金属热处理生产实习报告.doc

装 订 线 金属热处理生产实习报告（一）校外实习一.实习前的总动员总指导老师从老师给我们介绍了实习的目的、内容、计划安排、纪律等，观看了实习环境的视频。实习地点：武汉钢铁（集团）公司简介 武钢是新中国成立后兴建的第一个特大型钢铁联合企业，于1955年开始建设，1958年9月13日建成投产，是中央和国务院国资委直管的国有重要骨干企业。本部厂区座落在湖北省武汉市东郊、长江南岸，占地面积21.17平方公里。武钢拥有从矿山采掘、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢及配套公辅设施等一整套先进的钢铁生产工艺设备，是我国重要的优质板材生产基地，为我国国民经济和现代化建设作出了重要贡献。武钢联合重组鄂钢、柳钢、昆钢后，已成为生产规模逾3000万吨的大型企业集团，居世界钢铁行业第七位，国内第三位。 50多年来，武钢历经了三次创业。1955年10月武钢青山厂区正式破土动工，武钢人开始了第一次创业，迎来了新中国兴建的第一个钢都的诞生。1974年武钢从原联邦德国、日本引进一米七轧机系统，开创了我国系统引进国外钢铁技术的先河，武钢人开始了第二次创业，走出了一条“质量效益型”发展道路。2005年以来，武钢以科学发展观为指导，提出并实施中西南发展战略，推进钢铁工业由内地向沿海实现更高水平的发展，武钢人由此开始了第三次创业。武钢在长期的建设发展中，凝炼出具有自身特色，富有时代特征的“质量效益、诚信共赢、创新超越”的核心价值理念。武钢现有三大主业，即钢铁制造业、高新技术产业和国际贸易。钢铁产品主要有热轧卷板、热轧型钢、热轧重轨、中厚板、冷轧卷板、镀锌板、镀锡板、冷轧取向和无取向硅钢片、彩涂钢板、高速线材等几百个品种。其中，冷轧硅钢片和船板钢获“中国名牌产品”称号，汽车板、桥梁用钢、管线钢、压力容器钢、集装箱用钢、帘线钢、耐火耐候钢、电工系列用钢等优质名牌产品在国内外市场享有广泛的声誉，“武钢牌”被评为全国驰名商标。近年来，武钢先后获得国家技术创新奖、全国质量管理奖、全国质量效益型先进企业、全国用户满意先进单位、全国企业管理杰出贡献奖、全国文明单位以及中央企业十大典型之一等荣誉称号。2009年，百年罕见的全球金融危机持续扩散蔓延，国内钢铁行业遭受严重冲击，武钢因资源短缺等不利因素而首当其冲，成为有史以来生产经营极为困难、压力最大的一年。武钢深入学习实践科学发展观，以超常规思路、超常规举措、超常规作风，奋力拼搏，抢抓机遇，化危为机，取得较好经营业绩。当前，武钢以党的十七大及十七届四中全会精神为指导，深入贯彻落实科学发展观，加快产业结构调整，加快经济发展方式转变，大力实施中西南发展战略和国际化战略，深入创建“四个一流”，全面推进第三次创业，致力于在“十二五”末期，综合竞争实力进入世界钢铁行业前列，成为全球最具竞争力的冷轧硅钢片、国内高档汽车板和高性能工程结构用钢的生产基地。而我们具体的实习地点是武钢的热处理车间二.安全教育实习开始前，我们接受了工厂的三级安全教育，要求“两穿一戴”，穿劳保服，劳保鞋，戴安全帽。工厂的师傅还简短的介绍了厂里的设备及其用途。三.热处理车间的设备及生产场所定置图1. 热处理车间定置图2.热处理设备（1）燃气炉：有两台，工作台面积分别是11m2和6.6m2的，炉体骨架由各种大中型型钢现场组合焊接而成，外壳封板为彩钢板，高铝全纤维耐火甩丝毯模块为炉衬，密封节能效果明显。台车骨架由各种大型工字钢、槽钢、角钢及厚钢板等组合焊接而成。台车传动采用全部车轮均为驱动轮，驱动可靠，传动系统采用“三合一”电机减速机安装方式为轴装式，结构紧凑、装配牢固、进出灵活、操作简单、维修方便。 台车耐火砌体采用高铝定型砖结构，与炉体密封效果好，耐压强度高。台车面搁置垫铁供堆放工件用。台车帮板全部采用浇筑件，保证车体不变形及耐用性。炉车与炉衬的密封采用耐火纤维密封块电动推杆自动压紧结构。侧密封的开、闭与炉车进出连锁。