热处理设备课程设计---实验大纲

《热处理工艺课程设计》教学大纲（Design of Heat Treating Processes）课程编号：050251002 学时/学分：3周/6学分一、大纲说明本大纲根据金属材料工程专业2017年教学计划制订（一）适用专业：金属材料工程（二）课程设计性质：金属材料工程专业必修课、考查课。

（三）主要先修课程和后续课程1、先修课程：材料的力学性能，材料工程基础，材料的现代检测方法，材料科学基础2、后续课程：工程材料学，热处理设备设计，材料的表面处理二、课程设计目的及基本要求1. 课程设计目的（1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其受到卓越工程师基本的训练。

（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。

（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。

2. 基本要求在指导教师的指导下，独立完成2个典型零件的热处理工艺设计，写出设计说明书。

两个热处理工艺的类型为：（1）设计典型零件的一个普通热处理工艺；（2）钢的化学热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、特种热处理工艺设计、铸铁热处理工艺设计和有色金属材料热处理工艺设计，任选其一。

热处理工艺制定以学生生产实习的企业为设计依据，包括零件图纸、材料种类、设备条件、管理规程等。

三、课程设计内容及安排第一周钢的普通热处理工艺设计第二周钢的化学热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、特种热处理工艺设计、铸铁热处理工艺设计和有色金属材料热处理工艺设计，任选其一。

第三周周一~周三撰写设计说明书周四~周五答辩四、指导方式教师面对面指导设计工作，解答疑难问题。

五、课程设计考核方法及成绩评定课程设计总成绩=平时成绩（20%）+设计报告成绩（40%）+ 答辩成绩（40%）。

考核小组由5人以上教师组成，分别对学生平时工作状况、设计报告和答辩情况给予评分。

由不少于3位教师组成答辩小组进行答辩。

课程设计（说明书)螺纹磨床丝杠热处理工艺设计学院：机械工程学院专业:材料成型及控制工程姓名：薄美玉学号：1012012078指导教师:姜英2013年7月目录一、热处理工艺课程设计的意义及目的┈┈┈┈┈┈┈┈1二、设计任务2。

1给定零件┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2 2.2技术要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2 2。

3 选材论证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3三、热处理工序3.1 工艺流程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 43。

2 热处理工艺参数设定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4 四工艺曲线五、热处理后检验5.1 热处理后检验方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 105.2热处理规范及操作守则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11六、热处理材料组织、性能分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 14七、加热设备┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈19八、心得体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 20九、参考书籍┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22十、热处理工艺卡┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22一、热处理工艺课程设计的目的及意义热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的一次专业课设计练习,是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节，其目的是：1、培养学生综合运用所学热处理知识去解决工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。

2、学习热处理工艺课程设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等。

3、进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范.二、设计任务：2.1给定零件:2.2技术要求：淬火后硬度≥56HRc,淬硬层深5。

5—6mm，径向圆跳动≤0。

7mm；2.3选材9Mn2V选材论证：丝杠整体要有一定的刚度和强度，在工作中不能产生大的挠度和塑性变形，因此必须具有较好的综合力学性能和高的尺寸稳定性.同时其相关工作部位(滚道、轴径）也要求具有高的磨损抗力,高的接触疲劳强度即具有高硬度、高强度与足够的耐磨性。

北华航天工业学院《热处理设备课程设计》课程设计报告报告题目：作者所在系部：作者所在专业：作者所在班级：作者姓名：作者学号：指导教师姓名：完成时间：《热处理设备》课程设计任务书课题名称750 ℃60 kg/h的箱式电阻炉设计完成时间12.27-31 指导教师陈志勇、范涛职称高工、助教学生姓名班级总体设计要求和技术要点总体设计要求：1.通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。

2.初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。

3.使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

设计一台热处理箱式电阻炉，其技术要点为：1.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。

2.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；3.最高工作温度： 750℃；4.生产率：60 kg/h ；5.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

工作内容及时间进度安排1.热处理设备设计准备 0.5天2.箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体材料、计算分配电阻炉加热功率 0.5天3.计算电热元件尺寸、进行结构设计 0.5天3.核算设备技术经济指标 0.5天4.绘制电阻炉总图、电热元件零件图 1.0天5.编写设计说明书、使用说明书 0.5天6.设计总结 0.5天7.答辨 1.0天课程设计成果1、设计说明书：设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。

