悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制
收稿日期:2002-07-04
作者简介:高翔(1963 ),男,高级工程师(教授级),主要从事工业炉窑技术开发、设计工作。
文章编号:1001 6988(2002)03 0025 05
悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制
高 翔1
,王云飞2
,王玉辉1
,李
1
,巩济民3,谢爱芬2,林发祥1,宋力峰2,张丛笑
2
(1.机械工业第五设计研究院,天津300191;2.第一拖拉机股份有限公司,洛阳471004;
3.中国一拖集团有限公司,洛阳471004)
摘 要:介绍悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制过程,阐述在加热炉炉门和炉顶密封、曲轴悬挂输送快速出炉、淬火,快速均匀冷却、设备程序运行可靠等方面的研制方法以及生产线的研制结论。 关键词:悬挂调质生产线;曲轴;运行可靠性;密封;循环系统 中图分类号:T G155.2+6 文献标识码:B
Research on Underslung Heat Treatment Product Line for Crankshaft
GAO Xiang 1,WANG Yun fei 2,WANG Yu hui 1,LI Yu 1,GONG Ji m in 3
XIE Ai fen 2,LIN Fa x iang 1,SONG Li feng 2,ZHANG Cong xiao 2
(1.Fif th Proj ect Planning &Resear ch I nstitute MI ,Tianj in 300190,China;
2.First Tractor Comp any L imited ,Luoyang 471004,China;
3.China Yituo Gr oup Comp any L im ited ,L uo y ang 471004,China)
Abstract:This paper introduce that process of the research on the underslung heat treatment product line for crankshaft.It expounds the method of the research in the seal of furnace gate and fur nace top,underslung fast going out of the furnace for crankshaft,fast and even cooling dow n in quenching ,reliable on automatic operation and releases the result of the research.
Key words:underslung heat treatment product line;crankshaft;reliable on operation;seal;cir culation system
1 曲轴调质生产线概述
1.1 生产线研制过程
2001年6月,第一拖拉机股份有限公司(洛阳)委托中招国际招标公司(北京)进行悬挂式曲轴调质生产线的国际招标,机械工业第五设计研究院在激烈的竞争中一举中标。2001年8月15日双方签属悬挂式曲轴调质生产线的设备研制及总承包合同。 2002年2月悬挂式曲轴调质生产线的主要设
备进入第一拖拉机股份有限公司锻造厂10号车间
间开始安装,2002年4月进行悬挂式曲轴调质生产线的设备冷、热态调试,2002年5月进行悬挂式曲
轴调质生产线的试生产运行和工艺调试,2002年6月15日悬挂式曲轴调质生产线通过第一拖拉机股份有限公司的投产验收。1.2 生产线组成及生产能力
悬挂式曲轴调质生产线的组成见图1。悬挂式曲轴调质生产线由下列设备组成:淬火加热炉、回火加热炉、淬火冷却室、回火冷却室、双液淬火冷却槽、淬火液循环冷却系统、悬挂链式输送机、升降机和推车机、吊具装置、装卸料装置和电气控制系统。 悬挂式曲轴调质生产线生产能力达到年处理10万根锻件曲轴,产量为1500kg/h 。主要用于45
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图1 悬挂式曲轴调质生产线平面布置图
钢、40Cr 、42CrMo 、40CrNiM oA 等材质曲轴的调质热处理(淬火和回火),并可兼做曲轴的正火热处理。1.3 生产线生产过程
曲轴通过耐热钢吊具装置装卡固定在悬挂链式输送机的积放小车上,由悬挂链式输送机带动首先进入淬火加热炉中加热和保温。出炉后由推车机推动做快速水平运行到达淬火冷却室冷却工位,然后由升降机带动做垂直运动快速下降到双液淬火冷却槽中冷却。在双液淬火冷却槽中淬火液循环冷却系统形成强烈均匀的冷却场,实现曲轴快速均匀冷却。淬火冷却完成后,曲轴仍由悬挂链式输送机带动进入回火加热炉中加热和保温,出炉后到达回火冷却室进行喷雾和吹风冷却,最后运行到装、卸料工位完成曲轴装卡固定和卸下。机械动作的全部运行过程都由电气控制系统进行PLC 开关量控制,加热炉的电加热实施PLC 模拟量控制,通过工控机实现控制全过程的显示和监控。
2 曲轴调质生产线的研制重点
随着我国可持续性发展战略的推进和绿色环保型柴油发动机的发展,大型锻造类钢质曲轴已经逐步取代铸铁类曲轴成为行业发展方向。第一拖拉机股份有限公司锻造厂不断引进国外先进技术,利用其大型复杂曲轴工艺水平及锻件质量居于国内领先水平的优势,开发出多种曲轴系列锻件产品。为了进一步提高曲轴锻件的热处理质量,第一拖拉机股份有限公司锻造厂从1998年一直进行新型悬挂式曲轴调质热处理生产线研制的技术论证,所涉及的下列问题就是悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制重点和难点。
2.1 加热炉顶部通道密封及相关器件隔热效果能
否满足连续生产要求
悬挂加热炉的炉顶由于垂直吊挂的原因,必然要有一道贯通的直通缝,直通缝的密封非常关键。如果效果不好,将造成大量的炉内热气外溢降低炉子的热效率,使周围环境温度升高,烤坏各种检测元器件。