炉门采用高铝全纤维耐火甩丝毯与型钢组合框架结构，电动葫芦升降，炉门密封机构采用长短杠杆弹簧式自动压紧凸轮机构和软边密封装置。保证上下无摩擦、轻松自如、安全可靠。烟囱安装自动炉压控制、蝶阀等，可调节降温速度。加热采用高速烧嘴，均布两侧。连续比例调节燃烧。执行器调节风量的大小，通过比例阀来调节燃气量的大小，达到空燃比例燃烧，燃气和风量设有下限限幅，每个烧嘴的燃气管上设有控制电磁阀，每个烧嘴配有独立完整的燃烧控制器，具有自动点火，火焰检测，灭火报警自动断气。这样充分保证燃烧温控系统的稳定性、安全性。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢等淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。煤气通过高速烧咀在燃烧室内基本实现完全燃烧，燃烧后的高温气体以100m-150m/s的速度喷出，从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，达到均匀炉温的目的，使保温均匀在10。（2）台车式电阻炉：有3台型号rt-105-9，功率105kw，最高使用温度950，炉膛尺寸1500x800x600mm，其结构特点是炉子由固定的加热室和在台车上的活动炉底两大部分组成，与箱式炉相比增加了台车电热元件通电装置、台车与炉体间密封装置及台车行走驱动装置。炉壳由钢板与型钢焊接而成，炉衬采用节能型超轻质耐火砖、硅酸铝纤维与优质保温材料组成复合炉衬。炉门的升降与台车的进出均采用电动减速机构带动，炉底板为耐热铸钢件，并可选配台车倾斜卸料机构。台车炉密封性较差，加热室与活动台车接触边缘采用砂封装置密封。电热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧、炉门、后墙及安放台车搁丝砖上，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。台车电热元件采用触头通电，尾部设有固定触头，炉体后设有弹簧动触头，以保证台车进入炉膛后触头很好接触。温度控制系统采用国产数显表交流接触器实行普通位式控制，另配记录仪记录完整工艺曲线，并可超温报警。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。（3）箱式电阻炉：有3台，两台功率45kw的rx-45-9，一台功率900kw，最高使用温度是950。炉壳由角钢及钢板焊接而成。炉衬采用全纤维，由矿渣棉纤维、岩棉纤维、普通硅酸铝纤维做保温层，高纯硅酸铝纤维做耐火层，保温性能好，炉衬变薄、重量变轻，有效地减少了炉衬的散热和蓄热损失，降低了空载功率，缩短了空炉升温时间。电热元件是由高电阻率铁铬铝或镍铬合金丝绕成螺旋体，放于炉膛两侧和炉底搁砖上，炉底覆盖耐热钢底板。与动力电源的接线方式采用y形接法。可用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等。（4）井式电阻炉：有4台，3台rjj-70-12功率70kw，600x2400m，一台功率450kw，10008000mm，最高使用温度为1200。井式电阻炉外形为圆形，置于地坑中，适用于加热细长工件，以减少加热过程中的变形。炉体外壳彩用炉体框架彩用槽钢和角钢焊接制作，外壳侧板彩用q235钢板焊接，结构牢固可靠，整体强度好，不易变形，外表平整光亮。炉衬耐火层彩用0.8g/cm3gqz-0.8高铝轻质耐火砖砌筑，底部承重部分彩用1.3g/cm3粘土质耐火砖和易碰撞部分彩用重质砖砌筑，炉口彩用非标斜口重质砖砌筑。保温层中间隔热彩用硅酸铝耐火纤维，外层保温层彩用硅藻土（或蛭石粉）和石棉板贴炉壳内壁 。炉盖的升降均有液压升降机构来完成，其动力由10/25液压装置提供。当需将炉盖升起时，只要开动液压装置，炉盖即徐徐上升；如需炉盖下降，只要旋松液压装置中内螺纹截止阀，炉盖即缓缓下降。