钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将金属或合金加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火的目的：退火所能达到的目的主在是：消除锻件及焊接结构的应力，消除冷加工后的加工应力，避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂；消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒，消除合金钢硬而脆的特性，改善其切削加工的性能，胀管时的管头，胀接前也要进行退火。
(1) 降低硬度，改善切削加工性；(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
在生产中，退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
正火与退火的区别，处理温度正火的冷却速度比退火快，得到的组织较细，工件的强度和硬度比退火高。
对于高碳钢的工件，正火后硬度偏高，切削加工性能变差，故宜采用退火工艺。
从经济方面考虑，正火比退火的生产周期短，设备利用率高，生产效率高，节约能源、降低成本以及操作简便，所以在满足工作性能及加工要求的条件下，应尽量以正火代替退火。
退火和正火可在电阻炉或煤、油、煤气炉中进行，最常用的是电阻炉。
电阻炉是利用电流通过电阻丝产生的热量来加热工件，同时用热电偶等电热仪表控制温度，操作简单、温度准确。
在加热过程中，由于工件与外界介质在高温下发生化学反应，当加热温度和加热速度控制不当或装炉不合适时，会造成工件氧化、脱碳、过热、过烧及变形等缺陷。
因此要严格控制加热温度和加热速度等。
图2-2为退火和正火的加热温度范围。
什么样叫金属冷加工硬化现象？在工程中，有时需用对钢件进行冷加工，如锻打、压延、弯曲、冲压等。
当冷加工产生塑性变形时，不但其外形发生了变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿受力方向被拉长。
冷加工塑性变形较大时，还会产生较大内应力。
这种现象称为冷加工硬化。
利用冷加工硬化对钢材使用强度的提高是有限的，而冷加工硬化引起的塑性降低及残存的内应力则是有害的。
Q235厚钢板焊后热处理工艺及组织性能分析
毕业论文题目：Q235钢厚钢板焊后热处理工艺及组织性能分析学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程班级：0802学号200802050224 学生姓名：张博涵导师姓名：马红亮彭小敏完成时间： 2012年6月20日诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目： Q235钢厚钢板焊后热处理工艺及组织性能分析姓名张博涵学院机械工程学院专业材料成型班级 0802 学号 200802050224 指导老师马红亮彭小敏职称讲师教研室主任李东锋一、基本任务及要求：1. 查阅与本课题相关的文献资料及相关手册，了解焊后热处理的作用及其对焊缝组织性能的影响并归纳焊后热处理工艺确定原则，了解Q235钢组织性能特点、特别是焊接性能特点及Q235钢的应用，撰写文献综述；2. 设计确定Q235钢厚板焊后热处理工艺3. 对经不同热处理制度后，Q235钢焊件组织性能进行分析，评估热处理工艺，分析原因，获得优化后最佳工艺；二、进度安排及完成时间：1. 3月1日～3月30日，查阅资料、撰写文献综述和开题报告；2. 4月1日～4月6日，课题调研、资料收集、方案设计；3. 4月7日～5月1日，试验研究及结果分析；4. 5月2日～5月22日，撰写毕业论文；5. 5月23日～6月5日，将毕业论文送指导老师审阅、评阅老师评阅；6. 6月7日～6月15日，毕业论文答辩和资料整理。
