力学性能热处理工艺论文2篇范文

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第一篇

1热处理工艺

上述的特征结果归结到不合理热处理工艺上。鉴于此，采用正交试验优化热处理工艺方案，期望通过最佳的热处理工艺，从组织和性能上获取模具最佳的强度、塑性、韧性和硬度的配合。

1.1正交试验安排及试验数据本试验考虑退火温度、退火等温温度、淬火预热温度、淬火温度、淬火保温时间、淬火方式、第1次回火温度、第2次回火温度、回火次数共9个因素，其中，淬火温度、淬火保温时间和第1次回火温度3个因素各4个水平，其余6个因素各2水平。选用正交表L16(42×29)安排试验。表1为正交试验的因素水平表。表2为试验安排表。

1.2试验结果及分析按照表2的安排，将各试样进行热处理，然后对试验结果进行极差分析，对试验指标进行测试，热处理优化结果如表3所示。优化后的热处理工艺如图8所示。

2优化工艺效果

检讨失效模具的热处理工艺，制取8mm×8mm×14mm的试样，分别按照失效模具的热处理工艺(870～890℃常规退火、1020℃淬火保温1.5h、540和550℃回火两次)和优化热处理工艺进行热处理，并对比材料组织和力学性能。

2.1退火组织对比图9a为失效模具的退火组织，组织为片状珠光体和块状碳化物，含少量的球状珠光体。优化工艺退火组织如图9b所示，组织为球状珠光体，颗粒状或球状的渗碳体弥散在铁素体上，球状珠光体与片状珠光体比较，其强度较低，塑性较好，具有不易出现过热和淬火开裂倾向，为后期热处理提供了基础保证。

2.2淬火组织对比图10a为失效模具淬火组织，组织为隐针马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物，合金碳化物溶解度较少，残余奥氏体量较多。优化工艺淬火组织如图10b所示，组织为细针马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物，未溶碳化物较细，且量较少，说明奥氏体化温度合适，Mo、Cr、V的碳化物得以充分溶解。观察大于5个视场区域，极少区域存在未溶碳化物，为材料提供了较好的基体组织。

2.3回火组织对比图11a为失效模具回火组织。在540和550℃两次回火后得到的是回火托氏体+回火马氏体+剩余碳化物，碳化物虽呈细小颗粒状但分布较为稀疏。优化工艺组织如图11b所示，组织在560和600℃回火两次后得到回火屈氏体+回火马氏体+残余渗碳体组织，碳化物颗粒细小分布均匀，这种组织有较高的强韧性和抗疲劳性能。

2.4力学性能将失效模具试样和优化工艺试样进行力学性能测试，结果如表4所示。从表中可以看出，优化以后屈服强度高达1420MPa，远高于模具服役时的最大等效应力为912MPa，抗拉强度、屈服强度、冲击韧性、伸长率、断面收缩率比失效凸模相应的值分别提高了18.2%、29.1%、36%、46%、16.3%，硬度下降了7.6%，综合力学性能高，能最大程度地抵抗模具的脆性断裂。

2.5断口组织形貌对比图12和图13分别为失效凸模冲击断口形貌和热处理工艺优化后的冲击断口形貌。前者断面呈河流花样，韧窝尺寸小，数量少，深度浅，表面上分布着大量的准解理面和准解理台阶，还存在很多撕裂棱。后者的断口形貌基本上看不到撕裂棱，韧窝较多，尺寸较大，深度较深，且大量韧窝覆盖在断口表面，显然优化后材料组织能有效抵抗模具的脆性断裂。

2.6应用效果依据优化热处理工艺对H13钢圆管铝型材挤压模具进行热处理，挤压量至13t时没有发现分流桥及模芯等部位出现脆裂纹现象，仍然继续服役。

3结论

(1)模具材料塑性过低，硬度过高，存在未溶碳化物组织时，将导致模具以脆裂的形式开裂。(2)材料组织以回火屈氏体+回火马氏体+残余渗碳体出现时，综合力学性能好，能避免模具脆裂的产生。(3)利用正交试验方法，获取了淬火预热温度820℃、淬火温度1040℃及保温时间7min、第1次回火温度560℃、第2次回火温度600℃以及退火温度870℃、退火等温温度740℃的模具热处理工艺优化参数，为避免模具脆性开裂失效提供了热处理工艺保证。

作者：徐永礼黄双健庞祖高王玉文韦世宝单位：广西水利电力职业技术学院机电工程系广西大学材料科学与工程学院广西玉林坤达机械制造有限责任公司

第二篇

1.试验结果与分析

（1）热处理温度的滞后采用升温速度为100℃/h，在正火时升温到1000℃共花了10h。通过对4个监控点的测量发现，1号测温点的温度滞后时间为0.2h，2号点的温度滞后时间为0.8h，3号点温度滞后时间为1.2h，4号点温度滞后时间为2.1h。同时，测定了在不同回火温度下实际铸件温度和炉膛温度的差异，具体情况见表1。

从表1可以看出，热处理温度越高，温度滞后时间越短；热处理温度越低，温度滞后时间越长。离炉门越近的点，其到温滞后时间越长。根据各点的温度滞后情况，做出了温度高低与炉温滞后时间的关系图（见图3）。根据图3可以直观地看出，在温度较低时，温度滞后时间长；在温度较高时，温度滞后时间短。各点之间的温度差异也较大，要使整个炉膛温度的完全均匀，花费的时间要很长。

（2）力学性能结果根据炉膛温度的测量，在保证1号点达到温度后，正火保温3h，然后空冷至室温。回火时的处理温度也采用相同方法进行处理，在温度到温时出炉。获得了在不同温度下的最终力学性能，其性能结果见表2。从表2的数据可以看出，在低温条件下，由于时间滞后较长，试块的温度均匀性较好，材料在不同部位的性能相差不大。随着温度的升高，滞后时间逐渐缩短，温度均匀程度相对较大，材料的性能也存在一定的差异。

但是，总体来说，由于试验时试块是在温度达到设定温度后才进行性能试验，故而其性能之间的偏差量的相对值较小。但是，在实际生产过程中，由于保温时间是一个定值，达到温度以后即出炉。此时，不同试块的温度并不相同，相互之间的温度相差较大，由此造成材料的性能差异也会相应增大。

2.结语

箱式炉温度的差异较大，应定期对炉温进行鉴定监督。力学性能随着温度的升高，炉膛温度的差异性逐渐减小。温度越低，炉膛各点温度的差异性越大，需要的均温时间越长。在制订热处理工艺时，在低温情况下，应适当延长保温时间，以保证温度均匀。

作者：张跃单位：沈阳铸造研究所