井式电阻炉设有大型通风机装置，提高炉内温度均匀度；电炉分多区控制，进一步提高炉温均匀性；炉膛内带不锈钢导风桶； 炉盖启闭采用行车起吊或自动液压开闭机构，且带有导向柱，保证炉盖启闭平稳；炉盖与炉体采用耐高温纤维棉制作，炉体保温性能好，节约能源，降低生产成本。电热元件绕成螺旋状置于搁砖上。（5）井式回火炉：有5台，2台rjj-36-6功率36kw，炉膛尺寸500x650mm， 3台rjj-75-6功率75kw，600x2400m，最高使用温度为650。其结构与井式电阻炉相似，外壳由钢板和型钢制成圆柱形炉体。炉盖内面采用不锈钢板制成。炉衬采用超轻质0.6g/cm3节能微孔耐火保温砖砌筑。炉衬与炉壳夹层置硅酸铝纤维毡保温，间隙填充膨胀保温粉。电阻丝采用0cr25al5高电阻合金丝绕成螺旋状安装在炉膛的搁丝砖上。炉膛内放置有不锈钢装料筐。炉盖采用手动扛杆升降。为了使工件均匀加热，在炉盖上安装有耐热不锈钢轴和风叶制成的热风循环风机，工件在加热过程中，热空气在回火炉内上下循环以保证工件均匀加热。为保证操作安全在升降机构附近装有限位开关，此开关与回火炉控制柜电源联锁，炉盖关闭时（工作时）接通电源。当炉盖开启时限位开关即切断控制电源，因此加热元件的电源同时切断，以保证安全操作。（6）感应加热设备：有3台，一台是500kw的中频淬火机床，对销轴、突缘、法兰盘等中小异形零件进行中频感应加热及喷液淬火的感应热处理装置，配以辅具对零件进行旋转淬火；一台是200kw的高频淬火机床；还有一台700kw低频淬火机床。感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火，目的是提高这些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力。汽车后半轴采用感应加热表面淬火，设计载荷下的疲劳循环次数比用调质处理约提高10倍。感应加热表面淬火的工件材料一般为中碳钢。为适应某些工件的特殊需要，已研制出供感应加热表面淬火专用的低淬透性钢。高碳钢和铸铁制造的工件也可采用感应加热表面淬火。淬冷介质常用水或高分子聚合物水溶液。 感应加热热处理的设备主要由电源设备、淬火机床和感应器组成。 电源设备的主要作用是输出频率适宜的交变电流。高频电流电源设备有电子管高频发生器和可控硅变频器两种。中频电流电源设备是发电机组。 （7）冷却装置：有9个冷却槽，冷却介质分别是油、水、三硝盐、淬火剂，大概尺寸为1.2x0.8x1m。（8）检验设备：锤击布氏硬度计原理：依靠锤击方式向钢球施加试验力，钢球在锤击力的作用下瞬间压入试样，在试样上留下压痕，测出压痕直径，查表，即可得到布氏硬度值。特点：1. 锤击布氏硬度计操作简单，携带方便，不用取样，试验速度快，对试样表面要求低。2. 锤击布氏硬度计采用布氏硬度试验原理，将大直径球压头压入试样表面，试验面积较大，适于测试晶粒比较粗大的大型铸锻件。3. 锤击布氏硬度计结构简单，价格较低，是一种比较廉价的仪器。4. 锤击布氏硬度检测属于冲击式硬度试验方法，钢球的压入瞬间完成，不能像标准布氏硬度试验那样，让试验力保持若干秒的时间，让压痕处的金属实现充分的塑性变形，因此，锤击布氏硬度计的测试精度要比台式布氏硬度计低。5. 锤击布氏硬度计尽管属于精度较低的冲击式硬度试验方法，但是它又属于在各种硬度试验方法中精度较高的布氏硬度试验，与其他冲击式硬度试验方法相比（例如：肖氏硬度计、里氏硬度计）。对试验结果的影响因素比较少，试验结果比较稳定，测试值比较可靠。6. 锤击布氏硬度计同台式布氏硬度计相同，测试后会在工件上留下一个在任何时候都可以重复检验的布氏硬度压痕，当对试验结果有怀疑或供需双方发生分歧时可以再次检验布氏压痕。这一点要优于里氏硬度计。7. 锤击布氏硬度计要使用消耗品，每次测试都要有一定的成本，普通锤击硬度计的消耗品是条形布氏硬度块，一个硬度块可以用几十次。剪销锤击硬度计的消耗品是剪销，每次测试消耗一支剪销。锤击布氏硬度计每次试验的成本平均是几毛钱。