牛奶热处理影响研究

牛奶热处理影响研究
牛奶热处理影响研究

牛乳热处理稳定性以及磷酸盐对牛乳热稳定性影响

摘要:牛乳的热处理成为乳品加工中一个关键工艺;热处理对牛奶中组分影响较大,直接影响产品稳定性。热处理改变牛乳中盐类物质与酪蛋白胶体之间的平衡,所以考察磷酸盐对牛乳热处理稳定性影响可以到达改善牛奶热处理稳定性的目的。

关键词:牛乳;热处理;磷酸盐

在乳品工业生产中,热处理是一个不可或缺的关键环节。加热产生的某些变化可能导致蛋白质的凝固,这些变化包括:pH值下降、磷酸钙沉淀、乳清蛋白的变性及其与酪蛋白的反应、美拉德褐变、酪蛋白变性(去磷酸化、κ-酪蛋白水解)、胶束结构变化(Zeta电位变化、水合作用、缔合和解离)。牛乳中的这些变化使乳制品加工时,热交换器易于发生结垢现象,使热交换效率下降,影响产品正常生产。所以在牛乳产品生产中应考虑牛乳热稳定性影响因素,提高牛乳在加工过程中稳定性。

牛乳的热稳定性是指牛乳在灭菌(或杀菌)处理时抵抗凝胶的能力。有三种评价方法。第一种方法是热凝固时间(HCT);第二种方法是牛奶瞬间凝固的温度。第三种方法是在恒定温度下加热期间低离心力(<400g)作用下沉淀的所有蛋白质的百分率,沉淀的蛋白质突然增加表示出现凝固。

对于多数个体牛分泌的牛奶,pH值由6.4上升到6.7,热凝固时间(HCT)随之延长;至pH6.9突然迅速降低;pH值继续增加,HCT会继续延长。在pH6.4以下HCT会迅速缩小。热稳定性与pH值密切相关的牛奶属于A型牛奶。有时个别牛体分泌的牛乳,其HCT会随着pH的升高而延长,pH值升高蛋白质电量也增加,这类牛奶称为B型牛奶。不同类型牛奶热稳定性不同。

牛乳在加热过程中不稳定的原因为:牛乳在热加工过程中其本身含有的盐类和酪蛋白胶体发生了显著的变化,随着温度的升高,牛乳中溶解相钙和磷逐渐向胶体相转变,游离钙含量减少,这些改变破坏了牛乳中盐类组分间原有的平衡,并且随着乳清蛋白不断热变性,二者共同改变了酪蛋白的胶体特性,使其表面电势和粒径增加,亮度降低,褐变程度加剧,酪蛋白胶体的水合作用减小。牛乳的热稳定性变差。

图1.不同加热方式对牛乳、微生物、酶的影响

1.牛乳热稳定性的影响因素

1.1加工工艺对热稳定性的影响

加热蒸发浓缩明显降低了牛奶的热稳定性。浓缩增加了乳中酪蛋白、乳糖、乳清蛋白、可溶性盐和胶体盐的浓度,在总固形物9%~40%的范围内,乳固形物上升,pH值随之降低。含18%总固形物的浓缩脱脂乳在130℃加热约10min就会凝固。

均质脱脂奶的均质对HCT没有影响。但均质会使全乳变得不稳定,不稳定性会随脂肪含量的增加和均质的强度而增加。通常采用降低均质压力、添加磷酸盐、二段均质等方法减少均质对乳热稳定性的影响。

预热牛奶在浓缩之前预热(100℃、5分钟),会增加浓缩乳的热稳定性,在生产上已用于浓缩乳和热稳定性乳的加工。预热方式有很多种,如90℃、10min,120℃、2min,140℃、5s;其中第三种预热方式是尤其有效,但生产上没有广泛采用。

设备管路的清洗状态、内壁的光滑程度、连接方式,换热效率均能影响牛奶的流动状态及加热程度,从而影响牛奶热稳定性。

1.2 牛乳组成对热稳定性的影响

牛奶中常量组分也会影响牛奶的热稳定性。脂类本身并不影响热稳定性。乳

糖酶水解产生葡萄糖和半乳糖也会增加牛奶的稳定性。在不含乳糖的牛奶中加入乳糖至1%(w/v)加强了稳定性,但是更高的含量会使稳定性降低。

牛奶中总盐类含量的增加会使得处于最低稳定性区域的牛奶变得不稳定,但不会影响最大区域的稳定性。牛奶中Ca2+或Mg2+含量降低15%会增强在pH6.5-7.5区域内牛奶的稳定性。在牛奶中添加NaCL或KCL会使得HCTmax移向酸性侧,但最低值碱性侧的移动性会降低。

1.3 磷酸盐对牛乳热稳定性影响

添加正磷酸,盐和柠檬酸盐可以提高浓缩乳的稳定性。稳定的机理是盐类对钙的螯合作用和对pH值的调整。比如柠檬酸钠具有缓冲和螯合金属离子的作用,提高乳化液的缓冲能力,并且可以络合碱金属离子,主要是钙离子。缓冲作用可以缓解加热过程中pH 的下降速度,保护了酪蛋白胶束与钙离子的结合,防止酪蛋白变为游离态而发生絮凝,提高乳化液的热稳定性,柠檬酸盐螯合乳化液中游离的钙离子,从而减少了对钙离子敏感的蛋白胶束与钙离子接触的机会,改善了乳化液的热稳定性。

