回火现象处理方法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
如何预防乙炔气割枪回火
回火是气割作业时最容易发生的事故类型之一，是火焰进入气割枪嘴内逆向燃烧的现象，特征是火焰突然熄灭，枪嘴内发生急速的“嘶嘶”声，在气割过程中，如操作不当很可能发生回火事故，轻则损坏设备工具，重则发生爆炸，严重威胁到操作人员的生命安全。回火事故存在很大的隐蔽性，对发生回火事故的原因进行分析，提出防范措施。
一、乙炔枪回火
回火有逆火和回烧两种形式：逆火是火焰向割嘴孔逆行，并且瞬时自行熄灭，同时伴有爆鸣声。回烧是火焰向割嘴逆行，并且向混合室和可燃气体管路燃烧，这种回火可能烧毁割枪和管路。
二、形成原因
1、割嘴过分接近加热点或气割点，如用割嘴清除熔杂等做法，会造成割嘴附近的压力过大，使混合气体难以排出，喷射速度变慢；
2、割嘴过热，混合其他膨胀，如割嘴温度超过400度，一部分混合气体来不及喷出就在割嘴内部燃烧，并发出啪啪的爆炸声；
3、割嘴被金属飞溅溶化物赌塞，使割枪内混合其他难以排出就在割枪内燃烧爆炸；
4、乙炔气压过小，供气压力减小，软管受压、弯折或破损漏气，氧气压力过大容易进入乙炔系统，在熄火的瞬间，往往因氧气或空气进入割枪乙炔管引起爆炸；
5、割枪阀门不严或其他内部结构损坏，造成氧气倒回乙炔管道，形成可燃的混合气体，点火时即发生回火爆炸，这种情况危险性最大。很危险的。
三、割枪的正确使用方法
1、使用前检查一般割枪为射吸式结构，正常使用时，氧气由射吸喷嘴喷出，进入气体混合腔，在射吸作用下吸入乙炔气并与其混合，混合气体经混合管流出。在割枪使用前，需检查供气是否正常、本体是否漏气、喷嘴是否堵塞，特别要对射吸性能进行检查确认。
检查射吸性能的方法是，卸下软管，接通氧气，打开氧气阀和乙炔阀，用手指接近乙炔进气口，应感到有明显的吸力。
射吸喷嘴脱落或射吸喷嘴与氧供气管连接处有间隙（割枪摔落或敲击物件后容易引起这样的缺陷）都会破坏射吸性能，致使压力较高的氧气进入乙炔气路，因此，一定要保证割枪内的射吸结构完好。应根据割枪及所配割嘴的型号，恰当地调节氧气阀，控制供氧压力和流量，如果助燃氧气供给过大，来不及从混合气管排出，就会从割枪内部反流入乙炔系统。另外，过大的氧气压力和氧气流量也会使加热效率和速度有所降低。
2、割枪点火应使用摩擦打火机、固定的点火器或其他适宜的火种，注意避免战火瞬间火焰伤手。禁止用焊接火源点燃割枪，因为焊接火源实际上是熔融的金属或无固定方向飞溅的高温铁质颗粒，极易造成割嘴堵塞或铁质颗粒溅入割嘴内，混合气体在割嘴内部即开始燃烧引发回火。
3、点火开阀次序为先开乙炔阀、后点火、再开氧气。操作时，预热氧阀门旋动均应缓慢进行，如果太快，割枪内的射吸力会骤然加强，使乙炔供应量跟不上，从而造成回火。工作结束熄灭火焰时，割枪应先关闭氧气源，再依次关闭乙炔、预热氧。
乙炔气瓶的安全使用事故应急处理
作者：佚名?文章来源：点击数：1332更新时间：2009-3-14
1、溶解乙炔气瓶的结构
溶解乙炔气瓶是一种储存和运输乙炔气的压力容器，乙炔气瓶与氧化瓶和液化石油气瓶不同（见乙炔气瓶结构图），后两者是空心的，而乙炔气瓶是实心的，瓶内充满了多孔性固体硅酸钙填料，孔隙中充人溶剂丙酮，罐装的乙炔溶解在丙酮之中。温度在150C时，一个体积的丙酮可以溶解23倍的标准状态乙炔气。最适宜配合氧气瓶使用的乙炔气瓶，设计压力3MPa，公称容积为40升。
乙炔气瓶的肩部有易熔塞，当瓶壁温度超过1000C时，易熔合金熔化，易熔塞打开放气泄压，防止气瓶爆炸。
乙炔气瓶的外表面漆白色，瓶体标注色的乙炔“和”“火不可近”字样。瓶的顶部装有瓶阀，外面是固定的瓶帽（俗称安全帽），瓶阀下面有一个铝制的能转动的检验记环，检验标记就打在上面。根据《溶解乙炔气瓶安全监察程》的规定，每三年要对乙炔气瓶进行一次检验，不经检验或不合格的乙炔气瓶不准使用。
2、溶解乙炔气瓶的安全作用
在焊接作业过程中，正确的使用操作乙炔气瓶，是确保安全的重要措施，除了严格执行《溶解乙炔气瓶安全监察程》外，使用乙炔气瓶应遵守如下要求：
（1）使用前，应对乙炔气瓶的颜色标记，检验标记和气瓶的安全状况，安全附件进行认真检查，凡不符合规定的乙炔气瓶不准使用。
（2）乙炔气瓶的放置地点，不得靠近热源和电器设备，与明火的水平距离不小于10m，与氧气瓶距离不小于3m。
（3）乙炔气瓶严禁在通风不良或有放射性射线场所使用，严禁敲击、碰撞。严禁在气瓶体上引弧或放置在绝缘体上使用。
（4）乙炔气的出口处必须配置专用的减压器和回火防止器，正常使用的减压器指示的放气压力不超过，放气流量不得超过0.05m3/.