鉴于锤击布氏硬度计主要用于测试大中型工件，这样的成本一般可以接受。锤击布氏硬度计主要用于测试各种大型的、组装的、不可切割或不便移动的工件。一般用于测试大中型铸件、锻件、钢材、有色金属以及经调质热处理的半成品工件。（9）校直设备：有两台压力机，分别是500t和400t四.钢种及热处理工艺(1)内齿套材料：40cr硬度要求：hb217255工件形状：1251017744热处理工艺图：8600.5h油6001h水t（）t/h工艺参数分析：查钢的热处理可知，40cr钢的ac3= 782 钢的淬火温度t=ac3+50100 即t=832882 图中取的是860 保温时间=kd 其中有效厚度d=28mm 加热系数=11.2， 修正系数k=11.5 ，这里的k取1，所以=（11.2）128=2833.6min，图中取的加热时间=30min冷却方式：油冷，因为要满足hb=217255。查表回火温度得260620，取600，保温时间在70-90分钟。图中取600，时间取60分钟，回火后水冷。（2）接手材料：45钢硬度要求：hb217255工件形状：热处理工艺图：工艺参数分析：45钢为亚共析碳钢。由钢的热处理可知，ac3为780。淬火温度为ac3+50100，故为830880,840合适。淬火保温时间=kd。工件有效厚度d=（165-90）/2=37.5，加热系数取1.2，装炉修正系数k取1.2。经计算=kd=1.21.237.5=54min,取1h合适。碳钢采用水淬。回火时间100120min，2h适合。根据钢种硬度与回火温度的关系可知，该钢件经580回火后硬度约为hrc2224。与hb217255相差不大。（3）销轴材料：42crmo硬度要求：hb269302工件形状及热处理工艺图：工艺参数分析：42crmo钢为合金钢，有文献可知，其ac3为780，淬火温度为ac3+50100=830880，取860。淬火保温时间=kd，工件有效厚度d=26mm，加热系数取1.5，装炉修正系数k取1.2，经计算=kd=1.51.226=46.8min,取50min。合金钢采用油淬。查表得回火温度为620650，取620，回火时间7090min，取90min。回火后空冷。（4）套筒材料：35crmnsi硬度要求：hb269302工件形状及热处理工艺图：工艺参数分析：35crmnsi钢为合金钢，由文献可知，其ac1为760，淬火温度为ac1+50100=810860，取860。淬火保温时间=kd，工件有效厚度d=61mm，加热系数取1.5，装炉修正系数k取1.0，经计算=kd=1.51.061=91.5min,取90min。合金钢采用油淬。查表得回火温度为600650，取630，回火时间120150min，取150min。回火后空冷。（5）齿轮材料：2g35crmo硬度要求：hb228269工件形状及热处理工艺图：工艺参数分析：zg35crmo钢为合金钢，由文献可知，其ac3为800，淬火温度为ac3+50100=850900，取860。淬火保温时间=kd，工件有效厚度d=134mm，加热系数取1.5，装炉修正系数k取1.2，经计算=kd=1.51.261=241.2min,取4h。合金钢采用油淬。查表得回火温度为600650，取610，回火时间210240min，取8h。回火后空冷。五.心得体会在这一周武钢热处理厂实习的过程，我收获颇多，对热处理车间的生产环境有了感性的认识，对热处理设备和工艺有了比较深入的了解。了解了热处理的设备布置，热处理炉的结构、主要参数和用途。从工艺卡片上了解了热处理工件的材质、工件尺寸、技术要求和工艺参数，并根据所学知识分析了他的工艺，从中学习到了编制工艺的知识，真正从生产实际的角度了解了热处理的生产流程，装炉、仪表控制、出炉等处理过程，和实验室不一样的质量检验的操作。让我觉得只学习书本上的知识是不够的，要联系到实际操作才能学以致用。考虑到安全等原因，没有跟着工厂师傅进行实际操作有点遗憾外，但是从这次实习中学习到的知识和以及感性上的认识让我受益匪浅。