1.4 其他因素的影响

亲水性胶体的影响差别很大;淀粉使牛奶体系变得不稳定,但是低含量的κ-卡拉胶具有稳定作用。影响热稳定性的植物来源的其他化合物是多酚,可以提高牛奶的稳定性,有些作用明显。Cu2+、H202、KBrO4、KIO3等氧化剂可以将A型牛奶曲线转化成B型曲线;但是β-疏基乙醇等还原剂会明显降低牛奶的稳定性。

乳的热稳定性会受到季节和泌乳期的影响,初乳和末乳的热稳定性差。乳腺炎感染期牛奶的稳定性降低。12月到下年5月分泌的牛奶稳定性最低。一般认为牧场放养的奶牛所产牛奶比喂饲青贮饲料和干草作物的奶牛分泌的牛奶更稳定。

2、磷酸盐对牛乳热稳定性影响

GB2760—96《食品添加剂使用卫生标准》规定许可使用及常用的食品级磷酸盐如表1所示。

表1 常用的食品级磷酸盐

由于链长、pH 值、P 2O 5含量以及所结合的金属阳离子的不同,导致不同种

类的磷酸盐在物理和化学性质上有很大的差异。对直链状的聚磷酸盐而言,随着链长的增加,其乳化作用、分散性能和螯合钙离子的能力增大,而缓冲作用和pH 值则随之减小。

在实际应用中,往往按食品加工工艺的要求,根据磷酸盐的pH 值及缓冲作用、乳化作用、分散性能、螯合作用等特性来合理选用磷酸盐作为食品配料和功能添加剂。通过对磷酸盐的单因素实验、复配后热稳定性考察,形成复配乳化增稠剂XD6223C ,有效的提高调制乳UHT 运行稳定性。

金属材料热处理变形及开裂问题探讨

金属材料热处理变形及开裂问题探讨 摘要变形和开裂是热处理较难解决的问题,目前热处理变形的复杂规律尚未被彻底认识和掌握。本文简要分析了热处理变形的开裂原因、影响变形的因素以及减小热处理变形防止开裂的具体措施。而影响变形和开裂的因素及防止变形和开裂的方法有很多。 关键词热处理变形;开裂;热应力;组织应力 1 热处理变形开裂的原因 工件的变形包括尺寸变化和形状变化两种,无论哪种变形,主要都是由于热处理时工件内部产生的应力所造成的。根据内应力形成的原因不同,可以分为热应力和组织应力。工件变形是这两种应力综合影响的结果,当应力大于屈服极限就会永久变形,大于材料的强度工件就会开裂。 1.1 热处理引起的变形和开裂的原因 钢件在加热和冷却过程中,将产生热胀冷缩的体积变化,零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则提高,当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形。如果造成应力集中并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Gr12MoV,高速钢W18GrV之类的工具钢,淬火温度很高,如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形而且会导致零件开裂而报废,所以在对高速钢淬火时,首先在860±10℃的盐浴炉中进行等温预热,对于较细或较粗的零件应在预热前,在550℃炉进行2小时以上的回火,这样就会减小热处理变形,冷却时,由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。 1.2 组织应力引起的变形 组织应力有两个特点[1]:(1)工件表面受拉应力,心部压应力。(2)靠近表面层,切向拉应力大于轴向拉应力。组织应力引起工件变形的特点与热应力相反,使平面变凹,直角变锐角,长的方向变长,短的方向变短。 淬火零件的变形时热应力和组织应力综合作用的结果,除内应力外,零件的变形还要看材料成分、工件的形状和介质、冷却速度的影响,实际情况要复杂很多,因此在解决实际问题时,要全面分析是热应力还是组织应力起主导作用,以便判断变形的趋势或裂纹产生可能性,并采取各种措施予以控制或防止。 2 影响变形及开裂的因素 在生产实际中,影响热处理变形的因素很多,其主要包括:钢的化学成分、冷却过程、钢的几何形状尺寸、淬火介质的选择等。

热处理工艺规范(最新)

华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多,对外业务增大,方便更好的管理铸造件产品,特制定本规定,要求各部门严格按照规定执行。 1目的: 为确保铸钢产品的热处理质量,使其达到国家标准规定的力学性能指标,以满足顾客的使用要求,特制定本热处理工艺规范。 2范围 3术语 经保温一段时间后, 经保温一段时间后, 3.3淬火:指将铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一段时间后, 快速冷却的操作工艺。 3.4回火:指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一 段时间后出炉,冷却到室温的操作工艺。 3.5调质:淬火+回火 4 职责

4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录,并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作,负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1 错位炉底板应将其复位后再装, 5.2 对特别 淬铸件应控制入水时间,水池应有足够水量,以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素,热处理园盘记录纸可多次使用,但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格,应及时通知相关部门。

6.2技术部门负责对不合格品的处置。 7 附表 7.1碳钢及低合金钢铸件正火、退火加热温度表7.2碳钢及低合金钢铸件退火工艺 7.3铸钢件直接调质工艺 7.4铸钢件经预备热处理后的调质工艺 7.5低合金铸钢件正火、回火工艺

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状, ;尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时, ;便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。 一、钢的热处理应力工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀, ;工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压

应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。 ;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果, ;就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。 ;组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹的影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内( ;尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,;若在压应力场内并无促裂作用。淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑

牛奶热处理影响研究

牛乳热处理稳定性以及磷酸盐对牛乳热稳定性影响 摘要:牛乳的热处理成为乳品加工中一个关键工艺;热处理对牛奶中组分影响较大,直接影响产品稳定性。热处理改变牛乳中盐类物质与酪蛋白胶体之间的平衡,所以考察磷酸盐对牛乳热处理稳定性影响可以到达改善牛奶热处理稳定性的目的。 关键词:牛乳;热处理;磷酸盐 在乳品工业生产中,热处理是一个不可或缺的关键环节。加热产生的某些变化可能导致蛋白质的凝固,这些变化包括:pH值下降、磷酸钙沉淀、乳清蛋白的变性及其与酪蛋白的反应、美拉德褐变、酪蛋白变性(去磷酸化、κ-酪蛋白水解)、胶束结构变化(Zeta电位变化、水合作用、缔合和解离)。牛乳中的这些变化使乳制品加工时,热交换器易于发生结垢现象,使热交换效率下降,影响产品正常生产。所以在牛乳产品生产中应考虑牛乳热稳定性影响因素,提高牛乳在加工过程中稳定性。 牛乳的热稳定性是指牛乳在灭菌(或杀菌)处理时抵抗凝胶的能力。有三种评价方法。第一种方法是热凝固时间(HCT);第二种方法是牛奶瞬间凝固的温度。第三种方法是在恒定温度下加热期间低离心力(<400g)作用下沉淀的所有蛋白质的百分率,沉淀的蛋白质突然增加表示出现凝固。 对于多数个体牛分泌的牛奶,pH值由6.4上升到6.7,热凝固时间(HCT)随之延长;至pH6.9突然迅速降低;pH值继续增加,HCT会继续延长。在pH6.4以下HCT会迅速缩小。热稳定性与pH值密切相关的牛奶属于A型牛奶。有时个别牛体分泌的牛乳,其HCT会随着pH的升高而延长,pH值升高蛋白质电量也增加,这类牛奶称为B型牛奶。不同类型牛奶热稳定性不同。 牛乳在加热过程中不稳定的原因为:牛乳在热加工过程中其本身含有的盐类和酪蛋白胶体发生了显著的变化,随着温度的升高,牛乳中溶解相钙和磷逐渐向胶体相转变,游离钙含量减少,这些改变破坏了牛乳中盐类组分间原有的平衡,并且随着乳清蛋白不断热变性,二者共同改变了酪蛋白的胶体特性,使其表面电势和粒径增加,亮度降低,褐变程度加剧,酪蛋白胶体的水合作用减小。牛乳的热稳定性变差。

热处理变形的原因

热处理变形的原因 在实际生产中,热处理变形给后续工序,特别是机械加工增加了很多困难,影响了生产效率,因变形过大而导致报废,增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题,要完全不变形是不可能的,一般是把变形量控制在一定范围内。 一、热处理变形产生的原因 钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形,甚至开裂,其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用,使热处理后零件产生不同残留应力,可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生,因此,淬火变形还与钢的屈服强度有关,材料塑性变形抗力越大,其变形程度越小。 1.热应力 在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快,温度低于心部,因此表面比心部有更大的体积收缩倾向,但受心部阻碍而使表面受拉应力,而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。 2.组织应力 组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同,零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小,淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变,体积增大,心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大,表面产生压应力,心部产生拉应力。 二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选材和提高硬度要求 对于形状复杂,截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件,应选择淬透性较好的材料,以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件,应选用双向轧制板材,使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求,在满足使用要求前提下,尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件 零件外形应尽量简单、均匀、结构对称,以免因冷却不均匀,使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化,减少沟槽和薄边,不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线,协调冷热加工与热处理的关系

45号钢热处理工艺研究

45钢热处理工艺研究 在从石器时代进展到钢器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。 钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。 太钢六轧厂生产的优质碳素结构钢45钢主要用于汽车和航空工业等行业,由于45钢球化处理后可以显著提高塑性和韧性,便于机械加工和防止冲压变形开裂,因此用户对45钢的球化要求非常严格。针对六轧厂煤气罩式退火炉的设备状况和特点,对45钢的球化问题进行分析研究,确定了较为可行的热处理工艺。 对于45号钢推荐热处理温度:正火850度,淬火840度,回火600度。

45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。 渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。 如果用45号钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。