2.2 曲轴悬挂加热和冷却后的性能要求能否满足 首先要求曲轴在加热炉内加热和保温时,炉内有比较均匀的温度场,以保证其加热均匀,上下温度偏差较小。然后要求曲轴在淬火冷却时,冷却介质强度很大而且要非常均匀,以使其性能均匀稳定,上下偏差较小。第三要使曲轴淬火冷却后变形量很小,更不能出现变形不能校正而在机加工时回弹的现象。
2.3 曲轴淬火时快速进入冷却液中的要求能否满
足
工艺上要求淬火加热炉的出料炉门开启迅速,淬火曲轴在较短的时间内到达淬火冷却工位,尔后迅速进入淬火液中冷却。因此首先炉门结构和驱动形式要实现快速,更主要的是悬挂输送和垂直升降机构必须实现快速可靠,否则上述工艺要求就无法实现。
2.4 曲轴调质生产线的机械运行可靠性要求能否
满足
要实现曲轴的大规模连续生产,生产线设备机械运行必须保持很低的故障率,否则开开停停无法
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经验交流:悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制
达到要求的生产能力。因此要求生产线的电气控制系统中的PLC程序控制必须准确可靠,无论是自动生产还是手动调整,都不能出现误动作和误操作,否则既损害相关设备,又要造成因调整而减产。
3 生产线主要设备结构和特点
3.1 淬火加热炉和回火加热炉
(1)加热炉供热方式
淬火加热炉内最高工作温度为900。针对曲轴这类细长杆件垂直吊挂的特点,采用垂直安装在炉顶两侧的电热辐射棒对工件直接辐射加热,通过其合理分布,在炉内形成均匀的温度场。
回火加热炉内工作温度为450~700。电热辐射棒加热方式与淬火加热炉相同,还结合低温传热特点,在炉内两侧左右交错布置卧式高温循环风机,形成各自的循环通道,通过热气流的循环流动,提高传热效率,在炉内形成均匀的温度场。
(2)加热炉炉顶通道密封
淬火加热炉和回火加热炉炉顶开口采用炉顶中间气幕密封和进出料端口机械密封与吊具密封板相配合的方式,有效减少由缝隙中溢出的高温炉气,降低通道周围的环境温度,保证悬挂输送链各种运行和检测器件正常工作,提高机械设备连续运行的可靠性。
(3)加热炉炉门的密封和开闭
淬火加热炉和回火加热炉进、出料炉门都采用旋转对开外压式炉门,在外力作用下,炉门内、外相压,门框紧紧贴在炉口护板和内、外密封面上。炉门由气缸拉动门轴转动,炉门开闭迅速,可以最大限度地减少炉内热气向外排放,不仅提高了炉子的热效率,而且减少了炉外检测元器件遭受的热冲击,最终保证机械设备自动运行的可靠性。
3.2 悬挂链式输送机
(1)悬挂链式输送机组成
悬挂链式输送机采用WWJ4积放链式输送机,实现载料积放小车处在不同的位置,或运动或停止,按照生产工艺连续生产。积放小车组的承载能力为1000kg,输送链运行速度采用变频调速。积放链式输送机由输送轨道、牵引链条、积放小车、驱动装置、张紧装置、停止器、滚子组回转装置、光轮回转装置、道岔、止退器和气路单元等部分组成。 (2)悬挂链式输送机的运行可靠性
积放链式悬挂输送机在生产线上始终处于运行状态,积放小车和停止器间歇动作,小车占位检测元器件一直发出信号。每个积放小车、每个停止器动作的准确性以及每个占位检测信号的准确性都关系到整个积放链式悬挂输送机运行的可靠性。
积放链式悬挂输送机的安装质量是决定其运行可靠性的主要因素,在安装过程中,通过严格的安装和检测程序,首先保证其自身各种轨道的水平度和垂直度误差在规定范围之内。另外还保证各种轨道与加热炉和冷却室顶部通道中心的对中误差以及在各加热炉炉内和冷却室室内积放小车的积存误差在规定范围之内。
上述各种行之有效的措施,确保积放链式悬挂输送机运行稳定可靠。
3.3 升降机和推车机
(1)升降机的组成和工艺要求
升降机设置在双液淬火槽的上方,升降机升降行程较大,是实现积放小车升降的设备,由主机架、驱动装置、传动轴、改向轴、升降支架、升降轨、配重、传动链条和提升链条等部件组成,升降高度和升降速度均可连续调节。采用带制动的德国SEW驱动机构和变频调速单元,使得升降机既能快速垂直下降,又能慢速上升。为满足双液淬火的工艺要求,在升降承载轨上左右对称安装2个工位,由各自的停止器来定位控制。升降机在偏载的情况下能够长期稳定工作。
(2)推车机的组成和工艺要求
积放小车在升降轨上运动时,积放链式悬挂输送机水平方向的驱动牵引链条与积放小车的前车升降爪脱开啮合,由侧部安装的电动推车机推动,继续向前运行。推车机由推车机轨道、牵引链条、推爪小车、驱动装置和张紧装置等部分组成。
推车机工作时,由推爪小车推动积放小车的承载梁尾部向前运动,其运行速度可以连续调节,淬火前的运行速度由快速 慢速 停止,淬火后运行速度为慢速。
(3)升降机和推车机的运行可靠性
与积放链式悬挂输送机相同,通过严格的安装和检测程序,首先保证其各种安装器件自身的水平度和垂直度误差在规定范围之内。更要保证升降承载活动轨道与积放链式悬挂输送机的固定轨道之间
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!工 业 炉? 第24卷 第3期 2002年8月
的搭接误差在推头正常运行的范围之内。
推车机的多处占位信号安装在环境温度较高的冷却室顶上,采取高速气幕喷吹的方法进行降温,以保证运行的可靠性。升降机和推车机在运行中速度变化的各起始和终了位置以及超限位置都安装限位开关,以实现对升降机运行的自动控制和安全控制。
3.4 双液淬火冷却槽
(1)双液淬火槽的组成
由两套独立的淬火冷却装置组成,分别是水液淬火槽和水溶性淬火液槽。每个淬火槽都由淬火槽槽体、淬火液内循环管路、淬火液外循环管路、液体电加热系统和排屑系统等部分组成。槽体为钢板和型材焊接而成的结构件,槽底设导流板向排屑侧倾斜,以使氧化皮和其他杂质尽快由排屑系统排出槽外。两个淬火槽并联成一整体,其大部分置于地坑内,并由坑内的淬火槽支架支承。
(2)淬火槽内的液体循环系统
淬火槽内液体内循环系统由喷嘴、吸口及管路组成,其喷嘴布置在槽体底部相邻工件的中间位置,冷却液内循环泵使淬火循环液体从工件间喷出并穿过,使槽内冷却液自下而上循环流动,强化对工件的冷却和换热循环,再由吸口返回到内循环泵中继续循环。
淬火槽内液体外循环系统由喷嘴、吸口及管路组成,其喷嘴布置在槽内工件周围位置,喷出方向与工件的外回转表面成切线角度,冷却液外循环泵使循环液体喷出后,从工件的外回转表面穿行,以强化对工件的冷却和换热循环,再由吸口返回到外循环泵中继续循环。
(3)槽内冷却温度场