目录摘要 (I)Abstract: (II)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题的研究背景 (1)1.3课题的研究内容 (2)1.3.1厚钢板的焊接技术 (2)1.3.2焊后热处理技术 (4)1.3.3金相显微分析 (5)1.3.4硬度测试 (5)1.3.5力学性能分析 (6)1.4课题的目的和意义 (6)第2章实验设备及实验方法 (7)2.1实验设备介绍 (7)2.2实验过程及方法 (12)2.2.1实验流程图 (12)2.2.2 Q235厚板焊接实验过程 (12)2.2.3焊后热处理工艺 (14)2.2.4金相显微组织观察 (14)2.2.5硬度测试 (16)2.2.6力学性能测试 (18)第3章实验结果与分析 (20)3.1 Q235厚钢板焊接结果与分析 (20)3.2 Q235厚钢板金相组织结果与分析 (21)3.3 Q235厚钢板硬度测试结果与分析 (24)3.4 Q235厚钢板拉伸试验结果与分析 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)Q235钢厚钢板焊后热处理工艺及组织性能分析摘要：本文以Q235厚钢板为研究对象，采用手工电弧焊焊接方法进行焊接，通过对Q235厚钢板的焊后热处理，初步探讨其工艺过程，采用去应力退火热处理工艺，目的是消除焊后残余应力的影响。
钢铁行业生产工艺与排污特征
2006年我国钢铁产量
一、钢铁的生产工艺
钢的生产工艺分为长流程和短流程。
（1）长流程（以铁矿石为冶炼原料）：
生产过程包含有烧结、球团、炼 焦、高炉炼铁、转炉炼钢、连铸/模 铸、轧钢等多道工序。
一、钢铁的生产工艺
钢的生产工艺分为长流程和短流程。
（ 2）短流程（以废钢和直接还原铁为原料）：
与长流程相比，省去了烧结、球团、 炼焦、高炉炼铁等铁前工序。
一、钢铁的生产工艺
特点：
主要体现为： 烧结生产原料连续进入、成品矿连续生成并产出； 高炉炼铁原料间歇进入，铁水连续生成间歇排出； 转炉炼钢原料间歇进入，合格钢水间歇排出； 钢水连铸原料连续进入，钢坯连续生成并产出； 钢坯轧制原料连续进入，钢材连续产出。
一、钢铁的生产工艺
一、钢铁的生产工艺
一、钢铁的生产工艺
炼钢－转炉法冶炼
主体工艺： 铁水-（预脱硫、磷、硅）-转炉吹炼-炉外 精炼-连铸-火焰切割-连铸钢坯
主体生产设备： 铁水罐/鱼雷罐、铁水包、混铁炉、转炉、 钢包精炼炉、钢包加热炉、CAS罩、连铸机、 火焰切割机等。
一、钢铁的生产工艺
炼钢－电炉炼钢
主体工艺： 原料-电炉熔炼-（炉外精炼）-连铸/模铸钢坯 主体生产设备：
一、钢铁的生产工艺
钢铁联合企业残渣/副产品管理
一、钢铁的生产工艺
一、钢铁的生产工艺
轧钢－冷轧法
一、钢铁的生产工艺
轧钢－冷轧法
板带冷轧法主体工艺： 热轧板带-开卷-酸洗-冷连轧-（脱脂、退火）精整-卷取/横切-冷轧材 钢管冷轧主体工艺： 热轧管坯-加热炉-穿孔-退火-打头-酸洗-涂油-冷 轧-热处理-矫直-冷轧材
冷轧法主体设备： 开卷机、焊接机、冷连轧机组、退火炉、加热炉 （管坯穿孔）、矫直机、酸洗槽、脱脂槽、平 整机、卷取机、飞剪机等。
30CrMo热处理工艺分析及改进
30CrMo低合金调质钢对于强度要求较高的厚壁类零件，一方面从材料本身出发，控制提高渗透性合金元素的含量；另一方面要保证淬火介质的冷却能力，并考虑设备状况及零件自身结构制定合适的热处理工艺以保证达到性能要求，为类似厚壁类零件的生产提供一定理论及实践依据。
30CrMo化学成份（质量分数，%）C 0.28 – 0.33Mo 0.15 – 0.25Cr 0.80 – 1.30Mn 0.40 – 0.60Si 0.15 – 0.35Pmax 0.025S 0.025Ni 0.35分析与讨论由于国际原材料价格的大幅上涨，对一些较为贵重的合金原材料，如Ni, Mo, V 等含量的控制已成为大多数钢铁合金企业降低成本，增加利润的一条有效途径，不可避免地将Cr Ni Mo V控制在中下限，甚至更低。
但随之而来的是，产品热处理后的性能经常不合格，特别是屈服强度达不到规定要求。
在热处理方法上直接有效的办法是采用水淬火水淬油冷的工艺，选用合适的设备保证水温和水循环，然后进行高温长时间回火，保证性能均匀。
并且，在淬火过程中要从零件的形状结构和淬火设备及外界因素综合考虑冷却能力。
其次，合金元素含量的改变对奥氏体化的温度和时间，品粒的细化及材料的脆性都有很大影响，这严重影响了材料的力学性能。