牛乳热稳定性

乳的热稳定性及其影响因素与改善 牛乳是一种热敏性物料,加热处理与乳制品加工息息相关,几乎所有的乳制品生产都离不开热处理。最初牛乳热处理的目的是杀死存在于牛乳中的所有致病菌,特别是结核分枝杆菌及其他绝大多数微生物,使牛乳产品达到卫生标准,保证食用安全;现代乳晶工业中,热处理的主要目的是通过杀死乳中微生物、钝化相关酶类及一些化学组分的变化来延长保存期。高质量的牛乳可经受非常高的加工温度而不凝固,正常情况下的牛乳在100℃、数小时或140。C、20min的热处理条件下都是相当稳定的。通过热处理来凝固高质量牛乳的条件比一般加工乳制品的条件苛刻得多,故很少发生高质量牛乳的凝固问题。 加热产生的某些变化可能导致蛋白质的凝固,这些变化包括:pH值下降、磷酸钙沉、乳清蛋白的变性及其与酪蛋白的反应、美拉德褐变、酪蛋白变性(去磷酸化、k—酪蛋白产解、普通水解)、胶束结构变化(Zeta电位变化、水合作用、缔合和解离)。这使乳制品加工时,热交换器易于发生结垢现象,使热交换效率下降,影响产品生产及产品质量,甚至造成污染问题。热处理中所发生的化学变化有利也有弊,而高温下发生的化学变化则大多数是不利的。热处理有利的因素有如下几个方面:热处理可带来某些产品所必需的风味、色泽和黏度;热处理后的牛乳乳酸菌发酵速度较快;杀菌前的预热有助于提高牛乳的高温热处理稳定性等。所以,研究牛乳的热稳定性及其影响因素与改善,对于乳制品加工有重要意义。有很多人对牛奶的热稳定性进行了研究,但热凝固的明确机理尚不清楚。各种组分都影响牛奶的热稳定性。 所有液体乳和乳制品的生产都需要热处理。这种处理主要目的在于杀死微生物和使酶失活,或获得一些变化,主要为化学变化。这些变化依赖热处理的强度,即加热温度和受热时间。但热处理也会带来不好的变化,例如褐变、风味变化、营养物质损失、菌抑制剂失活和对凝乳力的损害,因此必须谨慎使用热处理。 (一)热处理目的 1.保证消费者的安全 热处理主要杀死如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌,及进入乳中的潜在病原菌、腐败菌,其中很多菌耐高温。 2.延长保质期 主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳中天然存在的或由微生物分泌的酶。热处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变质,“凝乳素”失活可避免迅速形成稀奶油。 3.形成产品的特性 如乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性,失活细菌抑制剂如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提高发酵剂菌的生长,获得酸奶的理想粘度,促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集等。 (二)加热引起乳的变化 牛乳加工时一个共同的操作过程为预热处理,牛乳由于加热而发生的变化,是加工中极其重要的问题,其中蛋白质的变化尤为重要,因此对于各种乳制品质量都有很大的关系。 1.一般的变化 (1)蒸发形成表面薄膜牛乳在40℃以上加热时,表面生成薄膜。这是由于蛋白质在空气与液体的界面形成不可逆的凝固物。随着加热时间的延长和温度的提高,从液面不断蒸发出来水分,因而促进凝固物的形成而且厚度也逐渐增加。这种凝固物中,包含占干物质量70%以上的脂肪和20%~25%的蛋白质,且蛋白质中以乳白蛋白占多数。为防止薄膜的形成,可在加热时搅拌或减少从液面蒸发水分。 (2)产生褐变加热过程中乳起初变得稍微白一些,随着加热强度的增加和长时间,牛乳颜色变为棕色褐变(特别是高温处理时)。褐变的原因,一般认为由于具有氨基(NH2–)的化合物(主要为酪蛋白)和具有羟基的(–C=O)糖(乳糖)之间产生反应形成褐色物质。这种反应称之为美拉德(Mailard)反应。另外,由于乳糖经高温加热产生焦糖化也形成褐