淬火冷却槽内的液体从淬火曲轴的垂直和切线方向的不同方位,以较高的流速喷向曲轴,在每个曲轴周围都形成均匀的自下而上的旋流。旋流与高温曲轴迅速换热,再通过循环系统冷却降温后重新形成冷的旋流继续喷射和冷却换热,因此在每个曲轴周围都形成冷却强度很大,温度分布非常均匀的冷却温度场。在这样的温度场中,曲轴淬火冷却效果非常好,上下硬度散差很低,轴向变形量也非常小。
3.5 淬火液循环冷却系统
(1)冷却循环系统组成
系统分为水液冷却循环系统和水溶性淬火液冷却循环系统两个各自独立的系统,安装在双液淬火槽侧下部的地坑内以及地面相关部位,与各自的淬火槽相联。各系统的结构和原理基本相同,又都分内、外两套系统,即淬火液内循环系统和淬火液外循环系统。
淬火液内、外循环系统主要由管路、循环水泵、阀门、过滤器等组成。该循环系统通过管路与循环水泵、槽内管路喷嘴相连通,使循环淬火液自下而上充分搅动,达到冷却均匀的目的。内循环系统的淬火液在槽体内部进行冷却液的循环,不通过板式换热器换热冷却。外循环系统淬火液要在淬火槽外通过板式换热器换热冷却后返回循环。
(2)循环冷却系统的运行
通过对淬火液内、外循环系统循环量的调整,保证在淬火冷却槽内冷却液体以较大的流速喷出,换热后温度升高的液体在经过冷却器将温度降低,在冷却槽内实现均匀的冷却温度场。另外循环系统还可将槽内水液送回循环水池,也可将槽内水溶性液体送回储液罐中,以便进行淬火冷却槽和淬火液循环冷却系统的检修。
3.6 悬挂式曲轴调质生产线电气控制系统
(1)电气控制系统组成
生产线的电气控制操作系统由电控室内集中操作的主控柜和现场操作的手动操作箱组成。主控柜包括电源进线柜、加热炉调功柜、介质加热控制柜、机械开关柜、PLC控制柜和记录仪表柜,共计12套柜子组成。1台上位工业控制计算机与PLC通讯,实施整个系统工作状态的控制、显示和记录等管理职能。可由1台彩色打印机输出存储的数据。现场手动操作系统操作箱分布在各设备附近,共计14套现场操作箱。
(2)PLC可编程序控制器柜
柜内配置电源模块、CPU模块、接口模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及配套的附件和中间继电器等。
开关量输入模块用于传输生产线炉门、悬挂输送链小车、垂直输送机、快速推车机的占位位置等状态和运行的各种故障状态以及工艺状态等。开关量输出模块用于传输各种机械动作,实现生产线机械开关动作的程序自动控制。模拟量模块采集热电偶信号,按照设定的PID参数做积分和微分计算后,通过触发器连续输出,实现加热炉各区炉温的自动控制。
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经验交流:悬挂式曲轴调质热处理生产线的研制
(3)上位工业控制计算机
该计算机对控制系统的运行程序实施监控、编辑和修改,还由组态软件在计算机内开发出较强的控制、显示及记录功能。系统设置多个显示画面,点击进入画面之后,进行各种检查和操作。
#首画面?为#开机画面?,操作时输入#密码?,经#确认?后进入#主画面?。
#操作主画面?为悬挂式曲轴调质生产线电气工艺流程图,直观地展现悬挂式曲轴调质生产线的工艺平面布置,显示各驱动电机的安装位置和开、停状态,显示炉门、停止器、小车、升降机、推车机的位置和状态。显示程序运行的工作状态以及各区加热元件的工作状态。
#温控画面?显示各区温控仪表表头,画面分别显示淬火加热炉和回火加热炉各区的温度控制框,框中显示#设定温度?和#测量温度?,可在框上设置#温度设定值?、#报警温度值?和#P、I、D?参数。
#报警画面?存储很多各类报警信息,显示故障内容和发生及消除时间。
#棒图画面?以垂直柱状数值记录显示各区温度数值。
#趋势画面?显示出加热炉内各区的温度-时间曲线。
以上这些记录画面都由彩色打印机打印输出。
(4)生产线机械运行程序
生产线的机械动作包括加热炉进出料炉门开闭、各工位停止器的开闭、悬挂链式输送机、升降机和推车机的开停。在实施现场手动操作时,对各停止器和对开式外压炉门的开闭动作实施程序设定,按钮按下次序不对,动作不会执行。目的是保护设备免于误操作带来的损害,影响生产的正常进行。 在生产线机械动作的自动运行时,上述现场手动操作的设备都要连续自动运行。各动作之间的连接安全依靠对动作完成的信号判定,因此考虑动作进行必须尽量减少出现误动作的可能性。因此程序中要设定各种判定条件和动作运行时间测量判断,一旦条件不具备或动作运行时间出现错误,自动运行将自动停止,同时输出故障部位和原因。 由于编辑的生产线机械动作程序,运行判断准确,保护功能完备,最终保证在生产线运行期间,无论是自动程序运行,还是现场调整运行,程序上没有出现任何问题。因此悬挂式曲轴调质生产线在生产运行时故障率非常低,保证其生产顺利进行。
4 曲轴调质生产线研制结论
(1)悬挂式炉顶通道密封方式和旋转对开外压式炉门结构有效地防止热气的外溢,降低了周围环境温度,不仅提高了热效率,而且提高了检测器件的使用寿命,保证了机械设备运行的可靠性。
(2)悬挂链式输送机的连续运行与升降机和推车机间断变速动作相结合,保证曲轴淬火快速出炉,分别到达水和水溶性淬火介质淬火工位,并迅速平稳地进入冷却介质中冷却。
(3)双液淬火冷却槽和淬火液循环冷却系统密切结合,通过内、外两套介质循环冷却系统的运行,实现了在淬火冷却槽中多根曲轴同时快速均匀,满足了曲轴的大量生产要求。淬火后曲轴变形量很小,为后续机加工打下良好的基础,曲轴金相组织和力学性能达到国内柴油机行业的先进指标,对曲轴综合机械性能的提高起到重要的作用。
(4)悬挂式曲轴调质生产线的电气控制系统,采用PLC可编程序控制器分别对机械设备运行和电加热热工设备实施自动控制,程序运行稳定可靠,保护功能齐全,采用工控机对生产线实施全过程的监控,实现参数连续采集记录和故障报警,保证了生产线的顺利运行。
(5)悬挂式曲轴调质生产线为国内第一条大型悬挂调质生产线,它的研制成功,填补了国内曲轴热处理领域的空白。该生产线的投产运行,从质量和产量两个方面为企业在激烈的市场竞争中生存和发展提供了可靠的保证。不仅巩固了第一拖拉机股份公司锻造厂作为国内大型复杂类锻件生产基地的地位,而且对于进一步提高锻件热处理质量,促进我国绿色环保型柴油发动机的研制、开发和生产具有重要意义。
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曲轴的热处理工艺.
