金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，下面是小編蒐集整理的一篇探究金屬熱處理在熱能動力工程中應用的論文範文，供大家閱讀參考。
摘要：採用正交組合迴歸設計試驗方法研究了亞溫淬火條件下，淬火溫度和回火溫度對45鋼強度及硬度的影響規律，並分析了該鋼亞溫淬火後的組織與效能。結果表明，在740～800 ℃範圍內，隨淬火溫度升高， 45鋼的強度及硬度升高，淬火組織中鐵素體量逐步減少，其分佈形態也發生明顯變化， 800 ℃淬火後的力學效能接近於常規的840 ℃淬火。在試驗的基礎上，提出了45鋼活塞(780 ±10) ℃淬火+ (550 ±10) ℃回火的調質處理新工藝。
關鍵詞：調質處理 抗拉強度 顯微組織
1 金屬熱處理的實在意義
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中保持一定時間後，又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是材料生產中的最重要的工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體化學成分，而是通過改變工件的內部的顯微組織，或改變工件的表面的化學成分，賦予或改善工件的使用效能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能觀察到的。金屬熱處理中的“四把火”指退火、正火、淬火(固溶)和回火(時效)。
退火是指將工件加熱到適當溫度，根據材料的和工件的尺寸採用不同的保溫時間，然後進行緩慢冷卻，其目的主要是降低材料的硬度，提高塑性，以利於後續加工，減少殘餘應力，提高組織和成分的均勻化。退火根據目的'不同分為再結晶退火、去應力退火球化退火、完全退火等。正火是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用於改善材料的切削效能，有時也用於對一些要求不高的零件的最終熱處理。淬火是將工件加熱保溫後，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液淬冷介質中快速冷卻。淬火後材料為不平衡組織，通常很硬很脆，需要在高於室溫的某一溫度進行長時間的保溫，再進行冷 卻，這種工藝叫回火(時效)。
2 成型處理方法的研究
從以上定義可以看出，不論是退火、正火、淬火還是回火，熱處理過程中都要對工件進行加熱、保溫和冷卻。所以金屬熱處理中，加熱速度，保溫時間和冷卻速度成為熱處理工藝中最重要的工藝引數。
“四把火”中，淬火和回火(時效)關係最為密切，常常配合使用，二者缺一不可。但在實際生產中，為了節約成本，提高生產效率，對於效能要求低的產品，往往用線上淬火代替淬火爐淬火，用自然時效代替回火。
3 熱處理和材料成型結合驗證
在微觀設計活動的語境下，材料、成型、形態三者有著相互作用的關係，不僅僅是選擇和被選擇或是選擇和接受的一般關係。材料和成型——材料是微觀設計活動中所涉及到的材料(包括天然材料和人造材料)，成型是材料基於其物理和化學特性上的成型 ;成型是材料在物理上和化學上變化後的結果或以化學變化為手段產生的物理上的形態結果。如 ：鋁材在鑄造的過程中，利用其化學特性使之在特定條件下改變材料特性，又因特定外部條件的作用恢復鑄造之前的特性，但此時的物理形態已經發生了較大的變化，達到設計師的設計需求。材料決定成型，也就是說，在材料既定的前提下，成型是材料的特性(物理、化學特性)規定的;超出材料特性(物理、化學特性)的成型方式，在現實的微觀設計活動中存在的機率很小，或只能通過材料和材料的複合使用才能達到 ;即使在CAD軟體中可以近似模擬，在微觀設計活動中可能成本很高失去實用價值或存在本身並不合理。如：一個由塑料製成的箱子和一個由木材製成的箱子，由於他們應用的材料不同，使得在實踐加工之後產生的形態結果迥然不同。在為廣大受眾服務的批量化生產條件下，塑料的箱子以注塑成型的方式製成，材料的物理和化學特性，如上文所介紹的，其轉角和過度的部位應呈現r半徑轉角的形態，以方便液態的塑料在模腔中的均勻流動和分佈，減少生產缺陷 ;而換一種加工方式，塑料箱子的形態也可能是清稜清角的形態，但其結果理想程度不如前者。
4 熱能動力工程的研究方向
熱動主要研究熱能與動力方面，是跨熱能與動力工程、機械工程等學科領域的工程應用型專業。目前我國有120多所院校開設有該專業，它由舊本科的九個相關專業合併而成，包括了原來的熱力發動機(080311)、熱能工程(080501)、流體機械及流體工程(080313)、熱能工程與動力機械(080319W)、製冷與低溫技術(080502)、能源工程(080506W)、工程熱物理(080507W)、水利水電動力工程(080903)、冷凍冷藏工程(081409)專業。
熱動主要學習機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎理論，學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術。專業通過理論力學、材料力學、工程製圖、機械設計、電工與電子技術、工程熱力學、流體力學、傳熱學、控制理論、熱工測試技術以及專業方向課程的學習，使我們具備工程熱力學、流體力學、傳熱學和熱工測試技術等熱能與動力工程領域的基礎理論、實驗技能和基本專業知識，掌握製冷空調裝置、製冷裝置、動力機械與動力工程、流體機械等設計、製造和實驗研究的基本技術。在此基礎上，它是一個寬口徑的專業，拓展空間很大，就業方向很廣，有電廠熱能工程及其自動化方向、工程熱物理過程及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調製冷方向等。同時，熱動還是現代動力工程師的基本訓練，可見熱動是現代動力工程的基礎。
5 金屬熱處理在成型技術中的應用
由於材料的特性決定這樣的缺陷明顯——應力的分佈沒有注塑成型的形態分佈均勻，在粘接處應力集中，容易變形或損壞。並且，從生產的角度考慮，由於粘接成型加工特點的限制，這樣的成型方式在大多情況下要由手工完成，很難適應服務廣義大眾的批量化生產。成型和形態不一定是一一對應的方式，相同的成型方式由於所應用的材料不同而產生不同的加工形態 ;不同材料之間的相似性決定了不同材料，在不同的外部環境下(如溫度不同、壓力不同、應用於材料中的新增劑不同等)，可以應用同一種或是原理相同的成型方式 ;而材料之間的差異性使材料在應用了相同的成型工藝之後產生的形態不盡相同。兩種材料在工藝成型上，採用了相似的方式，卻產生了不盡相同的形態和外觀 ;導致在微觀設計活動中，設計師在最終形態上的要求改變。相同的形態可以由不同的成型方式來實現 ;相同的形態在結構上不一定相同，即同樣的產品形態可以由不同的結構方式結合而成，不同的材料在實現同一個形態時採用的方式不盡相同。
參考文獻：
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