说明书的格式如下：（1）统一模板，正规书写；（2）说明书的内容及计算说明项目：（a）、对设计课题的分析；（b）、设计计算过程；（c）、炉子技术指标；（d）、参考文献。

2、设计图纸：（1)电阻炉总图一张（A3），要求如下：（a）、图面清晰，比例正确；（b）、尺寸及其标注方法正确；（c）、视图、剖视图完整正确；（d）、注出必要的技术条件。

常规热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握常规热处理的基本概念、原理及分类。

2. 学生能够描述不同热处理工艺对金属材料性能的影响。

3. 学生能够解释热处理过程中常见的组织转变及其与应用之间的关系。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，选择合适的热处理工艺，解决实际问题。

2. 学生能够设计简单的热处理工艺流程，并进行初步的工艺参数计算。

3. 学生能够通过实验操作，观察和分析热处理过程中材料组织与性能的变化。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对材料科学的兴趣，激发探索科学的精神。

2. 学生能够认识到热处理在工业生产和国防建设中的重要性，增强国家意识。

3. 学生能够树立安全意识，养成严谨、细致、负责的工作态度。

课程性质：本课程为金属材料学科的基础课程，旨在让学生掌握常规热处理的基本知识，培养学生解决实际问题的能力。

学生特点：学生处于高中年级，已具备一定的物理和化学基础，对材料科学有一定了解，但缺乏实践操作经验。

教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，充分调动学生的积极性和主动性，培养学生的动手能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。

二、教学内容1. 常规热处理基本概念：包括热处理定义、目的、分类及其在材料加工中的应用。

相关教材章节：第一章第二节。

2. 热处理原理：讲解加热、保温、冷却过程中组织转变的规律，重点分析马氏体、奥氏体、贝氏体和珠光体的形成及性能特点。

相关教材章节：第二章。

3. 常见热处理工艺：介绍退火、正火、淬火、回火等工艺的原理、操作步骤及适用范围。

相关教材章节：第三章。

4. 热处理工艺参数计算：学习热处理工艺参数的确定方法，包括加热温度、保温时间、冷却速度等。

相关教材章节：第四章。

5. 热处理对材料性能的影响：分析不同热处理工艺对材料力学性能、物理性能和化学性能的影响。

相关教材章节：第五章。

6. 热处理实验操作：组织学生进行热处理实验，观察材料组织与性能的变化，巩固理论知识。

热处理设备Heat treating equipment课程编号：07310510学时：45（其中：讲课学时：43 实验学时： 2 上机学时：0）学分：3先修课程：《高等数学》、《传热学》、《电工学》、《金属材料学》、《物理化学》、《机械原理和机械零件》、《机械制图》、《计算机技术》适用专业：金属材料工程教材：《金属组织控制技术与设备》邵红红，纪嘉明编著，北京大学出版社，2011年9月第1版。

开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务（一）本课程的性质热处理设备是金属材料工程专业的必修课，是本专业材料、工艺、设备三条主线之一。

实践证明，要提高钢铁等金属材料的使用性能，最有效的手段之一，就是对其进行热处理。

如果说，冶金工作者已经赋予了材料优良的性能潜力，而热处理工艺可以发掘这样的潜力，使之具有最佳的使用性能，那么，热处理设备则是达到这种目的的必不可少的手段。

所以作为一个金属材料工程学生，热处理设备方面的知识不可或缺。

（二）本课程的任务1．熟悉热处理设备的类型、结构特点和应用范围，能够合理选择、正确使用热处理设备；2．初步具备设计和改造普通热处理炉的能力；3．对热处理设备发展动态有所了解，从而能充分利用现有设备，大胆合理运用和推广先进热处理设备，为保证产品质量提供必要条件。

二、课程的基本内容和要求第一章（本教材第六章）传热学原理1．教学内容（1）传热的基本方式：传导、对流和辐射换热；温度场、稳定导热和不稳定导热、温度梯度的概念；（2）传导传热：基本定律和传热量计算表达式，单、多层平壁稳定导热及单多层圆筒壁稳定导热分析和计算；（3）对流换热：基本定律和传热量计算表达式，影响对流换热的因素，不同条件下对流换热系数的确定；（4）辐射换热：辐射的基本定律，绝对黑体的概念，实际物体表面间的热交换，隔热屏及有隔热屏时的辐射热交换；（5）热处理炉综合热交换的概念和应用。