曲轴的热处理工艺 曲轴是引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复运动变成循 环(旋转运动。是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的。曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率, 承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩, 同时承受着长时间的高速运转的磨损, 圆角过渡处处于薄弱环节,主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而,需要合适的热处理工艺,以保证其达到所要求的各项性能指标。 在曲轴工作的过程中,往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲 ---扭转应力, 轴颈表面容易磨损, 且轴颈与曲臂的过渡圆角处最为薄弱。除曲轴的材质, 加工因素外,曲轴的工作条件(温度、环境介质、负荷特性等都是影响曲轴服役的。 曲轴的主要失效形式有(1疲劳断裂:多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹, 随后向曲柄深处发展, 造成曲柄的断裂, 其次是曲柄中部的油道内壁产生裂纹,发展为曲柄处的断裂。 (2轴颈表面的严重磨损。 因此, 曲轴的选材十分重要, 既需要满足曲轴的力学性能, 也需要考虑强度和耐磨性。由于曲轴需要承受交变的弯曲 ---扭转载荷以及发动机的大的功率, 因此,要求其具有高的强度,良好的耐磨、耐疲劳性以及循环韧性等。因而,根据曲轴材料的要求,各项技术要求,及材料的成分,机械性能,淬透性,同时需考虑成本的经济性,最终可以选择 40Cr 作为汽车发动机的材料。 所以曲轴的大致加工路线是, 锻造→正火→机械加工→去应力退火→调质处理→表面热处理 (高频淬火 +低温回火 , 其中预备热处理为正火, 然后可能有必要进行去应力退火,最终热处理为调质处理和表面热处理的高频淬火和低温回火。 40Cr 的显微组织不均匀,且晶粒粗大,需要进行预备热处理来细化晶粒和改善其内部组织。翻阅书籍后我决定采用正火的方法来作为预备热处理。正火温度为Ac3或 Acm 以上 40到 60℃,故取正火温度为 880℃,来改善晶粒大小,使晶粒细化,
焊接热处理作业指导书
热处理作业指导书 一、工程概况 1.1本工程为江苏常州中天钢铁集团有限公司热电厂一台240吨纯燃高炉煤气锅炉安装工程及相应的汽水、消防、电气、热控等配套系统。锅炉设备由上海锅炉厂有限公司设计制造。 二、编制依据 2.1西北电力设计院设计图纸 2.2《施工组织总设计》 2.3《小型火力发电厂设计规范》“GB50049-94” 2.4“DL5000-2000”《火力发电厂设计技术规程》及《火力发电厂施工图设计手册设计》 2.5《汽水管路支吊架手册》1983年版 2.6《电力建设安全操作规程》(火力发电厂部分)2002年版 2.7《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）1996年版 2.8《电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇) 1996年版 2.9 《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇) 1996年版 2.10《电力建设施工及验收技术规范》（DL/T821-2002射线篇、DL/T5048-95超声波篇） 2.11《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004 三、作业条件 3.1 技术准备 3.1.1焊接工艺经过评定，符合工艺要求。 3.1.2作业指导书编制并审批完成，开工报告审批完成。
3.1.3工程所用的材料到位并验收合格。 3.1.4施工人员及工机具设备到位(特殊工种持证上岗)。 3.1.5施工场地清洁无杂物，具备施工的条件。 3.1.6人员组织机构建立并开始行使职责。 3.1.7 检查该项作业的上道工序应具备的技术条件。 3.1.8 施工技术交底和安全交底完成，且交底与被交底人员进行了双签字 3.2热处理前先决条件 3.2.1热处理操作工必须经过专业培训，并具有相应资质的考核委员会签发的资格证书。 3.2.2所使用的热处理设备运转正常。 3.2.3检测、计量器具已经检查和校验，且在检定的有效期内。 3.2.4施工交底工作已经完成，所有操作和检验人员必须熟悉热处理程序和相应的施工措施中的各项规定和要求。 3.2.5焊后热处理应在施焊工作结束并完成焊接自检和专检合格后进行。 四、作业人员及机具配置 4.1作业人员配置、人员资格及职责：
消除应力热处理作业指导书
消除应力热处理作业指导书 1．范围 1.1 本守则规定了膨胀节产品的消除应力热处理基本程序和要求。 1.2 本守则适用于膨胀节压制简体和成形的膨胀节消除应力热处理工序。 2．规范性引用文件 下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用本规程。 质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》 GBl50-1998《钢制压力容器》 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》 GBl6749《压力容器波形膨胀节》 3．工艺规范 3.1 工艺曲线 3.2 常用材料消除应力热处理温度及保温时间参见相关材料标准的推荐温度。 3.3 焊件进炉时炉内温度不得高于400℃。焊件出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。 3.4 升温速度最大不得超过PWHT 5000 δ℃/h ，且不得超过200℃/h ，最小可为50℃/h 。降温速度最大不 得超过PWHT 6000 δ℃/h ，且不得超过260℃/h ，最小可为50℃/h 。 4．工艺操作 4.1 消除应力热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于压制成形或在压力试验前进行。奥氏体不锈钢压制的波纹管、膨胀节一般不进行焊后消除应力热处理，工艺或客
户有特殊要求的按工艺处编制的热处理工艺卡执行。 4.2 消除应力热处理应尽可能采取整体热处理。 4.3 装炉时，工件距炉门不得小于****毫米，距炉墙不得小于****毫米，加热炉对炉温应能控制，对工件不得产生过度氧化和有害影响。 4.4 装炉时需要将工件垫平、垫稳。工件之间保持一定距离，不要靠紧。若需垛装时，上下工件之间要用垫板垫起。垫板厚度要大于*******毫米，上下垫板必须平行对正。 4.5 对于直径较大、壁厚较薄的筒体，内部没有支承圈或固定塔板时，应适当在内部支承，以防加热时变形。 4.6 产品焊接试板应随同工件同炉热处理，试板须放在能代表工件的适当位置。试板应有钢印标记，经核对并经检查员认可。 4.7 焊件升温期间，加热区内任意长度为*******毫米内的温差不得大于*****℃。焊件保温期间，加热区内最高与最低温度之差不宜大于*****℃。升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。 5. 测温与记录 5.1 热处理炉应配有自动记录温度时间曲线的测温仪表。 5.2 热电偶应安装在能反映工件实际温度的适当位置。补偿导线的线径及长度要合适，并经常检查热电偶的老化情况。 5.3 测温仪表和热电偶必须定期检定，保证合格准确。 5.4 工件热处理曲线记录和检验记录应存档保管，且保存不得少于***年。
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汽车发动机曲轴的热处理工艺设计 ●摘要 通过对12缸、四冲程、水冷高速大功率柴油机曲轴材质及调质后各项性能指标的分析，可知通过选用优质合金结构钢40Cr，加合适的热处理工艺，可以最大限度地提高高速大功率柴油机曲轴性能。 ·关键字：发动机；曲轴；选材；热处理工艺
目录 1.绪论 (3) 2.曲轴服役条件和性能指标 (3) 2.1 服役条件 (3) 2.2 技术要求 (4) 2.2.1 调质技术要求 (4) 2.2.2 渗氮技术要求 (4) 3.原材料状态和加工工序 (4) 3.1材料原始状态 (4) 3.1.1材料 (4) 3.1.2 锻造工艺 (5) 3.2 加工工序 (5) 4.热处理工艺 (5) 4.1 调质工艺 (5) 4.2 去应力回火工艺 (5) 5. 选材用材分析 (6) 6. 结论 (10)