（5）乙炔气瓶在使用过程中，开闭瓶阀要轻缓，操作人员应站在阀口的
侧面。暂时中断使用时，要关闭焊割工具的阀门和气瓶阀。
（6）夏季使用乙炔气瓶时，应采取防晒、雨淋、水浸措施。冬季如果瓶阀或减压结冻，严禁用400C以上的热水或其他热源加热，更不能用火烧烤。
（7）乙炔气瓶在使用过程中发现泄漏，要及处理。严禁在泄漏的情况下使用。瓶内的气体严禁用尽，必须留有不低于剩余压力。
（8）乙炔气瓶在使用过程中，要直立使用，并采取防倾倒措施，严禁卧放使用，移动气瓶应使用专用小车搬运。
（9）对使用的乙炔气瓶要认真进行保养，定期检查和检验。对漆色脱落，字样模糊，标志不清或有损陷的，使用单位不得擅自处理，应送往充装单位进行处理。
（10）乙炔气瓶的使用要实行专人管理，使用操作人员必须经专门的安全技术培训，熟练掌握乙炔气瓶的安全操作知识。
3、溶解乙炔气瓶的防爆
3．1乙炔气瓶的爆炸起因
乙炔气瓶的爆炸起因，主要是由于温度的压力急剧上升，乙炔发生分解而引起的。乙炔分解的特点：如果发生回火之后，瓶壁温度上升（从瓶顶开始）或从打开的瓶阀逸出带烟的有异常气味气体。说明乙炔已开始分解，若乙炔气瓶受到炎焰或辐射热直热作用随时都有乙炔分解的危险。
造成乙炔分解的原因：（1）焊接回火；（2）外部加热（乙炔气瓶附近有燃烧的物质，气瓶上挂有末灭火的焊枪或割枪等工具）；（3）气瓶阀门或减压器附近的乙炔着火。
3．2乙炔气瓶爆炸的预防措施
（1 减压器的连接要严密；
（2使用高质量，不易发生回火的焊枪。如反复出现爆响的焊枪，必须进行处理；
（3 焊枪（尤其是末灭火的焊枪；带电的电焊钳）不准挂在气瓶上；
（4）严禁将气瓶放在热源（火炉、电炉等）附近。
3．3乙炔气瓶着火或回火的应急处理
（1 迅速关闭乙炔气瓶的阀门；
（2拧下联接仪表，然后打开瓶阀，如果此时乙炔不再着火，阀门不再逸出带烟或有异味气体，即可继续工作。工作时瓶壁不得有温度上升现象，（用手反复测试）如果发现重新着火或其他情况，说明乙炔还在继续分解；
（3）如果乙炔着火后，无法关闭气瓶阀门时要迅速灭火。乙炔气灭火只能使用干粉式灭火和带喷嘴的二氧化碳灭火器，不准使用四氯化碳
灭火；
（4）对乙炔开始分解的气瓶，如瓶体外部的温度已产生温升，以至无法用手接触，不得搬动，应采取用凉水连续冷却气瓶的方法进行处
理；
1.（5）待火焰扑灭后，手可以接触瓶体时，应立即将正在分解的气瓶
运到室外。如不能将气瓶运到室外，而气瓶内末用完的气体仍在外
逸，应尽快清除周围火源（如火炉、烟火等）并打开门窗通风，防止
室内发生爆炸。
四、应急预案
1、一般回火的处理
当割枪发生回火时，应立即关闭乙炔阀，然后关闭预热氧气阀，尽可能缩短操作时间，动作连贯。如果熟练，可以同时完成操作。如果乙炔阀关闭速度过慢，割枪内的回火燃烧可能越过阀门进入气体软管，甚至延到乙炔分配器和与分配器相连的其他割枪；如果氧气阀关闭速度过慢，割枪内的积炭会在富氧的情况下继续燃烧，直至枪管被烧红损坏，或者回火扩散至氧气软管，致使氧气软管内壁在富氧状态下燃烧引发爆炸。回火熄灭后，将割枪放入水中冷却或待割枪管体不烫手后，打开氧气阀吹扫割枪内的烟灰，查出回火原因并解决后再点火使用。
2、严重回火的处理
如果发生以下异常情况，必须立即停止作业，不得自行简单处理。（1）割枪严重回火，割枪软管发生燃爆。（2）点火不正常，可燃气阀开启后无气流或有气体但点不着（有可能是氧气串入可燃气管路）。（3）割枪使用过程中气体火焰变小或熄灭，但检查割枪及软管状态正常（无碾压、扭结、破裂等现象）。（4）割枪软管被点燃着火。（5）其他无法准确判断处置的非正常情况。
发生以上情况，应及时向有关职能部门报告处置。如果发生严重回火或持续点火引发多次回火，燃爆会冲击乙炔气管路上的回火防止器，造成其失效，系统的整体安全性降低。
回火热处理优缺点及常见问题解决方法 100℃热水回火之优点 低温回火常使用180℃至200℃左右来回火，使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：（1）100℃的回火可以减少磨裂的发生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的热水回火可降低急速加热所產生裂痕的机会；（4）进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留沃斯田体有缓衝作用，增加材料强韧性；（5）工件表面不会產生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，亦不会產生油煮过热乾烧之现象。二次硬化之高温回火处理 对於工具钢而言，残留应力与残留沃斯田体均对钢材有著不良的影响，浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会產生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工之加工变形，益处甚多。 在300℃左右进行回火处理，為何会產生脆化现象？ 部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解，故无300℃脆化的现象產生。 回火產生之回火裂痕 以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而產生之裂痕，称之為回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会產生。此类钢材在第一次淬火时產生第一次麻田散体变态，回火时因淬火產生第二次麻田散体变态（残留沃斯田体变态成麻田散体），而產生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作徐徐冷却，同时淬火再回火的作业中，亦应避免提
淬火和回火 淬火是把钢加热到临界温度以上，（800℃）保温后快速冷却，使得钢的硬度、强度得以提高。 为什么这样能提高强度？这不是因为有了什么“缺陷”，而是因加热核心对电子控制能力加强，电子速率增加。突然降温，核心库仑力顿时减弱，高速率的电子从铁、碳核心的束缚中一涌然而出，容易形成铁、碳原子之间的价和运转，从而形成铁--碳结构元，这种结构元价和速率高。钢中的价和电子多，速率高，使得钢中价和力、电磁力增大，钢的硬度和强度也就增加。 为什么要加温到800℃左右呢？这是很有讲究的：温度低了铁的价和电子速率不高，不能形成铁碳结构元。温度过高铁价和电子数量减少。若加温到950?℃时，铁中结构元将减少一半，铁晶体转变成面心立方，此时降温淬火，物体内还要重建结构元，重整晶体结构(从面心立方向体心立方转变)使得工件变形大，而且重整过程中要消耗一些能量，因而价和电子速率也不会更高，钢的强度也不会更高。可见人们在实践中总结的淬火工艺是很有道理的。 回火就是把淬过火的钢加热保温，以消除内应力、降低脆性、稳定尺寸。为什么回火会有这么多好处？因为淬火时，价和电子是一涌而出的，虽然价和电子多，难免部分地带出现结构元拥挤、价和电子运转不均衡的现象，这些现象将使物质中内应力增大、脆性增加。加热温后使得核心加收一部分电子，调整部分地带的混乱，使之整齐有序，使得钢的脆性降低。 因淬火时物体内外降温速度不一致使得内外结构元数量以及内聚力梯度不匀，导致了较大的内应力。又因价和电子是在大温差情况下涌出的，使参入价和运转的电子超出且不稳定，如不回火，核心对部分电子还是要缓慢回收，回收时物体内重整结构元，这会使得材料变形，尺寸不稳。而回火能一次性的(?有的材料要回火几次)回收多出的不稳定的价和电子、重整结构元、消除内应力、减少材料的变形。 选自“中国材料网”