2．基本要求（1）了解传热的基本方式；（2）了解各种传热方式传热量的基本关系及相关物理量的物理意义；（3）了解在设计和使用热处理炉时经常遇到的传热问题的计算方法和所用数据；（4）了解热处理炉热交换的过程和特点。

热处理电阻炉课程设计指导书张永宏编材料学院金属系2010年3月目录一、热处理电阻炉设计说明 (2)（一）炉膛尺寸的确定 (2)（二）炉衬材料的选择 (3)（三）炉体结构的设计 (4)（四）炉衬厚度的确定 (5)（五）炉衬散热损失的计算 (8)（六）电热元件的设计 (9)（七）电阻炉功率的分配 (11)二、热处理电阻炉设计的步骤与内容 (12)三、热处理电阻炉设计任务书 (14)四、热处理电阻炉课程设计参考资料 (16)附录..................................................................... 1 7附表1 螺旋电热元件的电阻修正系数及允许表面负荷.. (17)附表2 热处理电阻炉常用型钢 (17)附表3 电热元件常用数据 (21)附表4 常用单位换算表 (22)、热处理电阻炉设计说明(一)炉膛尺寸的确定合理地确定炉膛尺寸是热处理炉设计的一个重要环节，炉膛尺寸包括炉膛的有效尺寸和炉膛的砌砖体尺寸两个方面。

确定炉膛尺寸最根本的依据是炉子的生产率(一般用年生产量或小时生产量g件表示)，先由生产率确定炉膛有效尺寸，再由炉膛有效尺寸确定炉膛砌砖体尺寸。

1、确定炉膛有效尺寸通常有两种方法：一种是排料法，一种是炉底强度法。

排料法适合于品种少、专业化程度较高的热处理电阻炉的设计；炉底强度法是根据现有的各类电阻炉的生产能力(用单位炉底面积的生产率p°[kg /m 2• h]表示)的统计资料来确定炉底有效面积的方法。

它实质是一种经验数据法，适合于品种多，且工艺周期各不相同的通用型热处理炉的设计。

按炉底强度法确定热处理炉炉膛尺寸的步骤是：先根据F效=g 件/p。

确定出炉底的有效面积F效；再根据L效/ B效=1.5 ~ 2 即可确定出L效和B效。

按排料法或炉底强度法所确定的炉底有效尺寸B效和L效最后尚需修正，使其与相近的标准系列的电阻炉一致，以便选用标准尺寸的炉底板。

《热处理设备课程设计》教学大纲编号：41083070考核形式：考查实践地点：校内修读方式：必修英文名称：Equipment of Heat -treatment Design适用专业：金属材料工程责任教学单位：材料工程系金属材料工程教研室总学时：20（1周）学分：1教学目的：热处理设备课程设计是一项重要的实践性教学环节，是学生对《热处理设备》课程的基本知识、原理、方法的综合运用和全面训练，是进一步提高学生技能，达到本课程基本要求的重要手段。