1.绪论 发动机是汽车的“心脏”，而曲轴是发动机的关键部位。现代化的发动机对曲轴毛坯提出了有6拐、呈120°分布、带12个整体平衡块的要求。在机型改造的过程中，首先遇到的问题就是曲轴强度不足，一般是通过加粗轴颈、优选材质和表面强化等方法来增大曲轴强度，从而满足功率提高的要求。加粗轴颈在生产实践中受到各方面条件的限制，应用范围较窄，所以选择合适的材料和适宜的表面强化方法是解决曲轴强度的主要途径。曲轴在工作中承受交变载荷，圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。如果机械加工不当，润滑保养不好或柴油机运行受力不当，圆角部位的附加应力超过了界限值，就会在此部位产生疲劳源，逐渐扩展形成裂纹，最终发生疲劳断裂。所以曲轴表面强化处理主要是通过对曲轴圆角的强化来提高曲轴的疲劳强度[1]。。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的、方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 2.曲轴服役条件和性能指标 2.1 服役条件 曲轴工作过程中，往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲和扭转应力，轴颈表面容易磨损。疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式，
热处理设备的使用与维护保养
1．目的： 使设备有效性的能力维持在最佳状态，从而达到设备寿命周期最大经济化。2．范围： 包括公司所有直接或间接用于热处理的设备。 3．职责： 3.1车间生产人员负责设备的日常点检、运行维护保养。 3.2机电人员负责设备的维护保养的指导、定期检查、大/中修等工作。 3.3热处理技术员负责设备的定期检查.和校验。 3.4实验员负责产品硬度的校验，对实验数据进行记录，并出具产品实验报告。 4.流程：无 5.作业内容： 5.1设备操作 a．开机前，必须熟悉热处理炉传动系统和结构，各开关的功用。 b．升温前首先由机电工对电器.热电偶进行检查，确认正常后，操作工对照《设备日常点检卡》中规定的项目（包括各项报警项目）进行点检，正常后进行操作。c．先开淬火槽循环和水冷却，然后按照升温工艺进行升温。 d．淬火炉温度升到300℃时开启网带传动。 e．当淬火炉升温到600℃，开启回火炉进行升温；当回火炉温度升到设定温度后才开启网带传动（先开网带传送，然后拧涨紧螺杆）。 f. 温度设定：通过温度仪表的上下按键对温度设定值进行调节。 g. 网带速度设定：通过变频器的旋转钮左右旋转对网速进行调节。 5.2 设备运行 a．设备运行过程中操作工应每30分钟巡视一次设备，若发现异常应当即通知机电工进行排异。 b. 设备运行过程中遇设备故障或其它紧急情况，请按照《热处理通用规定》执行。 c. 淬火槽温度接近70℃时开启油冷却对油进行降温，油温接近50℃时关闭油冷却。 5.3 设备停止 a．炉内产品走完后关闭加热电源，（淬火加热炉的网带传动.淬火槽循环.回火炉风扇.水冷却必须开，其它可关。回火炉开始降温后必须停网带，并把涨紧螺杆松开，防止网带拉长变形）。 b. 停炉后必须继续通入甲醇，等淬火炉炉温低于700℃后方可关闭甲醇。 c. 淬火加热炉温低于300℃后才能停网带传动，低于200℃后关闭淬火槽循环泵。回火炉温度低于200℃后可停风扇。 d. 炉温冷却后关闭冷却水。 5.4 日常维护保养
热处理工艺名词解释
正火： 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Ac m以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3(Ac?是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度)或Ac m(Ac m是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。 正火的主要应用X围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。 ⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开
裂倾向。⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。 正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。有些临界冷却速度（见淬火）很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。 普通结构零件的最终热处理，由于正火后工件比退火状态具有更好的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普
铸钢件热处理作业指导书
热处理作业指导书 1.目的 保证热处理质量。 2.热处理方式 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 3.热处理操作要求 ．退火 退火是将铸钢件加热到Acs 以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度。 图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图
表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用
表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度 ．正火 正火是将铸钢件目口热到Ac。温度以上30～50o C 保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 图1—2为碳钢的正火温度范围示意图 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计
专业课程设计任务书 学生姓名：班级： 设计题目：汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容： 1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分 析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)
热处理作业指导书
热处理作业指导书1.适用范围 本规定适用于指导热处理车间对碳素结构钢、合金结构钢的热处理。 2.本公司常用材料的临界温度和常规热处理工艺参数对照表（见附表一） 3.热处理准备阶段 3.1设备的选择 热处理生产前要根据工件的大小和形状选择合适的电炉，大型工件优先选用大型电炉，小型工件优先选用小型电炉，淬油工件优先选用离油槽较近的电炉。 3.2热处理的配炉 热处理配炉是保证热处理质量的重要环节，配炉不当将对热处理质量产生很大的影响，必须特别重视，通常应考虑以下几个因素： 3.2.1配炉时要考虑热处理的类别，根据工件的化学成分选择退火、正火、 淬火、回火，相同类型热处理可以配炉；不同类型热处理配炉时，必须分析全部材料的整个热处理过程，合理组织其操作顺序，看其是否可以配炉。 3.2.2配炉时要考虑到同炉热处理的材料，其淬火、正火的最高加热温度上 限相差应小于20℃，其回火温度应在统一的范围内，可以采用分批出炉的办法加以协调。 3.2.3配炉时要考虑热处理工件的尺寸不能相差太大，一般最大截面与最 小截面之比应控制在2～2.5之内,也可采取大小工件分批出炉的方式加以协调. 3.2.4同种类、同炉号的同一批产品尽量争取同炉热处理。对于有随时炉试 样的，其分割开得试样也要在同炉热处理。装炉时，试样要放在炉中
合适的位置。 4.生产操作 4.1 设备检查： 4.1.1 装炉钳要检查设备是否完好，炉体有无损坏。所有活动的零部件（炉门、台车等）运动是否正常。电器线路工作状态是否良好。台车面是否清理干净。 4.1.2 检查冷却介质是否充备，循环冷却系统工作是否正常。电器线路工作状态是否良好。台车面是否清理干净。 4.1.3 检查热电偶，测量记录仪表，控制系统是否良好。 4.1.4 检查工辅具是否完整。特别市起重设备、钢丝绳、吊具、夹具是否适应，有无损坏，是否安全。 4.1.5 检查热处理工件质量：核对材料、工件尺寸；检查工件表面有无缺陷、开裂和将引起热处理开裂的潜在缺陷。 4.2 装炉： 4.2.1 每炉装炉量应不超过电炉规定的最大装炉量。所有工件的尺寸应与电炉工作室的尺寸相适应。 4.2.2 工件装炉的位置应在电炉的加热区之内。上下前后左右与炉顶、炉墙和电阻丝保持一定距离，件与件之间应隔开30mm，以保证热气流的流通。 4.2.3 工件装炉的位置应根据配炉工件进行分析，对各种材料和尺寸的工件要满足按所考虑的操作先后顺序可以出炉为装炉原则。 4.2.4 装炉时，底层垫块应垫平，工件在台车上要均布，合理堆放，垫平装稳垫实，以避免炉内装料不均，造成各区域温度差异，防止台车移动时侧倾、倒垛、撞击炉墙。