热处理培训资料 常见热处理问题与解答 （1）淬火常见问题与解决技巧 ※Ms点随C%的增加而降低 淬火时，过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点，变态完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右，而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。 ※淬火液可添加适当的添加剂 （1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。 （2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助于工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。 （3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无火灾、污染及其它公害之虞，颇具前瞻性。 （4）干冰加乙醇可用于深冷处理容液：将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。 ※硬度与淬火速度之关联性 只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时沃斯田体变态温度较高，沃斯田体会生成波来体，变态开始点为Ps点，变态终结点为Pf点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps曲线时，则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关，因此麻田散体的硬度会随着%C含量之增加而变大，但超过0.77%C后，麻田散体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化亦趋于缓和。 ※淬火与回火冷却方法之区别 淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高于临界冷却速率的急速冷却为宜；进入危险区域时，使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此，此类冷却方式施行时，使用阶段冷却或恒温冷却（麻回火）是最适宜的。
正火，回火，退火，淬火的区别 1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温． 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力． b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢． c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力． 2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。 3.淬火
将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。 4.回火 钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火１５０～２５０．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性． B 中温回火３５０～５００；提高弹性，强度． C 高温回火５００～６５０；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。
退火与回火的区别在于：（简单地说，退火就是不要硬度，回火还保留一定硬度。） 回火：高温回火所得组织为回火索氏体。回火一般不单独使用，在零件淬火处理后进行回火，主要目的是消除淬火应力，得到要求的组织，回火根据回火温度的不同分为低温、中温和高温回火。分别得到回火马氏体、屈氏体和索氏体。其中淬火后进行高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。 退火：退火过程中发生得是珠光体转变，退火的主要目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，为后续加工和最终热处理做准备。去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力，如不及时消除，将使工件在加工和使用过程中发生变形，影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。去应力退火的加热温度低于相变温度A1，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中自然消除的。为了使工件内应力消除得更彻底，在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉，然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。焊接件得加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定，通常为2～4h。铸件去应力退火的保温时间取上限，冷却速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出炉空冷。时效处理可分为自然时效和人工时效两种自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底. 什么叫回火？ -------------------------------------------------------------------------------- 回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终热处理。淬火与回火的主要目的是： 1）减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。 2）调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不 同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。 