通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。

初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。

使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

主要教学内容与具体要求：1、要求学生在教师指导下阅读设计任务书，分析原始数据，阅读有关资料，根据已知热处理工艺及产能要求等条件确定炉体结构。

2、要求独立完成箱式电阻炉的结构尺寸计算、合理选择炉体材料。

3、根据经验计算法和理论计算法分别计算电阻炉加热功率以及炉子热效率、空载功率、空炉升温时间等参数。

4、合理分配设备加热功率、确定设备供电电压及接线方法。

5、选择电热元件材料，根据图表计算法和理论计算法分别计算电热元件尺寸并进行结构设计。

6、进行设备技术经济指标的核算。

要求整套设备设计合理、数据准确、符合标准、投入少、效率高。

7、绘制电阻炉总图、电热元件零部件图。

要求视图、尺寸、技术要求、明细栏及零件序号、标题栏等齐全。

画法符合国家标准，配合关系表达正确。

明细栏中零件信息采用最新国家标准。

序号编排整齐。

8、编写电阻炉的设计及使用说明书。

9、在学生设计过程中,教师在固定教室进行现场辅导、答疑、指导：（1）指导学生坚持正确的设计指导思想和工作态度。

（2）贯彻“边分析、边画图、边修改”的设计方法。

《热处理设备》教案授课周数：10周学时：4学时分配：总学时：46外语教学：实验： 6上机：课程类别：必修课：限选课：√任选课：考试方式：考试：√考查：成绩评定比例：平时：20﹪实验：10﹪其中：期末：70﹪使用教材：华小珍等编《热处理炉》华小珍等编《炉温仪表讲义》参考书目：1.《热处理设备及设计》山东大学主编; 山东人民出版社2.《测温仪表及感应加热装置》陈特夫主编;机械工业出版社3.《炉温仪表与热控制》李均宜主编武汉大学出版社;《热处理设备》的内容分为热处理炉与炉温仪表两个部分第一部分热处理炉第一章筑炉材料本章教学目的：了解筑炉材料的类型、特性及用途本章课时安排：5H本章重点难点：耐火材料的技术性能指标耐火材料筑炉材料保温材料炉壳用金属材料、炉子地基材料、炉用耐热钢材第一节.耐火材料炉衬基本由耐火层+保温层组成低温炉则只有一层保温层而无耐火层炉子耐火层——直接承受炉内高温。

有一定强度,能抵抗炉内介质或熔渣破坏作用。

保持炉膛形状和尺寸。

保温层——减少炉子热损失一、耐火材料的技术性能指标１、耐火度指材料受热后软化到一定程度时的温度耐火度测定如图主要取决于它的化学成分和材料中易熔杂质如ＦeＯ和ＮaO等含量２耐火锥软倒情况普通耐火材料耐火度为1580～1770℃高级耐火材料耐火度为1770～2000℃特级耐火材料耐火度为＞2000℃２、高温结构强度它用荷重软化点来评定，指在一定压力（196Kpa）以一定升温速度加热，测出样品开始变形的温度和压缩变形达4%或40%的温度→荷重软化4%或40%的软化点。

3、高温化学稳定性指在高温下，抵抗炉气、熔盐和金属氧化物等侵蚀作用的能力。

常用抗渣性来评定。

如：粘土砖和高铝砖对酸性和碱性熔渣有抗蚀作用，硅砖只能抗酸性熔渣，不能抗碱性熔渣。

镁砖只能抗碱性渣。

4、热震稳定性（耐急冷急热）指耐火制品对急热急冷的温度反复变化，其抵抗破坏和剥落的能力。

测试方法：将试样加热至850℃，在流动的冷水中冷却反复进行直至破碎和剥落至重量损失20%为止。

《热处理设备》课程设计教学大纲课程编码：050251005课程英文名称：Heat-treatment Equipment Course Design课程总学时：3周讲课：10 实验：0 上机：40适用专业：金属材料工程大纲编写（修订）时间：2012.7一、大纲使用说明本大纲根据金属材料工程专业2012版教学计划制订。

（一）适用专业金属材料工程。

（二）课程设计性质本课程设计是学生在修完热处理原理与工艺学等专业基础课程，并完成工艺课程设计后进行的一次综合性和实践性很强的教学实践活动，是教学中的一个重要环节。

（三）主要先修课程和后续课程1.先修课程：工程制图、机械设计基础、热处理原理与工艺学、热处理设备等。

2.后续课程：学生进入毕业设计教学环节。

二、课程设计目的及基本要求课程设计教学实施目的是：1.通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热处理设备课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决炉子设计问题的能力。

2.学习热处理炉设计的一般方法，掌握炉子设计的一般规律。

3.进行常规热处理炉设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料及手册、运用标准及规范。

4.熟悉计算机Auto CAD 软件的使用操作，进行计算机辅助设计和绘图的训练。

课程设计教学的基本要求：1.能从热处理炉功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择炉型结构、确定炉体基本尺寸、合理选定耐火材料、确定炉体钢结构和钢材的规格型号。

2.能应用热平衡计算法确定热处理炉的输入总功率。

能够进行电阻炉电热元件的计算或根据燃料种类进行燃料燃烧计算，进而选择燃烧装置。

3.能够从使用与维护、经济性和耐用性等问题出发，对热处理工件夹具、支架等进行结构设计。

4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。

5.初步掌握Auto CAD 软件的使用操作，使用计算机绘制炉体总图、零件图。

三、课程设计内容及安排1. 主要内容：课程设计题目以箱式电阻炉、台车炉、盐浴炉、井式炉的设计为主，也可选做其它设计题目，其工作量要在3周内完成。

南京航空航天大学课程设计科目热处理设备及炉温仪表学生姓名白禹学号060910235学院材料科学与技术学院专业材料科学与工程班级0609102指导教师缪强二〇一二年十二月一、设计任务为××厂设计一台热处理电阻炉，其基本技术条件如下：(1)用途：用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，最长0.8m；小批量多品种。