热处理作业指导书
热处理作业指导书
一、范围 本技术条件规定了钢制零件热处理技术要求和检验方法。本技术条件适用于钢的正火与退火、淬火与回火、感应与火焰淬火和渗碳淬火等热处理件。本技术条件未规定的技术要求应在图样或专用技术革新文件中规定。 二、一般规定 适用于钢的正火与退火、钢的淬火与回火，钢表面淬火和钢的渗碳钢淬火件。 1.工件的工艺路线应正确，材料牌号与图样相符，代料要有代料单。 2.工件材料的化学成分应符合国家标准、部（行业）标准或工厂标准中相同牌号的规定。 3.淬火、表面淬火和渗碳淬火件热处理前表面不得有裂纹、飞刺、锈蚀、斑痕和油污等影响热处理质量的缺陷。 4.工件的最终热处理要求应在图样中标注或说明。 5.工件的机械化性能要求（硬度除外）应在图样中标注具体项目和数值要求。 6.工件热处理工艺简图应能反映出工件的轮廓尺寸、有效截面尺寸、表面淬火及渗碳淬火部位等。 7.热处理件的补焊检查按GB8539规定执行。 8.齿轮、齿轮轴的检验等级按GB8539规定分为ML级（常规检验）、MQ级（一般检验）和ME级（严格检验）， 各级别的检验项目及指标均见附录A（提示的附录）。 9.对检验合格的热处理件应按规定标识；外协件应有出厂或进厂合格证明或报告单。 三、钢的正火和退火 1.钢的正火适用范围 a)适用于中碳钢、低碳钢和低合金钢的铸件、锻件消除应力、细化组织、降低硬度，改善切削性能；并为最终热 处理做好组织准备；作为某些零件的最终热处理。 b)适用于碳素钢、低合金钢件在重复淬火时消除应力、改善组织，以防止重新淬火时产生变形与裂纹。 2.钢的退火适用范围 a)钢的完全退火适用于中碳钢、中碳合金铸钢件、锻件、轧制件和重要焊接件的细化组织、降低硬度、改善切削 加工性能及充分消除内应力。 b)钢的不完全退火适用于晶粒未粗化的中、高碳钢和低合金钢、轧制件的降低硬度、改善切削加工性能及消除内 应力。 c)钢的等温退火适用于中碳合金钢、低碳合金渗碳钢和某些高合金钢大型铸锻件及冲压件，使其获得更为均匀的 组织和硬度。 d)钢的球化退火适用于共析钢和过共析钢的锻、轧件进一步改善切削性能；并为淬火做好组织准备。 e)去应力退火适用于机械加工件、焊接件消除残余应力。 3.技术要求 a)工件装炉必须放在确定的有效加热区中，装炉量、装炉方式应保证工件的均匀加热和冷却。 b)工件正火与退火的加热温度、加热速度、加热时间、冷却速度等应严格按工艺进行。 c)密封构件去应力退火前应钻有φ6以上的放气孔，防止密封腔内空气受热膨胀引起变形或爆裂。 d)作为预备热处理的正火和退火工艺，在图样上不用标注硬度要求。 e)正火或退火加回火作为最终热处理的重要啮合件（如有硬度差要求的软齿面齿轮副的齿轮）允许在图样上标注 HB要求的范围，45钢为HB 156～207。ZG340～640钢为HB 166～217。
模拟热处理作业指导书
一、适用范围 该要求适用于制造核电设备紧固件用棒材。 二、引用文件 GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T230.1-2004 金属洛氏硬度试验第一部分：试验方法（A、B、C、 D、E、F、G、H、K、N、T标尺） GB/T231.1-2002 金属布氏硬度试验第一部分：试验方法 GB/T4338-2006 金属材料高温拉伸试验方法 三、核电紧固件用棒材模拟热处理技术要求 核电紧固件用棒材在入厂化学成分复验后，紧固件生产之前需进行模拟热处理。涉及材料42CrMo4(42CrMoE)、42 CDV4(40CrMoV)、X12Cr13(12Cr13)、X6CrNiCu17-04(05Cr17Ni4Cu4Nb)、X6NiCrTiMoVB25-15-2(06Cr15Ni25Ti2MoAlVB)660、C45E/C45R(45)。 1、取样 每批（同一钢厂、同一炉罐号、同一规格直径）钢棒采购量的4%（至少2根），截取后送热处理车间进行模拟热处理。 一批钢棒数量不超过500支，作两组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒2根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒2根） 一批钢棒数量超过500支，做四组试验（直径φ≥16mm，截取540mm 样棒4根，直径φ＜16mm，截取340mm样棒4根） 截取样棒时应随机抽取 2）模拟热处理
具体要求按下表1进行 3）车样（热处理后的样棒） 试样应按以下规定截取: 试样轴线应与棒材轴线平行，其轴线与表面的距离应为: φ≤25 mm 时，在棒材轴线处: 25 mm<φ≤50mm时，距表面12.5 mm处: φ>50mm时，位于d/2半径处。 试样上与试验有关的部位应与样棒端部保持一定距离，该距离不得小于钢棒直径。 4）试验项目 a、室温拉伸试验 b、高温拉伸试验 拉伸试样和高温拉伸试样采用GB/T228-2002中规定的d=10mm的圆形横截面比例试样 c、冲击试验 冲击试样采用GB/T229-2007中规定的标准夏比V型缺口冲击试样，冲击试样为三块一组，试样应并排截取，试样缺口轴线垂直于钢棒表面。对于奥氏体钢棒，试验温度为室温（20℃）；对碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢棒，试验温度为0℃。 若该批钢棒直径小于等于15mm，则不进行冲击试验。 d、硬度试验 硬度试验在每根试样的不同位置进行测定，为验证每批钢棒的均匀性，每根试样测六组数据，硬度最高的钢棒与最低的钢棒的布氏硬度值
管道焊接及焊后热处理作业指导书
焊接及焊后热处理作业指导书 1 适用范围 本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢、合金钢、低温钢、耐热钢、不锈钢和异种钢等压力管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及其焊后的热处理施工。 2 主要编制依据 2.1 GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。 2.2 DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》。 2.3 SH3501-2002《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》。 2.4 其他现行有关标准、规范、技术文件。 3 施工准备 3.1 技术准备 3.1.1 压力管道焊接施工前，应依据设计文件及其引用的标准、规范，并依据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）。如果属本公司首次焊接的钢种，则首先要制定焊接工艺评定指导书，然后对该种材料进行工艺评定试验，合格后做出焊接工艺评定报告。 3.1.2 编制的焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）必须针对工程实际，详细写明管道的设计材质、选用的焊接方法、焊接材料、接头型式、具体的焊接施工工艺、焊缝的质量要求、检验要求及焊后热处理工艺（有要求时）等。 3.1.3 压力管道施焊前，根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交底，并做好技术交底记录。 3.1.4 对于高温、高压、剧毒、易燃、易爆的压力管道，在焊接施工前应画出焊口位置示意图，以便在焊接施工中进行质量监控。 3.2 对材料的要求 3.2.1 被焊管子（件）必须具有质量证明书，且其质量符合国家现行标准（或部颁标准）的要求；进口材料应符合该国家标准或合同规定的技术条件。 3.2.2 焊接材料（焊条、焊丝、钨棒、氩气、二氧化碳气、氧气、乙炔气等）的质量必须符合国家标准（或行业标准），且具有质量证明书。对焊接材料的具体要求详见《压力管道组成件、支承件及相关材料检验试验规程》，其中钨棒宜采用铈钨棒；氩气纯度不应低于
铸钢件热处理作业指导书