3）稳定工件尺寸。通过回火可使金相组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。 4）改善某些合金钢的切削性能。 在生产中，常根据对工件性能的要求。按加热温度的不同，把回火分为低温回火，中温回火，和高温回火。 淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调质，即在具有高度强度的同时，又有好的塑性韧性。主要用于处理随较大载荷的机器结构零件，如机床主轴，汽车后桥半轴，强力齿轮等。 什么叫淬火？ -------------------------------------------------------------------------------- 淬火是把金属成材或零件加热到相变温度以上，保温后，以大于临界冷却速度的急剧冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。淬火是为了得到马氏体组织，再经回火后，使工件获得良好的使用性能，以充分发挥材料的潜力。其主要目的是： 1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。 2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。
什么是“脱火”和“回火” 脱火：火焰短，火焰根部离开了灶具火孔一段距离燃烧，有时燃烧一会就熄灭，这种现象称为脱火。产生脱火的主要原因是一次空气量过多，产生气流速度大于燃烧速度所造成的。处理方法是：将进风量调小再点火，然后再根据火焰情况调节调风板，使火焰达到最佳状态。有时脱火是由于灶具火孔由异物或燃烧器内有水，也会产生脱火。这就是需要排除异物或水，再进行点火。 脱火中文名称：脱火英文名称：blow-off 定义：由于燃烧器出口处可燃混合物的法向速度大于火焰的燃烧速度，使火焰远离燃烧器被吹灭的现象。 回火是指火焰在引射管内燃烧，并发出响声，此时火焰内外锥不再分明，有时点火是由于气量过小会发生回火并发出“喷”的一声，回火是由于燃烧速度大于气流速度所造成的。处理方法是：先关闭灶具开关，调节风板，将进风量调小，再进行点火，点着后再调节风板，使火焰达到最佳状态。 §2 有焰燃烧（扩散式燃烧） 一、层流扩散火焰分4 区： 1. 纯煤气区 2. 煤气+燃烧产物区 3. 空气+燃烧产物区 4. 纯空气区 Hottel半经验方程： f）+ B θ火焰长度L = Alg（V V —体积流量 f —时间因子θ A、B —常数 氢气扩散火焰 r 气体燃料的燃烧 二、紊流扩散火焰 管内流动时：Re = udρ/μ 一般气体Re > 2 103? 103 ?城市煤气3-4 103 ? LPG 9-10 ?天然气 3 103
燃烧时温度很高，使得密度ρ提高，粘度μ降低，因而与冷态差不多的速度达到紊流时，Re变大了。 气体燃料的燃烧 （1）层流区火焰外形轮廓规整，w — L （2）过度区火焰顶部颤动，上部紊流火焰，L 略减短 （3）紊流区紊流火焰，L 基本不变（流量增加，使火焰变长； 混合速度加快，使火焰变短） 紊六火焰没有明显的 燃烧前沿面。 气体燃料的燃烧 影响紊流火焰长度的因素 （1）燃料种类：热值高，火焰长 （2）烧嘴直径：直径大，火焰长 （3）有旋流时，混合加强，火焰变短 气体燃料的燃烧 三、有焰烧嘴（扩散燃烧） 主要由加强混合来加强燃烧。改善烧嘴混合条件，使燃烧速度加快，火焰变短。 气体燃料的燃烧 燃烧烧嘴结构对火焰长度的影响 1两股分流3射流导向叶片 5. 空气旋流- 2.同心射流4缩小出口交角混合出口部分混合 混合好混合差 火焰短火焰长 阻力大阻力小 结构复杂结构简单 气体燃料的燃烧 有焰烧嘴的分类 （1）按煤气发热量：高发热量煤气烧嘴（NG，LPG，焦炉煤气） 中发热量煤气烧嘴（城市混合煤气） 低发热量煤气烧嘴（发生炉煤气，高炉煤气）（2）按燃烧能力：大型烧嘴（500-1000 m3/h） 中型烧嘴（100-500 m3/h） 小型烧嘴（<100 m3/h ）
回火常见问题与解决方法 回火产生之回火裂痕以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而产生之裂痕，称之为回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。 100℃热水回火之优点低温回火常使用180℃至200℃左右来回火，使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：（1）100℃的回火可以减少磨裂的发生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的热水回火可降低急速加热所产生裂痕的机会；（4）进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留沃斯田体有缓衝作用，增加材料强韧性；（5）工件表面不会产生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，亦不会产生油煮过热乾烧之现象。 二次硬化之高温回火处理对于工具钢而言，残留应力与残留沃斯田体均对钢材有著不良的影响，浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会产生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工之加工变形，益处甚多。 在300℃左右进行回火处理，为何会产生脆化现象？ 部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解，故无300℃脆化的现象产生。 回火产生之回火裂痕以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而产生之裂痕，称之为回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。此类钢材在第一次淬火时产生第一次麻田散体变态，回火时因淬火产生第二次麻田散体变态（残留沃斯田体变态成麻田散体），而产生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作徐徐冷却，同时淬火再回火的作业中，亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。 回火产生之回火脆性 可分为300℃脆性及回火徐冷脆性两种。所谓300℃脆性係指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。所谓回火徐冷脆性係指自回火温度（500℃~600℃）徐冷时出现之脆性，Ni-Cr钢颇为显著。回火徐冷脆性，可自回火温度急冷加以防止，根据多种实验结果显示，机械构造用合金钢材，自回火温度施行空冷，以10℃/min以上的冷却速率，就不会产生回火徐冷脆性。 高周波淬火常见之问题 高周波淬火处理常见的缺陷有淬火裂痕、软点及剥离三项。高周波淬火最忌讳加热不均匀而产生局部区域的过热现象，诸如工件锐角部位、键槽部位、孔之周围等均十分容易引起过热，而导致淬火裂痕的发生，上述情形可藉由填充铜片加以降低淬火裂痕发生的可能性。另外高周波淬火工件在淬火过程不均匀，会引起工件表面硬度低的缺点，称之为软点，此现象是由于高周波淬火温度不均匀、喷水孔阻塞或孔的大小与数目不当所致。第三种会产生的缺失是表面剥离现象，主要原因为截面的硬度