(2) 工作温度：最高工作温度为950℃。

(3) 炉外壁温度：≤60℃；(4) 生产率：60kg/h；(5) 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

二、炉型的选择根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉。

三、确定炉膛结构和尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。

加热能力指标法：当工件加热周期和装炉量不明确时，炉底面积可根据炉底单位面积生产率p0来计算。

p0指炉子在单位时间内单位炉底面积所能加热的金属重量.按表4-2(P63)选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120kg（m2∙h）⁄故可求得炉底有效面积F1F1=p=60=0.5m2有效面积与炉底总面积存在关系式FF1=0.75~0.85,取系数上限，得炉底实际面积F=F10.85=0.50.85=0.59m22.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，去L B⁄=2:1,因此，可求得L=√F0.5=√0.590.5=1.085mB=L2⁄=1.0852⁄=0.542m根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.045m，B=0.541m。

3.炉膛高度的确定按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.372m。

因此，确定炉膛尺寸如下长L=(230+2)×4+(230×12)=1045mm宽B=(120+2)×2+(65+2)+(113+2)×2=541mm高H=(65+2)×5+37=372mm为避免工件与炉内壁或电热原件搁砖相碰撞，应使工件与炉壁内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为L效=800mm，B效=400mm，H效=200mm。

热处理设备及控制课程设计指导书课程类别：必修课适用专业：金属材料工程学时：2周学分：教研室主任：大纲执笔人：大纲审批人：一、课程设计的性质、目的与任务课程设计是学生在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养学生应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。

通过本次课程设计培养学生具有热处理炉的初步设计能力。

设计能力是通过设计人员的设计思想、设计原则和设计方法体现出来的。

学生通过较典型的具有代表性的热处理炉设计，了解和掌握热处理炉的设计方法，使学生在校学习期间即能掌握设计要领，又具有一定的设计能力；通过设计使学生们对热处理炉及所学过的相关课程进行必要的复习，并在实践中检验学生综合掌握，灵活运用的程度和效果；通过设计培养学生熟练运用手册和参考资料的能力。

本课程旨在为学生将来从事设计和设备维护工作打下一个坚实的理论基础。

二、选题类型热处理电阻炉：中、高温箱式电阻炉；中、高、低温井式电阻炉；中、高温台车式炉；中、高温箱式气体保护电阻炉；井式气体渗碳、碳氮共渗电阻炉；井式气体渗氮、氮碳共渗电阻炉；真空电阻炉。

每名学生由教师指定题目，每人一题。

三、课程设计基本内容及要求1、指导教师发放题目，学生根据各自题目查找有关资料和书籍，在同课题组的同学对于某些难点、关键问题可以互相讨论，共同研究。

2、具体内容：①学生根据自己的题目和有关参考资料，独立进行构思和分析，制订整体设计方案，要求确定的设计方案要科学、合理；②根据设计方案进行炉体结构及电热元件的设计计算，计算要准确；③进行画炉体图和零部件图，画图时要保持图面清洁、完整；④选择控制部分所需要的控温仪表、热电偶等；⑤编写设计说明书，控温部分的工作原理等方面的内容，条理要清晰。

3、编写设计说明书的要求设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。

说明书的格式如下：采用统一购买的课程设计专用本手写，任务内容抄写在本中的任务书一页内。

《热处理设备》课程教学大纲课程代码：050231006课程英文名称：Heat-treatment Equipment课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0适用专业：金属材料工程大纲编写（修订）时间：2012.7一、大纲使用说明本大纲根据金属材料工程专业2012年培养计划制定。

（一）课程的地位及教学目标“热处理设备”课程是金属材料专业学生的必修专业课，是在学生们学习了材料科学基础、传热学、热处理原理与工艺学、材料现代分析技术等相关课程后开设的一门涉及金属材料热处理设备的基础理论、基本原理和基本构造方面知识，并具有较强实践性的专业主干课程。