热处理作业指导书 1. 目的 保证热处理质量。 2. 热处理方式 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 3. 热处理操作要求 3.1 .退火 退火是将铸钢件加热到Acs以上20?30C,保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图1 —1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表I —1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度。 图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图
表I—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用
表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度 3.2 .正火 正火是将铸钢件目口热到Ac。温度以上30?50°C保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
图1—2为碳钢的正火温度范围示意图 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火; 可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组 织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度 表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度 3.3 .淬火
发动机曲轴材料及热处理
发动机曲轴材料及热处理 前言受小能量多冲抗力愈佳,疲劳拉力愈高,因曲轴是发动机脊柱,承受全部功率输此,曲轴表面应有高的疲劳强度、耐磨性、出任务,受周围燃气和活塞连杆惯性作用抗咬合、抗擦伤和一定的抗蚀性及足够的力,承受弯曲应力、扭转应力、拉伸应力、压硬化层深度,以满足多次修磨需要,基体应缩压力和小能量多次冲击力及摩擦力剪切有高的综合力学性能和强韧性。试验表力等复杂交变负荷作用力,工作条件恶劣,明,选用50 GrMoA新型表面淬火钢,采用轴颈磨损严重。磨损和疲劳断裂是曲轴主复合强化处理,使用寿命显著提高,充分发要失效形式。 曲轴是内燃机的重要部件,工作时曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用,受力大而且复杂,并且承受交变负荷的冲击作用[1];同时,曲轴又是高速旋转件,因此,要求曲轴具有足够的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损且润滑良好.针对内燃机传动曲轴提出的更高、更全面的要求,必然要求内燃机车传动曲轴用钢具有很高的疲劳强度和耐磨性以及高的淬透性,且淬火变形小,在高温下有高的蠕变强度与持久强度.由于工作温度高,而且还要承受剪切、拉压、弯曲、扭转等复杂的交变应力.因此,对曲轴坯用钢的技术要求非常严格. 2. 内燃机曲轴选材 ●工作条件：受弯曲、扭转、剪切、拉压、冲击等交变应力，曲轴受扭转和弯曲振动而产生附加应力；应力分布不均匀；曲轴颈与轴承有滑动摩擦。 ●失效形式：疲劳断裂和轴颈严重磨损。 ●性能要求：材料有高强度，一定冲击韧性，足够弯曲、扭转疲劳强度和刚度，轴颈表面有高硬度和耐磨性。 ●选材原则：根据内燃机类型、功率大小、转速高低和相应轴承材料等定，也需考虑加工条件, 生产批量和热处理工艺及制造成本等。 ●曲轴材料： 锻钢曲轴--优质中碳钢和中碳合金钢，如35、40、45、35Mn2、40Cr, 35CrMo钢等； 铸造曲轴--铸钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁及合金铸铁等, 如ZG230-450、QT600-3、QT700-2 、KTZ450-5、KTZ500-4等。 ● 175A型农用柴油机曲轴选材：
工业管道安装预热及热处理作业指导书
工业管道安装预热及热处理作业指导书 5.1 预热一般技术要求 5.1.1 预热的必要性以及预热温度应在焊接工艺规程中规定，并经焊接工艺评定验证。 5.1.2 当用热加工法切割、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，亦应考虑预热要求。 5.2 预热温度 5.2.1 各种材料所要求和推荐的最低预热温度见表5.2.1。若环境温度低于0℃，表5.2.1中的推荐温度即为规定的预热温度。 5.2.2 不同预热要求的材料焊接时，应符合表5.2.1中的较高预热温度要求。 5.2.3 需要预热的多层(道)焊焊件，其层间温度应不低于预热温度。
表5.2.1 预热温度 母材类别较厚件 的 名义壁 厚 Mm 规定的母 材 最小抗拉 强度 MPa 最低预热 温度 规定 ℃ 推 荐 ℃ 碳钢(C) 碳锰钢(C-Mn) ＜25 ≤490 －10 ≥25 全部－80 全部＞490 －80 合金钢(C-Mo、Mn-Mo、Cr-Mo) Cr≤0.5% ＜13 ≤490 －10 ≥13 全部－80 全部＞490 －80 合金钢(Cr-Mo) 0.5%＜Cr≤2% 全部全部150 －合金钢(Cr-Mo) 2.25%≤Cr≤10% 全部全部175 －马氏体不锈钢全部全部－150a 铁素体不锈钢全部全部－10 奥氏体不锈钢全部全部－10a 低温镍钢(Ni≤4%) 全部全部－95 8Ni钢、9Ni钢全部全部－10 5Ni钢全部全部10 －
铝、铜、镍、钛及其合金全部全部－10 a 奥氏体不锈钢的层间温度宜小于150℃，马氏体不锈钢的层间最高温度为315℃。 5.3 预热温度的测量 5.3.1 预热温度应采用测温笔、热电偶或其它合适方法进行测量并记录，以保证在焊前及焊接过程中达到和保持焊接工艺规程中规定的温度。测量仪表应经计量检定合格。 5.3.2 热电偶可用电容储能放电焊直接焊在工件上，可不必进行焊接工艺评定和技能评定。热电偶去除后，应检查焊点区域是否存在缺陷。 5.3.3 预热区域应以焊缝中心为基准，每侧距离应不小于焊件厚度的3 倍，且不小于25mm。 5.4 中断焊接 5.4.1 焊接中断时，应控制合理的冷却速度或采取其它措施防止对管道产生有害影响。 5.4.2 再次焊接前，应按焊接工艺指导书的规定重新进行预热。 5.5 弯曲和成形后的热处理 5.5.1 除弯曲或成形温度始终保持在900℃以上的情况外，
热处理作业指导书
热处理作业指导书 编号： 版本： 编制： 审核： 批准： 发布日期：2016年07月27日实施日期：2016年07 月27日
规范进行分类。 5．2．2 检查材料质量的单铸试棒，应与同炉浇注的材料同炉热处理。 5．2．3 中小型材料用专门的框架组成一批，一起装炉。大型材料应 单个放在专用架上装炉。 5．3 加热及保 温： 5．3．1 送电加热时，应同时开动风扇和控温仪表。 5．3．2 加热应当缓慢（一般为100℃/h）。对复杂材料，应在较低温 度下装炉（300℃以下），并使加热至退火温度的时间为2小时左右。 5．3．3 在保温期间，应定时校正炉膛工作区域温度。 5．3．4 由于某种原因造成中断保温，在短期不能恢复工作时，应将材料出炉空冷。在排除故障后，再次装炉继续升温进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。 5．4 出炉冷 却： 5．4．1 保温结束后，用吊车或其它装置将材料迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。 5．4．2 淬火转移时间是指从材料吊起到材料全部淬入介质中，总的时间最好不超过15S。 5．5 材料变形的 校正： 5．5．1 材料变形应在热处理后立即校正，矫正模具和工具应在热处理前事先准备。 5．5．2 根据材料特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。 5．6 时效操 作： 5．6．1 需进行人工时效的材料，应在热处理后尽快进行。 5．6．2 装炉时，炉温不得超过时效温度。 5．6．3 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。 5．6．4 保温时间到后，断开电源。 5．7 重复热处理：当热处理的材料力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。 5．8 技术安全 及其它： 5．8．1 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。 5．8．2 在装炉和出炉前，必须切断电源。 6 热处理质量检 查：