金属材料热处理变形的影响因素及控制策略 林祥峰

金属材料热处理变形的影响因素及控制策略林祥峰 发表时间:2019-01-11T15:27:45.960Z 来源:《新材料·新装饰》2018年7月上作者:林祥峰[导读] 在进行零部件加工中,由于有的情况下要对金属材料进行热加工处理,以此来提升金属材料的性能。在我国的金属材料加工中,是制造业发展的一个表现青海瑞合铝箔有限公司青海省西宁市 810000摘要:在进行零部件加工中,由于有的情况下要对金属材料进行热加工处理,以此来提升金属材料的性能。在我国的金属材料加工中,是制造业 发展的一个表现,对机械设备的需要也在不断增加,在这样的条件下,要保证好机械材料的质量问题,就要对金属材料进行热加工处理。关键词:金属材料;热处理变形;影响因素;控制策略 1影响金属材料热处理变形的因素在对金属材料进行热加工环节中,由于金属材料自身结构问题,在受到外部环境变化,主要是受不等时间内冷和热的不均匀,就会有变形的可能。在对金属这些热处理过程中,金属本身温度会受到明显的变化,这样的温度变化,会对金属的内部结构形成影响,这样的影响在加剧的时候,就会引起金属外部形状的变化,这种变化就叫住内应力塑型变形。在内应力变形中,对金属外部特征的改变较多,而且这样的改变还会随着对金属材料的热加工频率而发生改变,也就讲,在对金属热加工的次数越高,变形的可能性就越大。在正常的情况下,金属材料的内应力主要分层两种,一种是热应力,另一种是组织应力变形。在对金属材料进行等同的热效应和冷效应后,在对这样的操作过程中,就可以获得热应力变形。然而在组织应力形状变形中,金属本身的性能、形状、还有就是对金属材料的加入和冷却方式都有着直接的关系。在对金属材料热加工过程中,我们可以了解到,要提高金属材料的使用性能,对这个提高的过程是繁琐和复杂的,而在操作中还要考虑金属材料的种类,以及操作规范都要进行合理的调整,同时收集参数内容。由于受到我国技术加工的局限性,在加工过程中对温度的控制和监测的精度都难以进行有效的把控,在这样的环境中进行热加工处理,是非常容易出现对温度控制的准确性,使金属材料的变形。 2在金属材料热处理过程中减少变形的控制原则 2.1遵循易操作性的原则一般而言,金属材料热处理企业遍布在城市近郊,但由于工艺操作的地域条件的控制,所以能达到金属材料热处理变形控制所要求的科学精细操作,为了化解这种局面,就应该在热处理变形解决方案和相关工艺的试用期间就保持更高一些的方案容错率,尽可能的减少外部环境对热处理变形控制的影响。 2.2遵循实用性的原则由于金属材料是一种不可再生资源,为了资源的可持续发展,我们应切实考虑资源的浪费问题。减少资源的浪费最为关键的就是需要减少金属热处理时材料的变形,实现资源的有效利用。在热处理过程中,我们务必采取科学有效的方法,确保加工过程的实用性,同时确保金属材料的充分利用。 2.3遵守科学性的原则为了减少热处理中的变形,就必须采取科学的管理方案。在工作上,我们金属材料加工的技师要秉持着科学的精神,运用科学的方法,即便在目前技术设备不够完善的状况下,也要确保技术材料的热处理不会有变形情况的出现,即便是有,也要限制在合理的范围内。 3金属材料热处理减少变形的途径和方法 3.1做好热处理工艺前的预处理工作金属热处理时的正火和退火对变形量也有影响。正火时若温度偏高,容易造成材料内部变形加大,所以应在热处理前进行温度控制。实践表明,正火处理后采用等温淬火处理手段可使材料内部结构更为均匀。另外,为提高材料正火处理的成效,结合材料自身结构特点采取适当的退火,可以缩小材料所受温度梯度,在热处理期间控制变形,提高材料热处理的质量和水平。 3.2金属材料热处理淬火工艺的科学运用这对金属材料热加工过程中,淬火工艺是金属材料热加工的核心技术,在这样的技术中,对金属热加工温度的稍微把握不准确,就会造成对金属材料的内应力变形,因此在加工中,要使用好淬火介质,有对介质合理有效的利用,保证金属内部不会有失调的现象发生,从而保证好金属变形。因此在淬火介质的使用中我们要采用科学合理的使用方法,要在工作中不断创新,要不断提高介质的使用,这是一个经验积累的过程,在工作中,要求金属加工工艺师要不断发现问题,然后解决问题,在解决问题中创造出新的工艺方法,从而在根本上解决金属材料在热加工中变形问题。 在对金属冷却过程中是金属变形的关键步骤,因此,金属加工工艺师要严格按照工作流程来完成,要使用科学的冷却方法,在冷却中要把握好速度,这样就能有效的保证好金属材料的质量,而且还能金属变形的增量。在淬火工艺中,淬火的常用介质一般是水和油,在保证好放入的速度时,还要保证好水的温度,介质水温一般要求在55度到65度。如果使用油作为淬火介质,要求油温保持在60度到80度,关键技术还是在放入的速度把控中,质量和变形就看冷却的效果。这里对科学方法使用的强调,其最终的目的就是要保证好金属的变形问题,和质量性能问题。 3.3金属材料在热加工中冷却方法的科学化选择在现阶段的我国技术热处理加工中,对金属冷却的方法主要有双液淬火方式和单液淬火方等多种方式。所谓的双液淬火冷却方式主要是指,在对金属加入中,包金属先放入到一种液体介质中,使金属温度迅速降到300度,然后在把技术放入温度更低的介质中进行有效的冷却,这里还是要把握好两次放入的的速度问题,把握好速度才能把握好金属材料的质量。在单液淬火工艺中,需然能够提高在淬火中的工作效率,但是,却在淬火速度的控制中很难把控科学的方法。在对这两种淬火工艺的选择中,可以根据实际需要,来对金属淬火的质量与水平的把握。 3.4科学的选择装夹方式和夹具在对金属加热和冷却的过程中,对金属加工装夹的使用方式不同,被加工的金属材料的现状也就不同,在这里就要根据金属的实际现状来选择装夹工具,在合适的装夹工具中,才能保证技术材料的受热均匀,同时才能保证材料在加工过程中不会变形。而且在实际的工作中,。可以根据加工金属形状的改变,灵活采用装夹工具。结论

W18Cr4V钢热处理工艺研究

W18C r4V钢热处理工艺研究 胡鹏 (机电11-1 四号) 摘要:本文主要阐述了对W18C r4V钢热处理工艺的研究,通过查阅书籍资料,询问有经验人士,以及个人对于W18C r4V钢的了解分析,得出了W18C r4V钢的热处理工艺主要有三大方面,分别是:退火、淬火、回火。本文就主要围绕这三个方面作了较为详细的阐述。以此来简单谈谈本人对W18C r4V钢热处理工艺的一点小小的探究。错误之处请多多指正! 关键词:W18C r4V钢、二次硬化、油冷淬火、热硬性 高速钢W18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素,其总量超过10%. 特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性,在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具。在产品使用中,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定。 1.1 W18Cr4V钢的化学成分: 其中碳的质量分数为0. 70%~0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体,以保证高硬度和高耐磨性,以及良好的热硬性。钨是使高速钢具有热硬性的主要元素,W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时,

一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素。有很高回火稳定性的马氏体.。在560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象,使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用。铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解,能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响,回火时钒也引起二次硬化现象。 1.2组织结构特点: W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体,莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物,这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除,只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具和模具。 1.3 用途: 如车、刨、铣、铰、拉刀、钻头、各种齿轮刀具及丝锥、板牙等,适于加工软的或中等硬度(300~320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械。 2 热处理工艺: 2.1退火: 锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷,冷却后应立即进行退火,退火的目的是为了消除