郑州航空工业管理学院金属材料及热处理 课程设计 学生专业：材料成型及控制工程学生姓名： 学生学号： 所在学院：机电工程学院 指导老师： 报告日期： 2015年5月14日
目录 一、实验综述---------------------------- （3） 二、实验目的---------------------------- （8） 三、实验设备---------------------------- （8） 四、实验过程---------------------------- （8） 五、实验结果---------------------------- （9） 六、实验结果分析------------------------- （12） 七、结论------------------------------- （12） 八、参考文献--------------------------- （13）
一、实验综述 45号钢综述 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。45号钢主要成分为Fe（铁元素），且含有以下 热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，热处理是根据钢在固态下组织转变的规律，通过不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，达到改善刚才性能的一种热加工工艺。热处理一般是由加热、保温、和冷却三个阶段组成的，其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求是淬火与回火。（一）钢的淬火 钢的淬火：淬火是指将钢加热到临界温度以上，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。淬火的目的就是为了获得马氏体，并与适当的回火工艺相配合，以提高刚的力学性能。为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。 （1）淬火温度选择 正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火加热温度的选择应以得到细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后获得细小的马氏体组织。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的临界点确定，钢的淬火温度可根据（如图1所示）进行选择。对45#钢的亚共析钢，其加热温度为 Ac3+30~50oC，此实验采用的加热温度为790o。若加热温度不足（低于780oC的Ac3温度），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低；但过高的加热温度（如超过Acm）不仅无助于强度、硬度的增加，反而会由于产生过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降。
回火常见问题与解决技巧 1.100℃热水回火之优点 低温回火常使用180℃至200℃左右来回火，使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：（1）100℃的回火可以减少磨裂的发生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的热水回火可降低急速加热所產生裂痕的机会；（4）进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留沃斯田体有缓衝作用，增加材料强韧性；（5）工件表面不会產生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，亦不会產生油煮过热乾烧之现象。 2..二次硬化之高温回火处理 对於工具钢而言，残留应力与残留沃斯田体均对钢材有著不良的影响，浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会產生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工之加工变形，益处甚多。 3.在300℃左右进行回火处理，為何会產生脆化现象？ 部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解，故无300℃脆化的现象產生。 4.回火產生之回火裂痕 以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而產生之裂痕，称之為回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会產生。此类钢材在第一次淬火时產生第一次麻田散体变态，回火时因淬火產生第二次麻田散体变态（残留沃斯田体变态成麻田散体），而產生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作徐徐冷却，同时淬火再回火的作业中，亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。 5.回火產生之回火脆性 可分為300℃脆性及回火徐冷脆性两种。所谓300℃脆性係指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。所谓回火徐冷脆性係指自回火温度（500℃～600℃）徐冷时出现之脆性，Ni-Cr钢颇為显著。回火徐冷脆性，可自回火温度急冷加以防止，根据多种实验结果显示，机械构造用合金钢材，自回火温度施行空冷，以10℃/min以上的冷却速率，就不会產生回火徐冷脆性。 6.高週波淬火常见之问题 高週波淬火处理常见的缺陷有淬火裂痕、软点及剥离三项。高週波淬火最忌讳加热不均匀而產生局部区域的过热现象，诸如工件锐角部位、键槽部位、孔之周围等均十分容易引起过热，而导致淬火裂痕的发生，上述情形可藉由填充铜片加以降低淬火裂痕发生的可能性。另外高週波淬火工件在淬火过程不均匀，会引起工件表面硬度低的缺点，称之為软点，此现象係由於高週波淬火温度不均匀、喷水孔阻塞或孔的大小与数目不当所致。第三种会產生的缺失是表面剥离现象，主要原因為截面的硬度变化量大或硬化层太浅，因此常用预热的方式来加深硬化层，可有效防止剥离现象。 7.不銹钢為何不能在500℃至650℃间进行回火处理？ 大部分的不銹钢在固溶化处理后，若在475℃至500℃之间长时间持温时，会產生硬度加大、脆性亦大增的现象，此称之為475℃脆化，主要原因有多种说法，包括相分解、晶界上有含铬碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常温韧性大减，且耐蚀性亦甚差，一般不銹钢的热处理应避免常时间持温在这个温度范围。另外在600℃至700℃之间长时间持温，会產生s相的析出，此s相是Fe-Cr金属间化合物，不但质地硬且脆，还会将钢材内部的铬元素大量耗尽，使不銹钢的耐蚀性与韧性均降低。
◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。◆正火工艺正火工艺是将钢件加热到Ac3（或Acm）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。把钢件加热到Ac3以上100～150℃的正火则称为高温正火。对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。低碳钢由于退火后硬度太低，切削加工时产生粘刀的现象，切削性能差，通过正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳结构钢零件可用正火代替调质，简化热处理工艺。过共析钢正火加热刀Acm以上，使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体，然后用较快的速度冷却，抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出，从而能消除网状碳化物，改善过共析钢的组织。焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织，保证焊缝强度。在热处理过程中返修零件必须正火处理，要求力学性能指标的结构零件必须正火后进行调质才能满足力学性能要求。中、高合金钢和大型锻件正火后必须加高温回火来消除正火时产生的内应力。有些合金钢在锻造时产生部分马氏体转变，形成硬组织。为了消除这种不良组织采取正火时，比正常正火温度高20℃左右加热保温进行正火。正火工艺比较简便，有利于采用锻造余热正火，可节省能源和缩短生产周期。正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。淬火是：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变
在化工生产中，很多工艺加热炉以气体燃料燃烧作为热源，可燃气体燃烧需要很多空气，如：人工煤气需1.2~4.0（m3/m3），天然气和液化石油气则需10~25（m3/m3）。可见欲使燃气充分燃烧须有大量空气与之混合方可。因此，燃气与空气的混合方式，对燃烧情况有很大影响，也关系到燃烧系统能否正常安全运行。燃烧系统运行时，如果产生回火现象将烧坏燃烧器或发生安全事故。 1 燃气的燃烧方法及特点 根据燃气与空气混合情况不同将燃烧分为三种方式，即扩散式燃烧、预混部分空气燃烧（大气式燃烧）和无焰燃烧。燃烧过程处于哪一类是根据一次空气系数α1（一次空气量与燃烧理论空气量之比）来判断的。 1．1 扩散式燃烧 燃气未预先和空气混合而进行的燃烧称为扩散式燃烧，其α1=0。扩散式燃烧的燃烧速度与燃烧完全程度主要取决于燃气与空气分子间的扩散速度和完全程度。 扩散式燃烧的特点： （1）燃烧稳定、在燃气系统不产生负压、空气不被吸入的情况下，不会回火，燃烧器工作稳定。 （2）过剩空气多，燃烧速度慢，火焰温度低。对燃烧碳氢化合物含量较高的可燃气体时，在高温下由于火焰面内氧气供应不足，碳氢化合物分解出碳粒、氢和重碳氢化合物。碳粒和重碳氢化合物很难燃烧，结果造成化学不完全燃烧。一般说来，对天然气不宜采用扩散燃烧法。 （3）燃烧强度低，在工业炉上为提高燃烧强度多采用机械鼓风方式的燃烧器。 1．2 预混部分空气燃烧 其0＜α1＜1。在这种情况下，由于可燃混合物中空气量较小，因此，部分燃烧按纯动力学方法燃烧，其余燃气则按扩散燃烧方法进行燃烧。 预混部分空气燃烧的特点： （1）在绝大多数情况下能保证燃烧设备以任何比例的燃气与空气进行工作。因此，设备热负荷的调节范围大。 （2）由于先吸入部分空气，所以克服了扩散燃烧的一些缺点，提高了燃烧速度，降低了不完全燃烧程度。 （3）当一次空气系数α1合适时，此种燃烧方法有一定的稳定范围。 （4）一次空气系数α1越大，燃烧稳定范围就越小，因此，一次空气系数α1不可选取过
钢的淬火回火工艺参数的确定
钢的淬火回火工艺参数的确定 作者：长江挖掘机厂 1 前言 淬火是强化材料最有效的热处理工艺方法，其工艺参数的选择直接影响着材料的性能。这就要求热处理工作者不断创新，改进工艺，有效地发挥出材料的潜力，节约能源，降低生产成本。本文简述了钢的淬回火工艺参数的确定及量化依据。 2 淬火加热温度 按常规工艺，亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）；共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）；合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）；高合金钢含有大量高熔点碳化物，要增大奥氏体化程度，淬火加热温度更高，有些已达到接近熔点的程度。 为了达到钢所要求的不同性能，淬火加热温度
正在向高或低两个方面发展。亚温淬火就是将淬火温度降至Ac3点以下5～10℃的α＋γ两相区，在保留大约10%～15％未溶铁素体状态进行淬火，在保证强度及较高硬度的同时，塑性、韧性得到改善，淬火变形或开裂明显减少，回火脆性也有所减弱。现已作为一种新的成熟工艺已获得国内外热处理工作者的共识。 此外，还有人发现［1］，以40Cr钢为代表的亚共析钢在Ac3点处有硬化峰出现，此温度淬火不仅可获得最高的硬度，且各项力学性能也为最佳值，掌握得当能充分发挥钢的潜力。 与其相反，提高某些钢的淬火温度也可获得预想不到的结果。如热模具钢5CrMnMo、 5CrNiMo钢的淬火温度由传统的860℃提高至920℃（高出30～80℃）［2］，加速了碳化物的溶解，增加了马氏体中的合金含量，组织均匀。可以获得大量的高位错马氏体，断裂韧度大大提高，红硬性更为优异，其使用寿命成倍提高。又如，H13钢淬火温度由1050℃提高至1100℃时，奥氏体晶粒并不明显长大，由于碳