在低合金调质钢30CrMo中，Cr Mo 元素的主要作用是增加钢的淬透性，并且是淬火得到的马氏体在高温回火时有足够的回火稳定性，回火后回火索氏体组织得到强化。
Cr Mo 都保证使材料得到强化而不降低其韧性，甚至还从一定程度上提高其韧性。
Mo 不仅可以提高淬透性，而且还可以防止合金调质钢在高温回火时第二类回火脆现象的发生，从化学成份分析，Cr Ni Mo 等贵金属接近于中下限，有时甚至低于下限值。
这样做虽然降低了炼钢的成本，但也为后续的热处理造成了较大困难，导致热处理反复多次，氧化严重，变形加大，为产品和整机设备的正常使用埋下了隐患。
因此今后的生产中对于一些关键件合金元素应控制在合理范围。
钢铁烧结工艺
钢铁烧结工艺钢铁烧结工艺是一种重要的冶金工艺，用于将粉状或颗粒状的铁矿石或钢铁副产品烧结成块状物。
通过高温下的热处理和矿石颗粒之间的结合作用，烧结工艺可以实现铁矿石的高效利用和资源的循环利用。
本文将介绍钢铁烧结工艺的基本原理、工艺流程以及其在钢铁生产中的应用。
钢铁烧结工艺的基本原理是利用矿石颗粒之间的物理和化学作用，在高温下使其粘结成块。
在烧结过程中，矿石颗粒首先在高温下软化，然后在颗粒间的接触点处发生熔融和结晶，最终形成块状物。
烧结过程中所需的高温由燃烧炉提供，燃烧炉中的燃料可以是焦炭、煤粉等。
同时，为了促进矿石颗粒之间的结合作用，还需要添加一定量的结合剂，常用的结合剂有石灰石、白云石等。
钢铁烧结工艺的工艺流程包括原料准备、配料、混合、球团化、烧结和冷却等环节。
首先，将铁矿石和其他辅助原料进行粉碎，并按照一定比例进行配料。
然后，将配料进行混合，以确保各种原料充分混合。
接下来，将混合后的物料送入球团机，通过机械力和湿法粘结剂的作用，将物料压制成颗粒状的球团。
然后，将球团送入烧结机进行烧结，烧结过程中，通过高温下的热处理和结合剂的作用，使球团逐渐结合成块状物。
最后，将烧结后的块状物进行冷却，并进行筛分和破碎，得到所需的烧结矿。
钢铁烧结工艺在钢铁生产中具有重要的应用价值。
首先，烧结矿具有较高的机械强度和耐高温性，可以直接用于高炉冶炼，减少了矿石的运输和预处理成本。
其次，烧结工艺可以实现对钢铁副产品的综合利用，例如炉渣、炉尘等，通过烧结可以将这些副产品转化为有用的烧结矿。
此外，烧结矿中的矿物相和化学成分可以根据不同的工艺要求进行调整，以满足钢铁生产中的特定需求。
因此，钢铁烧结工艺在提高钢铁生产效率和资源利用率方面具有重要意义。
尽管钢铁烧结工艺在钢铁生产中具有重要的应用价值，但也存在一些问题和挑战。
例如，烧结过程中会产生大量的烟尘和废气，对环境造成污染。
为了减少污染物的排放，需要采取相应的治理措施，如安装烟气脱硫、脱硝设备等。
浅析热处理工艺对45钢组织和性能的影响
浅析热处理工艺对45钢组织和性能的影响为了明确热处理工艺对45钢的影响，本文研究了退火，正火，淬火，低温回火、中温回火和高温热处理等对45钢显微组织及布氏硬度的影响规律，结果表明：碳含量是受热处理影响最显著45钢的硬度和强度随碳含量的增加而增加，但塑性和韧性降低。
标签：热处理工艺;金相组织;硬度;45钢1 绪论随着工业化进程的加速和基础设施数量的增加，对不同类型钢的需求及其结构性能要求也越来越高。
目前45钢是结构用钢中使用最广泛的一种钢。
中碳优质钢由于其淬透性差，因此在正常条件下需对其进行淬火和回火以此提高其機械性能。
但其冷塑性适中，退火和正火类型优于淬火和回火。
其适用于生产高强度零件，例如齿轮、轴、活塞销以及机加工零件、锻造零件和冲压零件等不受大应力作用的零件[1]。
45钢是一种主要用于机械零件生产的优质碳素钢，故又称机械零件用钢。
45钢的横温通常高于AC3，热处理后具有良好的力学性能。
由于其重复性较低，断面较大，因此不适用于对工件要求较高机械[2]。
为了研究热处理对45钢组织和布氏硬度的影响，对45钢进行了组织检测和布氏硬度测试，测定了热处理过程中的退火，正火，淬火，低温回火，中温回火和高温回火热处理工艺。
对获得的数据进分析，得出热处理过程对45钢结构和性能的影响规律。
2 热处理工艺2.1热处理工艺概念热处理是将固体金属加热到一定温度以保证所需的绝缘效果，并以适当的速度冷却到室温以改变内部结构从而获得所需性能的过程。
钢的特性不同于材料的微观结构，在高温下由于分子运动强烈，钢的分子分布相对均匀。