热处理--消除焊接应力

1总则 1.1本守则适用于本公司碳素钢及低合金钢压力容器及受压元件的焊后热处理。 1.2本守则规定了钢制压力容器热处理通用工艺要求,具体实施应按图纸设计的要求和专业工艺文件的规定执行。 2要求 2.1人员及职责 2.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格,取得上岗证,方可进行焊后热处理操作。 2.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制,热处理责任工程师审核。 2.1.3 热处理操作人员应严格按照焊后热处理工艺进行操作,并认真填写原始操作记录。 2.2 设备及装置 2.2.1能满足焊后热处理工艺要求; 2.2.2在焊后热处理过程中,对被加热件无有害的影响; 2.2.3 能保证被加热件加热部分均匀热透; 2.2.4能够准确地测量和控制温度; 2.2.5在整个热处理过程中应当连续记录; 2.2.6炉外加热时,热电偶的布置应满足工艺标准的要求; 2.2.7被加热件经焊后热处理之后,其变形能满足设计及使用要求。 3焊后热处理方法 3.1炉内热处理 3.1.1 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法,其热处理炉应满足GB9452的有关规定。3.1.2 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内,并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。 3.1.3为了防止拘束应力及变形,对薄壁大直径容器,内部应加支撑。卧式容器底部应放鞍式支座,支座间距不大于2米且底部应垫平。 3.1.4有密封面和有高精度螺孔的部位应加以保护,可用机油和石墨粉膏剂涂于被保护面,然后用石棉布包扎。

3.2分段热处理 焊后热处理允许在炉内分段进行。对于超出炉子长度需要分段热处理的大件,其重复加热长度应不小于1.5米;露在炉外靠近炉门处应采取合适的保温措施,保温长度不得小于1米。 3.3炉外热处理 产品整体炉外热处理热处理时,在满足2.2的基础上,还应注意: a)考虑气候变化,以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施; b)应采取必要的措施,保证被加热件温度的均匀稳定,避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形 3.4局部热处理 3.4.1 B、C、D类焊接接头,球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位,允许采用局部热处理方法。 3.4.2局部热处理时,焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍(δs为焊接接头处钢材厚度);接管与壳体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度δs的6倍。 3.4.3靠近加热区的部位应采取保温措施,使温度梯度不致影响材料的组织和性能。 4热处理工艺规范 4.1工件装炉温度和出炉温度应低于400℃。但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件,其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。 4.2 焊件升温至400℃后,加热区升温速度不得超过(5000/δs)℃/h,且不得超过200℃/h,最小可为50℃/h。 4.3 升温时,加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。 4.4 保温时,加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。 4.5 升温保温期间,应控制加热区气氛,防止焊件表面过度氧化。 4.6 炉温高于400℃时,加热区降温速度不得超过(6500/δs)℃/h,且不得超过260℃/h,最小可为50℃/h. 4.7 焊件按出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。 4.8 常用钢号推荐的焊后热处理保温温度和保温时间见表1

锻造及锻后热处理工艺规范

目录 1.钢质自由锻件加热工艺规范 2.钢锭(坯)加热规范若干概念 3.加热操作守则 4.锻造操作守则 5.锻件锻后冷却规范 6.锻件锻后炉冷工艺曲线 7.锻件锻后热装炉工艺曲线 8.冷锻件校直前加热、校直后(补焊后)回火工艺曲线 9.锻件各钢种正火(或退火)及高温回火温度表 10.锻件有效截面计算方法

钢质自由锻件加热工艺规范 一.范围: 本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。 本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢(铁基、镍基)的冷、热、半热钢锭(坯)的锻造前加热 二.常用钢号分组和始、终锻加热温度范围: 组别钢号 始锻温度 ℃ 终锻温度 ℃ 钢锭钢坯终锻精整 ⅠQ195~Q255,10~30 1250 1220 750 700 35~45,15Mn~35Mn,15Cr~35Cr 1220 1200 750 700 Ⅱ50,55,40Mn~50Mn,35Mn2-50Mn2,40Cr~55Cr,20SiMn~35SiMn, 12CrMo~50CrMo,34CrMo1A,30CrMnSi,20CrMnTi,20MnMo, 12CrMoV~35CrMoV,20MnMoNb,14MnMoV~42MnMoV, 38CrMoAlA,38CrMnMo 1220 1200 800 750 Ⅲ34CrNiMo~34CrNi3Mo,PCrNi1Mo~PCrNi3Mo,30Cr1Mo1V, 25Cr2Ni4MoV,22Cr2Ni4MoV,5CrNiMo,5CrMnMo,37SiMn2MoV 30Cr2MoV,40CrNiMo,18CrNiW,50Si2~60Si2,65Mn,50CrNiW, 50CrMnMo,60CrMnMo,60CrMnV 1200 1180 850 800 T7~T10,9Cr,9Cr2,9Cr2Mo,9Cr2V,9CrSi,70Cr3Mo, 1Cr13~4Cr13,86Cr2MoV,Cr5Mo,17-4PH 0Cr18Ni9~2Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti,Cr17Ni2,F316LN 1200 1180 850 800 50Mn18Cr4,50Mn18Cr4N,50Mn18Cr4WN,18Cr18Mn18N GCr15,GCr15SiMn,3Cr2W8V,CrWMo,4CrW2Si~6CrW2Si 1200 1180 850 800 Cr12MoV1,4Cr5MoVSi(H11),W18Cr4V 1180 1160 950 900 ⅣGH80,GH901,GH904,GH4145,WR26, NiCr20TiAl,incone1600,incone1800 1130 1100 930 930 注1:始锻温度为锻前加热允许最高炉温,由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小,故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃; 注2:根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素,始锻温度可以适当调整;注3:本规范未列入的钢种,可按化学成分相近的钢号确定; 注4:重要的、关键产品的、特殊材质的钢号,其加热工艺曲线由技术部编制;注5:几种不同的钢种,不同尺寸的钢锭(或坯料),在同一加热炉加热时,要以合金成分高的,尺寸大的钢锭(或坯料)为依据编制加热工艺曲线。