（二）校内实习一热处理工艺编制根据实习计划安排，我们17周在校内实验室进行了实习。首先，我们认真听取了指导老师对实验室热处理炉及其检测设备仪器的安全操作和示范。随后，我们各自领取了试样和工艺要求。然后，我们根据热处理技术要求，查阅临界点温度和相关资料，计算淬火、回火热处理工艺参数、确定加热设备、冷却方式、冷却介质，制定热处理工艺表，绘制热处理工艺曲线。以下是我的试样和工艺要求：试样规格硬度要求gcr1527x17mmhrc 40-4240cr16x12mmhrc 38-401. gcr15gcr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，对形成白点敏感性能大，有回火脆性。用于制作各种轴承套圈和滚动体.例如:制作内燃机、电动机车、汽车、拖拉机、机床、轧钢机、钻探机、矿山机械、通用机械,以及高速旋转的个高载荷机械传动轴承的钢球、滚子和套圈。除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具。含c量为0.95-1.1%，含cr量为1.5%，含碳量高可以形成针状马氏体，铬作为基本合金元素，增加钢的淬透性，其中添加少量的si、mn、v,防止钢发生过热现象，影响冶金质量。经油淬之后，可获得隐晶马氏体分布着细小均匀分布的颗粒状碳化物，并含有少量残余奥氏体存在。回火后生成回火马氏体+合金fe3c。(1) 尺寸为27x17mm，即有效厚度d=17mm，gcr15为合金钢，查教材表得ac1=745，加热温度t=ac1+50100=795845，取810830，保温时间t=kd，采用实验箱式炉加热时，加热系数=1.21.5min/mm，装炉量系数k取1，则：t=(1.21.5)d=(1.21.5)x17=20.425.5min，取2125min，本应该采取预热措施，但时间有限，故直接将试样放入到炉内，由室温上升到所需温度。根据回火热处理后硬度hrc4042，回火温度查表取500，回火时间取4060min。加热淬火回火设备加热温度（）保温时间（min）冷却方式冷却介质设备回火温度（）回火时间（min）实验箱式炉8108302125单液淬火油实验箱式炉5004060（2）工艺曲线如下（3）淬火后组织：m+k+a 回火后组织：m+k2.40cr40cr为中碳调质钢，冷镦模具钢。该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可促进组织球化，改进硬度小于160hbs毛坯的切削性能。在温度550570进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。含碳量0.4%，含铬量0.801.10，cr的加入，大大增加了钢的淬透性，提高回火稳定性。淬火后中温回火为回火屈氏体。（1）尺寸为16x12mm，即有效厚度d=12mm，40cr为亚共析合金钢，查教材表得ac3=782，加热温度t=ac3+50100=832882，取840880，保温时间t=kd，采用实验箱式炉加热时，加热系数=1.21.5min/mm，装炉量系数k取1，则：t=(1.21.5)d=(1.21.5)x12=14.418min，取1518min，本应该采取预热措施，但时间有限，故直接将试样放入到炉内，由室温上升到所需温度。根据回火热处理后硬度hrc3840，回火温度查表取400，回火时间取4060min。加热淬火回火设备加热温度（）保温时间（min）冷却方式冷却介质设备回火温度（）回火时间（min）实验箱式炉8408801518单液淬火油实验箱式炉4004060（2）工艺曲线如下（3）淬火后组织：m+a+f 回火后组织：t二实验操作1.退火在淬火之前，我们把试样gcr15和40cr分别加热到760和830进行退火预处理，保温一段时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织。2