退火、正火、淬火zhan huo（cuihuo）金属处理用第一个读音、回火对比和区别 1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。 2、退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 3、正火；是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 4、淬火；是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。 了解退火、淬火、回火的差异和作用： 1.退火概念: 所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随 炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。 退火目的和作用: (1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工; (2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备; (3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。 2.淬火概念: 淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后 以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。 淬火目的和作用: 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体(或贝氏体)转变，得到马氏体（或 贝氏体）组织，然后配合以不同温度的回火，获得所需的力学性能。 (注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。 3.回火概念： 回火就是钢件淬硬后，再加热到低于Ａｃ１点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 回火目的和作用：
如何预防乙炔气割枪回火 回火是气割作业时最容易发生的事故类型之一，是火焰进入气割枪嘴内逆向燃烧的现象，特征是火焰突然熄灭，枪嘴内发生急速的“嘶嘶”声，在气割过程中，如操作不当很可能发生回火事故，轻则损坏设备工具，重则发生爆炸，严重威胁到操作人员的生命安全。回火事故存在很大的隐蔽性，对发生回火事故的原因进行分析，提出防范措施。 一、乙炔枪回火 回火有逆火和回烧两种形式：逆火是火焰向割嘴孔逆行，并且瞬时自行熄灭，同时伴有爆鸣声。回烧是火焰向割嘴逆行，并且向混合室和可燃气体管路燃烧，这种回火可能烧毁割枪和管路。 二、形成原因 1、割嘴过分接近加热点或气割点，如用割嘴清除熔杂等做法，会造成割嘴附近的压力过大，使混合气体难以排出，喷射速度变慢； 2、割嘴过热，混合其他膨胀，如割嘴温度超过400度，一部分混合气体来不及喷出就在割嘴内部燃烧，并发出啪啪的爆炸声； 3、割嘴被金属飞溅溶化物赌塞，使割枪内混合其他难以排出就在割枪内燃烧爆炸； 4、乙炔气压过小，供气压力减小，软管受压、弯折或破损漏气，氧气压力过大容易进入乙炔系统，在熄火的瞬间，往往因氧气或空气进入割枪乙炔管引起爆炸； 5、割枪阀门不严或其他内部结构损坏，造成氧气倒回乙炔管道，形成可燃的混合气体，点火时即发生回火爆炸，这种情况危险性最大。很危险的。 三、割枪的正确使用方法 1、使用前检查一般割枪为射吸式结构，正常使用时，氧气由射吸喷嘴喷出，进入气体混合腔，在射吸作用下吸入乙炔气并与其混合，混合气体经混合管流出。在割枪使用前，需检查供气是否正常、本体是否漏气、喷嘴是否堵塞，特别要对射吸性能进行检查确认。 检查射吸性能的方法是，卸下软管，接通氧气，打开氧气阀和乙炔阀，用手指接近乙炔进气口，应感到有明显的吸力。 射吸喷嘴脱落或射吸喷嘴与氧供气管连接处有间隙（割枪摔落或敲击物件后
渗碳淬火 目录 渗碳（carburizing/carburization） 渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 编辑本段 原理 渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。 ①分解 渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附 活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。 ③扩散 表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含 量有关。 渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含 有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。 编辑本段 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。 编辑本段 渗碳工艺 1、直接淬火低温回火 组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低 适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2 、预冷直接淬火、低温回火，淬火温度800-850℃ 组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。 适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃ 组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。 适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。 4、渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃
气焊、气割时的回火现象处理方法 气焊、气割时，火焰回进焊(割)炬并继续在管颈或混合室燃烧[随着火焰进入焊(割)炬，可以由爆鸣声转为丝丝声叫回火。 回火有回烧和回流两种形式：火焰通过焊(割)炬再进入软管甚至到调压器，叫回烧。回烧有可能达到乙炔气瓶，可造成气瓶内含物的加热分解，气体由高压区通过软管流向低压区，叫回流。这种现象是由喷嘴出口堵塞而形成。 产生回火的原因是喷嘴孔道堵塞和喷嘴温度过高，造成气流不畅，使混合气体的喷射速度小于燃烧速度所致。 气焊、气割作业时，回火现象是不可避免的，为了防止回火的火焰进入乙炔管道和乙炔瓶，造成灾难性事故，在乙炔管路上一定要装设一个防止回燃气体的保险装置，叫回火保险器，回火保险器有水封式和干式两种。 回火的产生，从理论上讲是氧气系统中混入了乙炔或乙炔系统中混入了氧气，这种氧气和乙炔的混合气体燃烧速度很快，超过了工作时氧气和乙炔的混合气体燃烧的速度，致使火焰向焊炬、割炬内部燃烧而形成回火。 操作中产生回火的原因有以下几种： 1. 焊、割嘴过分接近熔熔金属，使嘴孔附近阻力增大，焊、割炬内混合气体难以流出，压力升高，将部分混合气体压进乙炔系统。 2. 喷嘴过热，增加了混合气体的流动阻力，且使混合气体受热膨胀，如喷嘴温度超过400℃时，一部分混合气体来不及流出喷嘴，就在喷嘴内部燃烧而发出“啪、啪”的爆炸声。 3. 喷嘴被熔化金属或飞溅堵塞，混合气体难于喷出而倒流入乙炔系统。 4. 乙炔压力过小，氧气进入乙炔系统；在熄火的瞬间，往往因氧气或空气进入焊、割炬乙炔管，这样最易引起回火爆炸。 5. 焊、割炬年久失修，阀门渗漏，造成氧气混入乙炔系统内，点火时立即发生回火爆炸，这种情况危险性最大。 防止回火的措施及回火的处理 回火现象一旦发生，轻则在焊、割炬内发生“啪、啪”的爆炸声，严重则会烧坏焊、割炬和引起乙炔发生器爆炸事故。操作过程中应注意如下事项，避免回火的发生：