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 后热处理(PWHT)工艺是指焊接工作完成后,将焊件加热到一定的温度,保温一定的时间,使焊件缓慢冷却下来,以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。焊后热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,这些过程相互衔接,不可间断。广义的焊后热处理包括下列各类热处理:消除应力;完全退火;固溶强化热处理;正火;正火加回火;淬火加回火;回火;低温消除应力;析出热处理等;另外,在避免焊接区急速冷却或者是去氢的处理方法中,采取后热处理也是焊后热处理的一种。 焊后热处理可采取炉内热处理,整体炉外热处理或局部热处理的方法进行。 焊后热处理 1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布,焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的,所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。 消除残余应力的最通用的方法是高温回火,即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间,利用材料在高温下屈服极限的降低,使内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低。焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热

处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。 2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,需要细化晶粒,故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力,故需再加高温回火以消除应力。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接,其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快,力求内外壁均匀。 3、焊后热处理的加热方法⑴感应加热。钢材在交变磁场中产生感应电势,因涡流和磁滞的作用使钢材发热,即感应加热。现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。 ⑵辐射加热。辐射加热由热源把热量辐射到金属表面,再由金属表面把热量向其他方向传导。所以,辐射加热时金属内外壁温度差别大,其加热效果较感应加热为差。辐射加热常用火焰加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。 焊后消除应力处理: 1、整体热处理:消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度,保温20~40h,可基本消除全部残余应力。另外还有爆炸消除应力。

不同热处理方法对液态乳品质的影响

不同热处理方法对液态乳品质的影响 院系:理学院化学系 专业:食品质量与安全 年级:2013级 组员:赵富羽李华建郭彩鹏 组别:十一组 指导教师:樊爱萍 上课时段:周四(1.2) 日期:2015.12.10

不同热处理方法对液态乳品质的影响 摘要: 液态乳是一种营养全面的液态天然饮料,含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、各种矿物质和维生素等对人体健康有益的成分。为了杀死乳中所有的致病微生物,尽可能地灭活能影响产品感官和保存期的微生物和其它成分如酶类,一般进行加热处理。根据产品在生产过程中采用的热处理方式的不同,可将液体乳分为巴氏杀菌乳,超巴氏杀菌超高温灭菌乳和罐装高压灭菌乳。热处理对牛奶中的一些热敏物质有较大影响,超高温灭菌奶由于热处理温度较高,各种热敏性物质损失较大。从而造成他们营养价值之间的差别。液态乳中营养价值很高的乳清蛋白对热不稳定,巴氏杀菌可使15.4%的乳清蛋白发生变性,而采用UHT灭菌,清蛋白变性率高达71.1%。巴氏杀菌液态乳中胱氨酸/半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸的损失率分别为4.6%、10.0%、1.8%,而UHT灭菌以上几种氨基酸的损失率分别为34.0%、34.0%、3.8%。乳清蛋白中含有具有免疫功能的免疫球蛋白,经UHT灭菌,其免疫活性几乎丧失殆尽。巴氏杀菌乳中β-乳球蛋白的含量为2900mg/l,UHT灭菌乳中β-乳球蛋白的含量仅为200~400mg/l液态乳富含多种维生素。维生素A、B2、D、尼克酸等对热比较稳定,而B1、C、B12、叶酸等很容易被高温破坏。巴氏杀菌可以使B1、C、B12、叶酸分别损失5.0%、12.4%、10.0%和7.3%,而UHT灭菌则使之分别损失35.2%、31.6%、20.0%和35.2%。液态乳中含有丰富的优质钙,是最佳的补钙食品。1kg牛乳中含有1000mg钙,其中1/3是

探讨关于热处理工艺研究的论文

探讨关于热处理工艺研究的论文 1材料成分和技术要求 1.1技术要求 (1)轧辊硬度要求调质处理后轧辊工作层厚度250mm,辊面硬度56~58HRC,表面硬度不均匀度≤5HS,工作层硬度落差≤5HS。 (2)轧辊的低倍组织和显微组织低倍组织要求:不得有气孔、夹杂、疏松、裂纹等缺陷。金相组织要求:碳化物分布均匀,不得有残余应力和沿晶界分布的网状碳化物存在。 2工艺分析及试验研究 2.1工艺分析 Cr12MoV钢属于高碳高铬钢,含碳和铬量高,形成了大量的碳化物和高合金度的马氏体,使钢具有高硬度、高耐磨性。此外,Cr12MoV钢中的钼增加钢的淬透性并且细化晶粒;钒能细化晶粒增加韧度,又能形成高硬度的VC,进一步增加钢的耐磨性;铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。由于Cr的大量存在,钢液结晶时析出的大量共晶碳化物(主要是硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe,Cr)7C3)极为稳定,常规热处理无法细化。即使其经压延后,在较大规格钢材中仍保留明显的带状或网状碳化物,碳化物分布不均匀,而带状或网状碳化物区是一个脆性区,其塑性、韧度差,不能承受大的冲击力,裂纹很容易在这里萌生与扩展,往往成为裂纹产生的主要原因。较大的碳化物周围常常有空位、位错等缺陷汇聚,在交变负荷的作用下,这些缺陷进一步聚集和扩展便可萌生疲劳裂纹。碳化物偏析严重,在碳和合金元素富集的区域,钢的熔点降低,易导致模具热处理时过热,使碳和合金元素在奥氏体中溶解度减少,降低淬火后的硬度,且导致碳合金元素富集区与贫乏区间产生大的组织应力,从而增大模具热处理后的变形量。为了碎化、细化共晶碳化物,把粗大的枝晶状共晶碳化物打碎,提高碳化物分布的均匀性,细化碳化物的粒度。—般Crl2MoV使用时都需要进行锻造和预先热处理,以减少碳化物的不均匀分布,为后续淬火、回火提供优良的原始组织。 2.2铸造工艺 由于矫直辊尺寸较大,根据工艺分析得知:即使经锻造加工,也很难完全消除网状碳化物。限于公司设备条件,很难采用常规铸后锻造工艺,因此设计以铸代锻工艺,即采用水玻璃硬化砂造型,45t电弧炉+20t中频炉双联熔炼,静态浇铸后热开箱,经特殊的扩散球化等温退火工艺处理,铸态组织、退火组织如图2所示。粗大连续网状碳化物基本消除,仅存部分带状碳化物,碳化物等级为5级,硬度检测为230~250HB,满足机加工要求。2.3热处理工艺国内Cr12MoV钢的热处理工艺有一次硬化法、二次硬化法,根据工件不同的使用条件可选用不同的热处理工艺,两种热处理工艺均经保温后采用油淬。两种热处理方法一般淬火液选用淬火油或硝盐浴,可以采用单液淬火,也可采用双液分级淬火,且均能获得满意的硬度及耐磨性,但对红硬性有要求的工件一般选用二次硬化法。根据矫直辊工作状况,结合公司的设备状况,选用一次硬化法热处理工艺。分两组进行热处理实验,一组采用低淬低回工艺,单液淬火,即950~1000℃加热入油冷却,200℃回火;另一组采用中淬中回工艺,喷雾淬火,