焊前预热及焊后热处理作业指导书
目录 1编制依据 (1) 2项目工程概况及工程量 (1) 3项目进度计划 (3) 4作业准备工作及条件 (4) 4.1作业人力、机械、工具、仪器、仪表等的计划 (4) 4.2作业环境的要求 (4) 4.3材料、设备供应计划 (4) 5作业程序及作业方法 (5) 6作业质量标准 (9) 6.1作业质量标准 (9) 6.2作业操作质量要点及保证措施 (10) 7作业的职业安全和环境控制措施 (10) 7.1本项作业一般安全和环境保护措施 (10) 7.2本项作业重要环境因素、重大风险 (11) 7.3本项作业重要环境因素、重大风险控制措施 (11) 7.4本项作业应急响应措施 (11)
1编制依据 1.1《阳煤集团和顺化工有限公司“18·30”尿素项目锅炉及三废炉安装施工组织设计》 1.2《电力建设施工质量验收及评价规程》(第七部分：焊接)2010版1.3《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2010 1.4《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004 1.5《特种设备焊接操作人员考核细则》TSG Z6002-2010 1.6《电站钢结构焊接通用技术条件》DL/T678-1999 1.7《电力建设安全健康与环境管理工作规定》2008-8-19 1.8图纸、说明书及有关技术资料 1.9《电力工程达标投产管理办法》（中国电力建设企业协会2006年版）1.10《工程建设标准强制性条文》（焊接部分2009年版） 2项目工程概况及工程量 2.1工程概况 阳煤集团和顺化工有限公司“18·30”尿素项目锅炉及三废炉安装工程的主体焊接热处理工程。 2.2项目工程主要工程量 见表一
(完整版)P91热处理作业指导书
目录 1、编制目的 (2) 2、编制依据 (2) 3、设备情况及工程量 (2) 4、资源配置 (3) 4.1作业人员的职责、分工及资格要求 (3) 4.2作业所需的机具、工具 (4) 4.3施工所需材料 (5) 5、施工进度安排 (5) 6、预热和热处理方法的选用 (6) 7、热处理工序流程和工艺要求 (6) 7.1热处理工序流程： (6) 7.2热处理工艺要求 (6) 8、安全措施 (8) 附件：热处理工艺卡 OHS危害辨识、评价、对策表 环境辨识、评价、对策表
1、编制目的 为了提高P91的焊接、热处理工艺和质量，加强施工工序过程控制，特编制主蒸汽P91焊接热处理作业指导书。本作业指导书规定了P91热处理施工的工艺规范和质量要求，并说明了该项目热处理施工所需的资源配置、工期目标、必需的机工具以及施工应注意的安全事项，适用于P91管热处理施工。 2、编制依据 2.1 西南电力设计院图纸 2.2 《T91/P91钢焊接工艺导则》（国家电力公司电源建设部） 2.3 焊接工艺评定报告 2.4《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇 DL/T869-2004） 2.5《火电施工质量检验及评定标准》（焊接篇1996年版） 2.6《火力发电厂焊接热处理技术规程》(DL/T 819-2002) 2.7《电力建设安全工作规程》（DL5009.1-2002） 3、设备情况及工程量 国电华蓥山发电厂2*300MW机组工程主蒸汽管道采用美国产的SA335-P91管，P91具有良好的抗拉强度、高的高温蠕变和持久强度（同样条件下的壁厚比P22减少一半），较低的热膨胀系数和良好的导热性，高的韧性和良好的加工性，但P91钢属空冷马氏体耐热钢，合金元素含量为10.53%，焊接时有强烈的脆硬敏感性、一定的冷裂纹及再热裂纹倾向，焊接时对热处理要求很高：焊前预热和焊接过程中需要跟踪；焊后需要立刻进行热处理，而且大部分热处理工作都是从晚上开始；每一P91焊口的跟踪直至焊后热处理曲线要完整；热处理时不得中途停止。这些要求给现场热处理工作带来了挑战，具体情况可见表一（1台机组）： 表一
P91热处理作业指导书
目录 1、编制目的 (3) 2、编制依据 (3) 3、设备情况及工程量 (3) 4、资源配置 (4) 4.1作业人员的职责、分工及资格要求 (5) 4.2作业所需的机具、工具 (7) 4.3施工所需材料 (9) 5、施工进度安排 (9) 6、预热和热处理方法的选用 (9) 7、热处理工序流程和工艺要求 (9) 7.1热处理工序流程： (9) 7.2热处理工艺要求 (10) 8、安全措施 (13) 附件：热处理工艺卡 OHS危害辨识、评价、对策表
环境辨识、评价、对策表
1、编制目的 为了提高P91的焊接、热处理工艺和质量，加强施工工序过程控制，特编制主蒸汽P91焊接热处理作业指导书。本作业指导书规定了P91热处理施工的工艺规范和质量要求，并说明了该项目热处理施工所需的资源配置、工期目标、必需的机工具以及施工应注意的安全事项，适用于P91管热处理施工。 2、编制依据 2.1 西南电力设计院图纸 2.2 《T91/P91钢焊接工艺导则》（国家电力公司电源建设部） 2.3 焊接工艺评定报告 2.4《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇DL/T869-2004） 2.5《火电施工质量检验及评定标准》（焊接篇1996年版） 2.6《火力发电厂焊接热处理技术规程》(DL/T 819-2002) 2.7《电力建设安全工作规程》（DL5009.1-2002） 3、设备情况及工程量 国电华蓥山发电厂2*300MW机组工程主蒸汽管道采用美国产的SA335-P91管，P91具有良好的抗拉强度、高的高温蠕变和持久强度（同样条件下的壁厚比P22减少一半），较低的热膨胀系数和良好的导热性，高的韧性和良好的加工性，但P91钢属空冷马氏体耐热钢，合金元素含量为10.53%，焊接时有强烈的脆硬敏感性、一定的冷裂纹及再热裂纹倾向，焊接时对热处理要求很高：焊前预热和焊接过程中需要跟踪；焊后需要立刻进行热处理，而且大部分热处理工作都是从晚上
曲轴热处理工艺
曲轴热处理工艺
汽车发动机曲轴的热处理工艺设计 ●摘要 通过对12缸、四冲程、水冷高速大功率柴油机曲轴材质及调质后各项性能指标的分析，可知通过选用优质合金结构钢40Cr，加合适的热处理工艺，可以最大限度地提高高速大功率柴油机曲轴性能。·关键字：发动机；曲轴；选材；热处理工艺
目录 1.绪论 (3) 2.曲轴服役条件和性能指标 (4) 2.1 服役条件 (4) 2.2 技术要求 (5) 2.2.1 调质技术要求 (5) 调质曲轴试样硬度及机械性能。 (5) 2.2.2 渗氮技术要求 (5) 3.1材料原始状态 (5) 3.1.1材料 (5) 3.1.2 锻造工艺 (6) 3.2 加工工序 (6) 4.热处理工艺 (6) 4.1 调质工艺 (6) 4.2 去应力回火工艺 (6) 5. 选材用材分析 (7) 6. 结论 (11) 1.绪论 发动机是汽车的“心脏”，而曲轴是发动机的关键部位。现代化的发动机对曲轴毛坯提出了有6拐、呈120°分布、带12个整体平衡块的要求。在机型改造的过程中，首先遇到的问题就是曲轴强度不足，一般是通过加粗轴颈、优选材质和表面强化等方法来增大曲轴强度，从而满足功率提高的要求。加粗轴颈在生产实践中受到各方面条件的限制，应用范围较窄，所以选择合适的材料和适宜的表面强化方
法是解决曲轴强度的主要途径。曲轴在工作中承受交变载荷，圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。如果机械加工不当，润滑保养不好或柴油机运行受力不当，圆角部位的附加应力超过了界限值，就会在此部位产生疲劳源，逐渐扩展形成裂纹，最终发生疲劳断裂。所以曲轴表面强化处理主要是通过对曲轴圆角的强化来提高曲轴的疲劳强度[1]。。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的、方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 2.曲轴服役条件和性能指标 2.1 服役条件 曲轴工作过程中，往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲和扭转应力，轴颈表面容易磨损。疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式，裂纹源多发生在轴颈与曲臂的过渡圆角处。除曲轴的材质、加工因素外，如果由于工作条件( 温度、环境介质、负荷特性) 的变化，特别是曲轴在工作运转中所受的弯曲应力或扭转应力超出了损坏界（真实应力> σ-1, τ-1），在圆角过渡处的薄弱部位就会出现裂纹而发展为弯曲疲劳断裂或扭转疲劳断裂。