西安交通大学实验报告 课程_机械工程材料_实验名称____________________ 系别______________________实验日期年月日 专业班号____________ 组别_________交报告日期年月日 姓名_______学号______________报告退发（订正、重做） 同组者____________________________________教师审批签字 实验名称 一、实验目的 （1）了解碳钢热处理操作。 （2）学会使用洛氏温度计测量材料的硬度性能值。 （3）利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后的钢的金相组织分析。 探讨淬火温度、淬火冷却温度、回火温度T12钢的组织和性能影响。 二、实验内容 （1）40钢试样退火、正火、淬火、热处理。 （2）用洛氏硬度计测定试样热处理实验前后的硬度。 （3）观察样品，获取其纤维组织图像 对照金相图谱，分析讨论本次实验可能获得的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。 三、实验概述 （1）热处理工艺参数的确定
Fe-Fe3C状态图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。热处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。 （2）基本组织的金相特征 碳钢经热退火后可得到（近）平衡组织，淬火之后则得到各种不平衡组织。普通热处理除退火、淬火之外还有正火和回火。这样在研究钢热处理后的组织时，还要熟悉索氏体、托氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索式体等基本组织的金相特征。 （3）金相组织的数码图像 金相组织照片可提供材料内在质量的大量信息及数据，金相分析是材料科研、研发及生产中的重要分析手段。 XJP-6A金相显微镜数字采集系统是在XJP-6光学显微镜基础上，添加光学适配镜，通过图像采集和信息化处理，提供计算机数码图像的系统，可获得真实、精细的影像，以及高品质的金相显微组织照片 四、实验材料及设备 （1）砂纸、玻璃板、抛光机等金相制样设备。 （2）40钢 （3）马福电炉 （4）洛氏硬度计 （5）淬火水槽、油槽 （6）铁丝、钳子 （7）金相显微镜、数码金相显微镜
回火常见问题与解决技巧 100℃热水回火之优点 低温回火常使用180℃至200℃左右来回火，使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：（1）100℃的回火可以减少磨裂的发生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的热水回火可降低急速加热所產生裂痕的机会；（4）进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留沃斯田体有缓衝作用，增加材料强韧性；（5）工件表面不会產生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，亦不会產生油煮过热乾烧之现象。 二次硬化之高温回火处理 对於工具钢而言，残留应力与残留沃斯田体均对钢材有著不良的影响，浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会產生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工之加工变形，益处甚多。 在300℃左右进行回火处理，為何会產生脆化现象？ 部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解，故无300℃脆化的现象產生。 回火產生之回火裂痕 以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而產生之裂痕，称之為回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会產生。此类钢材在第一次淬火时產生第一次麻田散体变态，回火时因淬火產生第二次麻田散体变态（残留沃斯田体变态成麻田散体），而產生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作徐徐冷却，同时淬火再回火的作业中，亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。 回火產生之回火脆性 可分為300℃脆性及回火徐冷脆性两种。所谓300℃脆性係指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。所谓回火徐冷脆性係指自回火温度（500℃~600℃）徐冷时出现之脆性，Ni-Cr钢颇為显著。回火徐冷脆性，可自回火温度急冷加以防止，根据多种实验结果显示，机械构造用合金钢材，自回火温度施行空冷，以10℃/min以上的冷却速率，就不会產生回火徐冷脆性。高週波淬火常见之问题 高週波淬火处理常见的缺陷有淬火裂痕、软点及剥离三项。高週波淬火最忌讳加热不均匀而產生局部区域的过热现象，诸如工件锐角部位、键槽部位、孔之周围等均十分容易引起过热，而导致淬火裂痕的发生，上述情形可藉由填充铜片加以降低淬火裂痕发生的可能性。另外高週波淬火工件在淬火过程不均匀，会引起工件表面硬度低的缺点，称之為软点，此现象係由於高週波淬火温度不均匀、喷水孔阻塞或孔的大小与数目不当所致。第三种会產生的缺失是表面剥离现象，主要原因為截面的硬度变化量大或硬化层太浅，因此常用预热的方式来加深硬化层，可有效防止剥离现象。 不銹钢為何不能在500℃至650℃间进行回火处理？ 大部分的不銹钢在固溶化处理后，若在475℃至500℃之间长时间持温时，会產生硬度加大、脆性亦大增的现象，此称之為475℃脆化，主要原因有多种说法，包括相分解、晶界上有含铬碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常温韧性大减，且耐蚀性亦甚差，一般不銹钢的热处理应避免常时间持温在这个温度范围。另外在600℃至700℃之间长时间持温，