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响 热处理残余力就是指工件经热处理后最终残存下来得应力,对工件得形状, ;尺寸与性能都有极为重要得影响。当它超过材料得屈服强度时, ;便引起工件得变形,超过材料得强度极限时就会使工件开裂,这就是它有害得一面,应当减少与消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件得机械性能与使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力得分布与变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远得实际意义.例如关于表层残余压应力得合理分布对零件使用寿命得影响问题已经引起了人们得广泛重视。 一、钢得热处理应力 工件在加热与冷却过程中,由于表层与心部得冷却速度与时间得不一致,形成温差,就会导致体积膨胀与收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力得作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力得作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分与热处理工艺等因素得影响。当冷却速度愈快,含碳量与合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生得不均匀塑性变形愈大,最后形成得残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织得变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容得增大会伴随工件体积得膨胀,;工件各部位先后相变,造成体积长大不一

致而产生组织应力。组织应力变化得最终结果就是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。组织应力得大小与工件在马氏体相变区得冷却速度,形状,材料得化学成分等因素有关. 实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力与组织应力都会发生. ;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则就是在组织转变过程中产生得,在整个冷却过 程中,热应力与组织应力综合作用得结果, ;就就是工件中实际存在得应力。这两种应力综合作用得结果就是十分复杂得,受着许多因素得影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力与组织应力,作用方向相反时二者 抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管就是相互抵消还就是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时得作用结果就是工件心部受拉,表面受压。;组织应力占主导地位时得作用结果就是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹得影响?存在于淬火件不同部位上能引起应力集中得因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹得产生都有促进作用,但只有在拉应力场内(;尤其就是在最大拉应力下)才会表现出来, ;若在压应力场内并无促裂作用。 淬火冷却速度就是一个能影响淬火质量并决定残余应力得重要 因素,也就是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响得因素。为了达到淬火得目得,通常必须加速零件在高温段内得冷却速度,并使之超过钢得临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。

减小和控制热处理变形的有效措施(1)

热处理变形产生的原因及控制方法 学院:化学化工学院班级:09材料化学姓名:张怡群学号:090908050 摘要:热处理变形是热处理过程中的主要缺陷之一,对于一些精密零件和工具、模具,常常会因为热处理变形超差而报废。为此,本文对热处理变形产生的原因进行了阐述,并总结了减少和控制热处理变形的几种方法。 关键词:热处理变形、产生原因、控制方法 前言:金属热处理是将金属工件在适当的温度下通过加热、保温和冷却等过程,使金属工件内部组织结构发生改变,从而改善材料力学、物理、化学性能的工艺。热处理是改善金属工件性能的一种重要手段。在工件制造中选取合适的材料后,为了达到工艺要求而经常采用热处理工艺,但是热处理除了具有积极作用外,在处理过程中也不可避免地会产生形变。在实际生产中,热处理产生的变形,对后续工序的影响是至关重要的,有些贵重材料和一些机器中的重要零部件,因变形过大而导致报废。钢件在热处理过程中由于钢中组织转变时比容变化所造成的体积膨胀,以及热处理所引起的塑性变形,使钢件体积及形状发生不同程度改变。变形是热处理较难解决的问题,要完全不变形是不可能的,一般是把变形量控制在一定范围内。 正文:1热处理变形的原因在生产实际中,热处理变形的表现形式多种多样,有体积和尺寸的增大和收缩变形,也有弯曲、歪扭、翘曲等变形,就其产生的根源来说, 可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。 (1) 内应力塑性变形 热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性, 都会产生内应力, 在一定塑性条件的配合下, 就会产生内应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内外层加热和冷却速度不同造成各处温度不一致,致使热胀冷缩的程度不同, 这样产生的应力变形叫热应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内部组织转变而发生的时间不同, 这样产生的应力变形叫组织应力变形塑性变形。 (2) 比容变形在热处理过程中, 各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。比容变形一般只与奥氏体中碳和金元素的含量、游离相碳化物、铁素体的多少、淬火前后组织比容变化差和残余奥氏体的多少和钢的

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