热处理工艺非温度参量控制技术及表象重量试验研究

一
差异 ， 以及 由于 温度控 制 的偏差 ， 际相 变过 程会有 很 实 大 的变化 。这 就 迫 使 工 艺 人 员 制 定 工 艺 规 范 偏 于 保 守 ， 致能耗增 加 、 导 材料 品质 及 生产 效率 下降 。 人 们早 已抱有 把握 生 产现 场具 体工 件实 际相变 过 程， 实施 热处理 工艺 实 时 定 量控 制 的 良好 愿 望 。精 密 热处理 技术概 念 的提 出则 增 加 了实现 这一 愿望 的迫 切 性 。可 以预期 ， 基于 工 件 材 料 相 变 信息 现 场 采 集 与计 算机 数据 处理 的非 温度 参 量控 制 技 术 将得 到发 展 ， 这 将会 对优 化热处 理 工艺 、 现精 密 高效 热 处理 目标 作 实
Ｉ 到 日期 ：０ １９ —７ ｌ 盆 ２ ０ －２２
式中： Ｗｏ是工 件在 空 气 中 的 重量 ， 是 盐浴 比重 ， 厂 ｖ 是工 件 体积 。无 论 相 变在 加 热 、 温 或 冷 却 条 件 下发 等 生 ， 随着Байду номын сангаас 变过程 所 导致 工 件体 积 ｖ 的改 变 ， ｈ 伴 Ｗｐ 将 发生 相 应 改变 。 因此 ， ｐ Ｗ ｈ是 一项 包 含相 变信 息 、
Ｏ 前 言
迄今 为止 热处理 工 艺加 热或冷 却控 制 是以温 度 和 时间作为两 个基 本 量 而 建立 起 来 的 。在 此 框 架 之 内， 以钢为例 ， 人们 已经就 各 种钢 号在加 热 或冷 却条 件下 ． 实验 室测定 了 大量 的 临界 点 数 据 和 相 变动 力学 资 料 ． 作为制 定热处 理 工 艺 的主要 依 据 。但 是 ， 场 生产 由 现
体分 解 、 变则导 致 体 积 膨胀 ： 在 盐浴 中工 件对 外 界 转
所 表 现重量 Ｗｐ ｈ可 用 下 式 表 示
Ｗ ｐｈ ＝ Ｗ ａ— ｒ Ｖ
人 们熟 知 ， 材料 相变盈 程 中， 在 某些物 理性 质 将发 生显著 改变 。以钢 为例 ， 电学 性 质 、 学 性质 、 学 其 磁 热 性质 及 比容均 将发 生 改 变 ， 而 掏 成 现代 各 种 物 理 性 从 能测 试方 法 的原理基 础 。我 们现 今 掌握 的各种 钢号 的 大量 临界点 数据 、Ｔ 图 、 ＣＴ图 以及 Ｃ Ｉ Ｃ ＨＴ图 等 ， 本 基 上都是 用这些 方 法测 得 的。 同理 ， 在生 产现场 加 热 、 等
于 钢 的 成 分 及 原 始 组 织 、 件 尺 寸 、 热 或 冷 却 条 件 的 工 加
温或 玲却工 艺过 程 中 ， 工件 材料某 些 物理 性质 的改变 ， 也将 反映其 相变过 程 ， 而 将 可 构 成 热处 理 工艺 各 种 从 非温 度参 量控制技 术 的原 理基础 。条件 是必须 在 生产 现场 加热 、 等温或 玲却 条件 下 ， 集能 反 映工 件材 料相 采 变过 程 的某 种物理 性质 所 发生改 变 时所 发 出的相应 信 息． 并对 信 息进行 处理 、 析与判 断 。这 就要求 发展 能 分 适应现 场工 作条 件 的相 应 传感 器作 为 一 次 仪 表 ， 以及 具有相 应信 息处理 功 能 的二 次智 能 仪表 。 发 展非 温度参 量控 制技 术首先 面临 的问题 是选 择
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热处 理 工 艺 非 温 度 参 量 控 制 技 术及 表 象重 量 法试 验 研 究
钟 知勉
（ Ｊ 工 业 学 院 材料 科 学 与工 程 系 ， Ｉ 都 四 Ｉ Ｉ 蹬， Ｉ成 ６０３ １０ ９
出重 要 贡 献 。
项 物 理 量 作 为 新 控 制 技 术 的 控 制 参 量 该 项 物 理 量 变时某 一 （ 某些 ） 理性 质 所发生 的改 变 ， 于 测量 ， 或 物 易
应 能反 映工件 材料 在 加 热 、 温 或冷 却 过 程 中发 生相 等 具有 显著 性 和单 值 单 调 性 。选 择 控 制 参 量 ， 就 选择 也 了具体 的非 温度参 量控制 技 术。 １ ２ 盐 浴表 象重量 法控 制技 术原理 及 分析 ．
表 征 相 变 过 程 的 物 理 量 （ 称 表 象 重 量 ） 有 可 能 作 为 下 ，
作 者 茼 彳 ： 知 勉 （ ９０ ）男 ， ｔＩ 富 顺 县＾ ， 卜钟 １４ － ． ｌ Ｉ ￣Ｊ省 四川 工 业 学 院 材 料 科 学 与 工 程 粟 高 级 实 验 师 ， 大学 主 要 从 事 有 关 相 变垃 程 动力 学 及 相 变 控 制
摘 要 ： 提 出 了热 处 理 工 艺 非 温 度 参 量 控 制 的 技 术 构 思 根 据 这 一 构思 进 行 了 盐 浴 表 象 重 量 法 控 制 技 术 的试 验 研究 。试 验 研 究 表 明 ， 钢质 试 样 在 盐 浴加 热 、 温 或 冷 却 条 件 下所 谢 得 的 表 象 重 量 随 时 间 变 化 曲 线 等 均 具 有 显 著 的 相 变特 征 ， 象 重 量 作 为 盐 浴 热 处理 工 艺 的 非 温 度 控 制 参 量 是 可 行 的 表 关 键 词 ： 非 温 度 参 量 控 制 技术 ； 浴 表 象 重 量 法 ； 时 定 量 控 制 ； 密 热 处 理 盐 实 精 中 图 分类 号 ： １ ３ ２ Ｔ ４ ．５ ＴＧ １ ６； ＧＩ ２２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
鉴 于 膨 胀 法 在 金 属 物 理 性 能 分 析 方 法 中 的 广 泛 应
用， 首先考 虑 了盐浴 表 象 重 量法 。钢 中 各相 以奥 氏体 比容最小 ， 工件 材料奥 氏体化将 导致 体积 收缩 ， 而奥 氏
１ 实验 方 法 及 分 析
１ １ 非 温 度 参 量 控 制 技 术 构 思 ．