在奥氏体化温度下热处理一定时间。
首先将材料成分均质化，然后根据相应的热处理获得所需的结构。
经过各种热处理工艺后，当温度缓慢降低时，钢铁材料中铁和碳的分布受到影响，材料的成分分布不均匀，产生了不同的显微组织[3]。
从均匀分布到不均匀分布，需要时间和扩散速率，但是通常温度越高，扩散速率越高。
然后，通过调整时间和温度，可以有选择地控制元素的不均匀分布以获得不同的组合。
热处理原理和工艺
高硬度和高耐磨性。
中温回火
温度：350 —500 °C ；得到的组织： T回；具有一定的韧性和高的弹性
极限及屈服极限 高温回火
温度： 500-650°C；组织： S回；具有适当的强度和足够的塑性和韧性。
淬火后高温回火称调质处理。
体化。铁碳合金相图是确定钢加热转变的重要理论依据。
2、奥氏体化过程
共析钢加热到 727 °C（ A1) 以上，珠光体转变成奥氏体，经历了奥
氏体形核、长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分均匀化四个阶段。如 下图所示：
奥氏体 形核
转变步骤
奥氏体
核长大
残余渗碳
体溶解
奥氏体成 分均匀化
奥氏体晶粒长大及其控制
650 °C---600°C ：珠光体层片较细， S （索氏体） 600 ° C--560 °C： 珠光体层片极细， T (托氏体 )
珠光体
索氏体
托氏体
2、 马氏体转变
（1）转变温度： Ms（230 °C）－ Mf （2）产物：马氏体 （3）马氏体：碳在 a--Fe 中形成的过饱和铁
素体，具有体心正方结构。
速度冷却，使奥氏体转变为马氏体或下贝氏体的热处理工艺。
回火：将淬火后的钢加热至 Ac1以下的某一温度后进行冷却的热处理工艺。
退火与正火
退火 ：采用炉冷，冷却速度很低
分类：
完全退火 球化退火
等温退火
扩散退火（均匀化退火） 去应力退火（低温退火） 再结晶退火
正火（采用空冷，冷却速度较快）
主要应用 低碳钢：调整硬度（适当增加硬度），利于切削；
A1
700
钢铁热处理工艺及污染分析
钢铁热处理工艺及污染分析摘要：钢铁的热处理涉及到了工艺的很多过程，包括复杂的化学工艺以及其他相关工艺。
在钢铁热处理的过程中也会出现一些有毒及有害物质的产生，会导致环境的污染和破坏。
本文首先重点论述了钢铁材料热处理污染情况，深入分析了钢铁的热处理工艺污染状况，展望了国内外钢铁热处理工艺及污染的发展。
关键词：钢铁热处理、工艺；污染中图分类号：q958.116 文献标识码：a 文章编号：一、前言现阶段，我国经过热处理工艺生产的钢材总量所占钢材市场的比例是很高的。
但是，作为现代制造产业与技术的重要内容，钢铁的热处理工艺在出产大量钢材的同时，也存在有一些弊端和需要改进的地方，因为钢铁热处理工艺需要很大的耗电量，因而具有很强的污染性质，并且会造成其他各种污染。
因此，现代制造产业不仅仅注重的是产品产量，还要注意重视生产与环境制造的协调性和统一性，并且更加要注意制造技术的科学性和可持续性。
二、钢铁材料热处理污染概述热处理污染是由其特定的工艺决定的。
热处理工艺不改变零件的外形和几何尺寸，改变的是零件钢铁材料内部的晶粒组织及由此带来的机械性能的变化。
热处理工艺具有一个明显特点便是不改变零件的外形和几何尺寸，只会改变零件钢铁材料的内部的晶粒组织，内部晶粒组织的变化将会带来钢铁机械性能的变化，这便是钢铁热处理工艺的技术基础。
钢铁材料经过轧制、铸造、锻造、焊接后，将会发生很大的物理和化学性质的变化。
经过这些处理钢铁会产生较大的内应力，表面硬度增强，这就导致金属切割时的难度增大，还容易变形。
为了消除内应力和降低表面的硬度，需要对钢铁进行退火处理。
另外还会有淬火、正火、回火以及化学热处理等各个方面，这些处理的主要目的在于使零件的强度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性都得到增强，同时这些处理也会使零件的综合性能有明显提高。
这些钢铁热处理的工艺过程，通常都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
但由于热源的不同、热处理设备的不同、热处理介质的不同、处理速度与处理时间的不同，产生的污染物、污染量也不同。
u71mn钢钢轨轨端热处理工艺改进
