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金属热处理工艺学

课程学习总结

班级：材科11-1

姓名：夏传兴

学号：20110051 2014.7.10

一金属的加热

1.1金属加热的物理过程及及其影响因素

加热介质和工件表面传热过程，影响传热系数α的因素

1、对流传热：对流传热：热量的传递靠发热体与工件之间流动进行。实验证明,单位时间内加热介质传递给工件表面的热量有如下关系:

影响对流给热系数的因素：

（1）液体的运动的情况：静止和强迫流动。

（2）液体的物理性质：流体的导热系数、比热和密度、粘度等； （3）工件的表面形状及其在炉内放置位置；

2、辐射传热：任何一种物体，只要其温度大于绝对零度，就能从表面发出辐射能（电磁波）。 3、传导传热：靠物质之间的相互碰撞。 需要说明的是：实际工件在传热过程中，三种传热方式同时存在，所不同的是有这种传热方式为主，有的场合以另一种传热方式为主。 1、2工件内部的热传导过程

工件内部传热主要以传导传热，工件表面获取能量后，表面温度升高，在表面和心部存在温度梯度，发生传导传热

传热强度以比热流量表示：

λ为热传导系数：表示材料具有单位温度梯度时所允许通过的流量密度。 影响λ 的因素：

（1）钢的化学成分:合金元素及碳含量一般降低传热系数。

（2）组织状态：随钢中组织组成物，按奥氏体、马氏体、回火马氏体、珠光体顺序增大。 （3）加热温度：热传导系数与温度的关系近似地呈线性关系 1、3热处理时间的确定

热处理加热时间包括：工件达到热处理规范所要求温度的时间；完成组织转变及其它热处理所要求的组织结构状态变化所需要的时间。简单地说温度升高的时间和保温时间。确定加热时间一般有计算法和经验法。 影响热处理工件加热的因素：

（1）加热方式的影响（随炉加热、预热加热、到温入炉加热和高温入炉加热）。 （2）加热介质和工件放置方式的影响。（气体、熔融性金属液体、流态化炉、真空炉）。 （3）工件的放置位置和本身的几何形状。

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1、4金属及合金在不同介质中加热时常见的物理化学现象及加热介质选择

工件在不同介质中加热时，必定要和周围介质发生作用，即化学反应，最典型是氧化，脱碳。

1、钢件的氧化和脱碳过程

氧化: 材料中金属元素与氧化性气氛形成氧化物层。其危害是不仅使工件表面便色，失去光泽，而且使机械性能变坏（如疲劳性能）因此要防止氧化。 氧化反应：对于铁来说，根据加热温度不同，常见的氧化反应也不同。 氧化物的组织形式：

（1）Fe3O4:磁性氧化铁，在570度以下形成，组织严密，一旦形成氧化速度较慢，如步

枪枪支要氧化处理。

（2）Fe2O3:当T＞570度时，由于氧原子扩散加快，逐渐形成无磁性氧化铁。 （3）FeO： 温度继续升高，O，Fe原子相对扩散，形成疏松FeO，氧化速度加剧。 脱碳现象：

当 时，工件发生脱碳；

当 时，达到平衡，既不脱碳，也不增碳。

2、炉气的碳势及测定

炉气的碳势表示炉气对钢表面增碳或脱碳的能力。主要取决于炉气的成分，如在吸热式气氛中，影响碳势的主要气体是CO、 H2 、 CO2 、 H2O 、 CH4，其中CO和H2 的含量是固定的，其它气氛就存在一定关系：

此时，通过测量氧含量来测量炉气的碳势，测量器具如下： （1）红外线CO2分析仪

（2）露点仪（露点指气氛中水蒸气开始凝结成雾的温度） （3）氧探头（测量炉气中氧分压） 3、钢加热时的脱碳过程及脱碳层的组织特点

钢在加热过程中将发生脱碳，其组织有两种类型：一种是半脱碳层；另一种叫全脱碳层； 4、加热介质的选择 （1）真空加热

（2）保护气氛（吸热式气氛、放热式气氛）

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