u71mn钢钢轨轨端热处理工艺改进1. 引言1.1 概述本文旨在研究u71mn钢钢轨端热处理工艺的改进，通过分析现有工艺存在的问题与局限性，在行业需求与趋势的基础上提出改进方案，设计优化考虑技术方案和选择设备和工具，并进行实验验证及结果分析。
最终总结主要结论并评价工艺改进成效，并展望未来的后续研究方向。
1.2 问题背景随着铁路行业的发展，u71mn钢钢轨在高速列车运营中承受着巨大的压力和振动荷载。
由于长时间使用以及恶劣环境条件的影响，钢轨常常会出现疲劳断裂、塑性变形等问题，严重威胁列车行车安全。
因此，对钢轨进行端部热处理是一种有效防止这些问题发生的方法。
1.3 研究意义针对目前存在的问题和局限性，在u71mn钢钢轨端部热处理工艺方面进行改进具有重要意义。
首先，改进工艺可以提高钢轨材料的耐久性和抗疲劳性能，增加其使用寿命。
其次，改进工艺还可以减少钢轨的塑性变形和应力集中现象，提升整体结构的强度和稳定性。
最重要的是，改进后的工艺可以有效降低钢轨的维护成本和运营安全风险。
以上就是文章引言部分的详细内容。
2. u71mn钢钢轨热处理工艺现状分析：2.1 工艺流程及原理：u71mn钢是一种常用的铁路轨道材料，其在使用过程中需要经过热处理工艺来提高其机械性能和使用寿命。
该热处理工艺通常包括以下几个主要步骤：预热、加热、保温和冷却。
- 预热：将u71mn钢钢轨放置于特定温度下进行预热，目的是消除内部应力，为后续加热做好准备。
- 加热：将预热后的钢轨加热至适当温度，使其达到固溶状态。
此时，合金元素可以通过扩散作用均匀分布在材料中，提高其强度。
- 保温：通过保持合适温度和时间使合金元素扩散得更均匀，以进一步提高材料的性能。
- 冷却：将已完成固溶处理的u71mn钢快速冷却至室温或低温，使晶体结构发生相互转变并形成有利于提高硬度、强度等机械性能的组织结构。
2.2 现有问题与局限性：目前，在u71mn钢钢轨热处理工艺中存在着一些问题和局限性，如下：- 工艺过程控制不准确：现有的温度控制系统存在稳定性和精确度方面的缺陷，导致对材料温度的控制不够精准。
热处理工艺对金属材料抗疲劳性能影响分析
热处理工艺对金属材料抗疲劳性能影响分析摘要：近年来，金属工程建设的发展迅速，热处理是机械制造过程中最重要的环节之一，对金属进行热处理可以使得其性能得到有效提升。
在机械工业中，钢铁具有相对较多的实际应用，并且其微观结构相比于其他金属材料更加的复杂，因此必须对金属进行热处理使得其性能得到进一步优化。
文章选取了有代表性的钢铁材料，对其进行热处理并进行具体的分析和研究。
关键词：热处理工艺；金属材料抗疲劳；性能影响分析引言在金属材料生产制造过程中，热处理是最关键的一步，约占生产过程的四分之一，这个过程中对于电能的消耗也是非常巨大的，相关数据显示，在2019年的前八个月中，工业用电量已经超过了三万亿千瓦时，在消耗的大量电能中，金属热处理所消耗的电能将近一半，在金属热处理过后，还会对环境造成污染。
近些年来，我国可持续发展战略不断的深入，营造一个和谐、美好的环境已经成为重点。
为了响应国家相关政策，金属材料行业也在不断的进行技术改进，希望可以在降低能耗的同时减轻对环境的污染，为工业制造的发展、为国家的可持续发展做出贡献。
1金属材料热处理变形的影响因素在金属材料的热处理过程中，影响金属材料变形的主要因素有：（1）温度的影响，金属材料具有其自身的临界加热温度点，并且在金属材料进行热处理之后，随着热处理温度的降低，耐高温性逐渐降低。
在某个临界温度点，金属材料的热应力及结构的张力不断变化导致金属材料的性能受到严重影响，温度是热处理过程中金属材料变形的重要因素。
（2）冷却介质的影响，金属材料的大多数热处理过程中重要的一环就是淬火介质的使用，但搅拌方法和高速冷却介质的速率等因素也会影响材料的变形，最终由于材料组织的改变导致金属材料本身的变化。
在进行大量有关实验后，可以得到冷却剂对金属材料的稳定性会产生重要的作用。
（3）预处理的间接作用，进行具体的加工步骤之前，某些材料需要经过预处理，以消除金属材料的原始内部张力。
通常，预处理的工艺技术是一种标准化方法。
T12钢热处理工艺要点
金属材料与热处理技术课程设计题目：T12钢热处理工艺课程设计院（系）：冶金材料系专业年级：材料1201负责人：陈博唐磊，杨亚西，合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青指导老师：**2013年12月热处理工艺课程设计任务书热处理工艺卡目录基本资料 (4)工艺规范 (5)T12锉刀热处理 (6)1锉刀材料的选择 (6)2锉刀的热处理工艺 (6)2.1 球化退火的具体工艺 (6)2.2 T12钢制锉刀，其工艺路线如下： (6)2.3淬火 (7)2.4回火 (8)2.5 局部淬火 (9)3 热处理后组织金相分析 (9)4质量检验 (14)5缺陷分析 (15)参考文献 (16)表1、碳素工具钢化学成分序号 牌号化学成分 C MnSi S P 不大于1 T7 0.65-0.74 ≤0.40≤0.350.030 0.035 2 T8 0.75-0.84 3 T8Mn 0.80-0.90 0.40-0.60 4T9 0.85-0.94 ≤0.40 5T10 0.95-1.04 6T11 1.05-1.14 7T12 1.15-1.24 8T13 1.25-1.35工艺规范1、临界点温度 (近似值)Ac1 =730°C 、, Accm =820°C 、 Ar1 =700°C2、正火规范正火温度 850~870°c, 空冷, 硬度 269 ~341HBW3、普通退火规范退火温度 760 ~770°C, 保温2 ~4h, 再以 <30°C/h 冷速, 随炉缓冷到 500 ~600°C,出炉空冷。
4、等温球化退火规范1) 760 ~770°C ×2 ~4h, 680~700°C ×4 ~6h, 等温后炉冷到 500 ~600°C, 出炉空冷, 硬度≤207HBW2) 750 ~770°C ×1~2h, 680 ~700°C ×2 --3h, 硬度 179 ~207HBW, 珠光体组织2~4级, 网状碳化物等级≤2级。
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。
2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。
3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。
◆表面淬火?钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
感应表面淬火后的性能:1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。
2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
一般硬化层深δ＝（10～20）％D。
较为合适，其中D。
为工件的有效直径。
◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
?退火的目的①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
钢丝的热处理(一)
钢丝的热处理(一)日期：2010年8月10日11:40摘要：本文以生产实践为基础，用全新观念，对钢丝热处理工艺进行了梳理；从分析热处理原理，组织结构与使用性能关系入手，介绍各类钢丝的热处理工艺制定原则，并提供了一些实用技术数据和经验公式。
关键词：钢丝、热处理、工艺、显微组织、临界点。
钢丝生产有3个环节；热处理、表面处理和冷加工，所有钢丝均以热轧盘条为原料，经过1个或几个循环，才生产出合格的成品，工艺流程如图1。
热处理是钢丝生产过程中的一个重要环节，热处理的目的有3个：获得均匀的成分和适于冷加工的组织；消除加工硬化和内应力，以便继续进行冷加工；获得需要的力学性能、工艺性能和物理性能。
钢丝热处理按工艺流程可分为：原料热处理、半成品热处理（又称中间热处理）和成品热处理；按热处理效果可分为：软化处理、球化处理和强韧化处理。
不同种类的钢丝为达到软化、球化和强韧化的效果，往往采用不同的热处理方法。
众所周知，钢铁材料的性能取决于内部组织结构，组织结构取决于成分、冶炼、热加工、冷加工，特别是热处理工艺。
要选择合理、高效、经济的热处理工艺，必须了解材料性能与组织结构，显微组织与热处理工艺之间的关系，以及显微组织的种类和热处理的基本原理。
1 热处理基本原理1 钢铁材料可以通过热处理改变性能是基于材料的两项基础特性：所有金属材料都是结晶体，并且具有多种晶体结构。
以铁为例，铁的晶格有体心立方（δ铁和α铁）和面心立方（γ铁）两种结构，如图2。
图2 铁的晶格结构2(a) 体心立方晶格；(b) 面心立方晶格；在铁凝固（≤1538℃）过程中首先形成具有体心立方晶格的δ铁，在1394℃～912℃区间转变为具有面心立方晶格的γ铁，912℃以下又转变为体心立方晶格的α铁。
其次，所有的钢铁材料都是两种以上元素组成的合金，即所有的钢铁材料都可以看成是由溶质和溶剂组成的两类固溶体之一：间隙固溶体或置换固溶体，溶质原子挤进基体（溶剂）金属晶格中间形成的固溶体叫间隙固溶体；溶质原子取代基体（溶剂）金属晶格中的溶剂原子形成的固溶体叫置换固溶体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢铁热处理工艺及其污染分析
我国机械制造业钢铁消耗总量的40%以上要进行热处理。
热处理是高耗电行业，其用电量约占机械制造业总用电量的25%～30%。
同时，热处理又带来了十分严重的环境污染问题：据不完全统计，每年排放的污染物中，约有5000t淬火油因蒸发或局部燃烧成为CH化合物、CO及烟尘；盐浴炉生成盐蒸气7000t以上；燃煤炉窑排放SO2约15000t；喷砂处理产生SiO2等粉尘10000t以上；约9000t废淬火油因排放不当而污染水质；有害废渣约10000t；炉窑灰渣约85000t.这些污染物中包括剧毒的氰化物、铅烟尘、BaCl2及亚硝酸盐烟尘与渣、废矿物油等危险废物。
可见热处理行业的节能减排任重而道远。
热处理污染是由其特定的工艺造成的。
热处理工艺不改变零件的外形和几何尺寸，改变的是零件钢铁材料内部的晶粒组织及由此带来的机械性能的变化。
钢铁材料经轧制、铸造、锻造、焊接后，产生较大的内应力，表面硬度增大，给金属切削带来困难、易产生变形。
为消除内应力、降低表面硬度，需要对其进行“退火”处理。
而为了使零件具有很高的强度、硬度、耐磨性、抗腐蚀性与很好的弹性、很好的综合机械性能，需要对其作“淬火”、“正火”、“回火”处理及“化学热处理”。
这些钢铁热处理的工艺过程，一般都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
但是，由于热源的不同、热处理设备的不同、热处理介质的不同、处理速度与处理时间的不同，产生的污染物不同，污染物产生的量也不同。
还要注意，一些零件热处理后要做表面清理（喷砂、抛丸等），也要产生相应的污染。
1 加热与保温：
1.1 热源及加热设备
1.1.1 电加热
⑴.电阻炉：有箱式电炉、台车式电炉、井式电炉、电极式电炉与埋入式电炉（各类浴炉——主要是盐浴炉），为周期性电阻炉，用于各类热处理工艺的加热。
推杆炉、振底炉、网带炉等，为连续性电阻炉，用于可控气氛热处理与化学热处理工艺。
箱式炉、台车炉、井式炉的加热介质为空气，工件加热过程表皮会氧化、脱碳，产生氧化皮固废。
盐浴炉与可控气氛炉的加热介质为浴盐与无氧的气氛，不易产生氧化、脱碳，但有氯化钡或亚硝酸盐污染。
⑵.电磁感应加热：有高频（100~500kHz）、中频（晶闸管变频式0.18~8kHz、发电机式
0.5~10kHz）与工频（50Hz）三类，用于表面淬火。
高频淬火会产生电磁污染。
1.1.2 燃料加热：包括燃煤、燃油、燃气等。
⑴.燃煤含块煤、散煤、煤粉、焦炭及型煤等固体燃料。
燃烧装置有固定炉排、往复炉排等。
多用于大型退火炉、固体渗碳炉及一般热处理。
点火时黑烟滚滚，烟尘黑度超标。
运行时烟尘、SO2的排放、炉渣的排放与锅炉类似。
工件氧化、脱碳较严重。
⑵.燃油含重油、柴油及渣油等液体燃料。
很少使用。
⑶.燃气含煤气、氧-乙炔、天然气、石油液化气等气体燃料。
许多热处理炉为燃气炉。
也有用于表面淬火的。
要注意燃气的含硫量及SO2的排放。
工件有氧化皮产生。
上述加热过程，随加热速度、最高加热温度的不同，污染物的排放浓度与排放量不同，与前者成反比，与后者成正比。
1.2 保温：对燃料炉，该阶段处于稳定燃烧状态。
对固体燃料炉，只要不打开炉门加燃料，一般不冒黑烟。
污染物的排放浓度不变，而排放量与保温时间成正比。
2 冷却：这是最值得关注的阶段。
经加热、保温后的工件，要得到要求的硬度和力学性能，必须选择合理的冷却方式和冷却方法——冷却速度及冷却介质。
2.1 退火：包括完全退火、不完全退火、低温退火，这三者主要为消除应力、降低硬度；还有球化退火、等温退火，以细化晶粒为主。
不管哪种退火，区别在于加热温度不同，而冷却方式均为随炉冷却——即达到保温时间后，停止加热，工件在加热炉中随炉温的降低而慢慢冷却下来。
这显然是一种“缓慢冷却”。
工件出炉温度约为150~200℃。
2.2 正火：与退火的区别在于其加热温度更高，而冷却方式是随炉冷却到500~600℃时，工件出炉在空气中冷却或进行风冷、喷雾冷却。
其冷却速度当然比退火要快。
退火、正火要脱落大量氧化皮。
2.3 淬火：属于“快速冷却”，可大大提高钢材的硬度。
其冷却速度取决于淬火介质。
淬火介质有固体、液体与气体，常用的是液体淬火剂，如：水（自来水、蒸馏水）、水溶液（盐水、碱溶液、肥皂水、高锰酸钾水溶液）、油（矿物油、植物油）及盐、碱、硝盐等。
不同的淬火介质产生的污染物截然不同。
2.3.1 水淬：冷却速度甚快。
易造成工件变形、开裂。
除氧化皮外没什么污染。
2.3.2 水溶液淬火：
⑴.盐水：5~15%NaCl水溶液淬火，工件变形、开裂倾向比水淬减少。
⑵.碱溶液：5~15%NaOH水溶液淬火，工件变形小、开裂倾向低。
上述水溶液淬火会产生水污染。
2.3.3 矿物油：这是碳钢、合金钢最常用的淬火剂。
包括机械油（7号、10号、20号机械油，0号轻柴油）、普通淬火油、光亮淬火油、真空淬火油、等温分级淬火油等。
油淬时，
要产生油烟。
淬火油在使用中由于热分解和氧化会导致老化，达不到应有的淬火要求。
老化报废的淬火油属于危险废物。
2.3.4 盐浴（氯盐浴、硝盐浴）、碱浴与盐碱混合浴：
⑴.盐浴：指氯化盐(BaCl2、NaCl、KCl）、硝盐（NaNO3、NaNO2、KNO3、KNO2）熔液淬火（熔液熔点500~5600C）。
如：（75%BaCl2+25%NaCl）、（30%KCl+20%NaCl+50%BaCl2）、（37%NaCl+41%KCl+22%BaCl2）熔液及单一硝盐或各种配比多种硝盐熔液淬火（熔液熔点100~337℃）。
用于合金工具钢和模具钢淬火。
工件变形小、硬度高、不开裂。
⑵.碱浴：如（65%KOH+35%NaOH，熔点155℃）、（80%KOH+20%NaOH，另加3%H2O，熔点1300C）、（84% KOH +14% NaOH +2~3%H2O，熔点140℃）。
冷却速度高，淬火后碳钢工件表面呈银灰色，洁净。
⑶. 硝盐、碱混合浴：各种配比的NaNO3、NaNO2与KOH、NaOH及H2O的混合熔液，熔点140~270℃。
用作要求变形小、形状复杂的工模具钢的淬火介质。
上述淬火介质会产生相应的盐、碱污染。
3 其它热处理：如“铅浴”、化学热处理等
3.1 铅浴：用于中高碳钢钢丝冷拔产生的冷作硬化退火。
等温索氏体化处理介质温度为450~600℃，有大量铅蒸气污染。
3.2 化学热处理：包括渗碳、渗氮、氮碳共渗、硫氮碳共渗、渗铬、渗铝、渗硼、渗硅及硼铝共渗等。
3.2.1 渗碳;
⑴.固体渗碳：渗碳剂一般采用柞木等木炭（粒度为微粒及3~20mm），再配以催渗剂。
将工件埋入装有渗碳剂的渗箱中，箱盖用耐火泥密封，然后置于热处理炉中加热，当；炉温升到800~850℃，保温约2~3h，再继续加热到900~950℃,保温一定时间（渗碳层厚从小于1mm 到几十mm）后淬火。
⑵.气态渗碳：渗碳剂一般选用煤油、醇或苯。
渗碳温度一般控制在900~950℃。
渗碳速度一般为0.20mm/h。
渗碳剂滴注入渗碳炉后裂解生成活性碳原子，渗入工件表层形成渗碳层，再去淬火。
气态渗碳炉排气含有CO，应予点燃处理。
在低于一个大气压的条件下进行气体渗碳的工艺称为真空渗碳。
通常以高纯度的富化气（丙烷、甲烷或乙炔等）和稀释气（N2、H2等）直接通入真空炉内进行渗碳。
真空渗碳易产生炭黑。
⑶.离子渗碳：在低于一个大气压的渗碳气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生的的辉光放电进行渗碳的工艺。
以CH4、H2作离子渗碳气体。
无污染。