本课程的教学目标是：使学生掌握传热学、气体力学、燃料燃烧、耐火材料的基本理论及在热处理炉上的应用。

掌握常用筑炉材料、电热元件的性能及选用原则，掌握燃料燃烧的计算方法。

了解常用热处理设备的种类、型号、构造、设计步骤及计算方法。

使学生能够根据产品产量及热处理工艺特点选用合适的热处理设备，使学生具有一般热处理炉设计的基础知识，为后续的课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.知识方面的基本要求：掌握三种传热方式的机理和基本公式，能够对炉内综合传热过程进行分析和计算；掌握气体力学的基本原理，能够熟练应用伯努利方程计算炉窑系统内气体流动问题；掌握烟囱的热工计算方法；掌握常用耐火材料的基本性能及使用方法；掌握热处理电阻炉的设计步骤，包括炉型的选择、炉膛尺寸的确定、功率的计算、电热元件的选择与计算等，了解炉体砌筑、安装等工程方面的知识。

掌握燃料燃烧计算方法，了解燃烧基本理论，了解常用燃烧装置的结构及工作原理。

掌握燃料热处理炉的设计步骤；掌握热处理浴炉的特点及分类，了解电极浴炉的设计概要；掌握真空热处理炉的分类。

掌握常用类型真空热处理炉的结构、工作原理及系统组成。

了解真空热处理炉发展趋势。

了解离子渗氮炉工作原理；掌握感应加热的基本原理，了解感应器设计概要。

热处理课程设计---950℃中温井式电阻炉的设计摘要本次课程设计《热处理设备课程设计》是热处理设备实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深对本课程基础知识的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高独立分析问题、解决问题的能力。

本设计是950℃中温井式电阻炉的设计，实际生产率为90kg/h。

首先选择15CrMo 阀座的热处理工艺，选择其中的正火和低温回火，分析其工艺特点，画出工艺曲线，然后通过合理的选择炉体材料和估算炉衬厚度，校核炉衬厚度以及表面温度来确定炉体结构，应用热平衡计算法确定炉子的加热功率，分析蓄热散热，估算空炉升温时间等，最后根据炉子的技术参数合理的选择电热元件，并分析其接线方式和布置方法，完成整个炉子的设计。

关键词：中温井式电阻炉，热处理，热流密度，散热损失目录1.15CrMo阀座的热处理工艺设计 (03)2.炉型的选择 (04)3.确定炉体结构和尺寸 (04)4.炉衬材料的确定和厚度估算 (05)5.炉衬厚度的校核 (06)6.砌体平均表面积计算 (08)7.计算炉子功率 (09)8.炉子热效率计算 (13)9.炉子空载功率计算 (13)10.空炉升温时间计算 (13)11.功率的分配与接线 (16)12.电热元件材料选择及计算 (16)13.炉子技术指标 (19)14.编制使用说明书 (19)15.参考文献 (19)16.致谢 (20)1 15CrMo阀座的热处理工艺设计多品种，小批量，工件最长2.1m，周期式长时间生产。

热处理最高工作温度为950℃。

炉外壁温度小于60℃。

1.1 15CrMo阀座加工制造工艺流程正火→机械加工→渗碳→淬火→回火→检验→成品15CrMo 正火920±10℃0.5h 空冷渗碳930±10℃6~8h 空冷淬火840±10℃1h 油冷回火180±10℃ 1.5h 空冷1.2 正火和回火的热处理参数1.3 热处理工艺曲线1.4 常见热处理缺陷① 过烧：由于加热温度过高，出现晶界氧化，甚至晶界局部熔化，造成工件报废。

目录1 热处理设备课程设计的意义和目的 ---------------------------------------------------- 12 热处理设备课程设计的任务 ------------------------------------------------------------- 13 炉型的选择 ---------------------------------------------------------------------------------- 14 确定炉体结构和尺寸 ---------------------------------------------------------------------- 24.1 炉底面积的确定-------------------------------------------------------------------- 24.2 炉底长度和宽度的确定----------------------------------------------------------- 24.3 炉膛高度的确定-------------------------------------------------------------------- 34.4 炉膛尺寸的确定-------------------------------------------------------------------- 34.5 炉衬材料及厚度的确定----------------------------------------------------------- 35 砌体平均表面积计算 ---------------------------------------------------------------------- 45.1 砌体外廓尺寸----------------------------------------------------------------------- 45.2 炉顶平均面积----------------------------------------------------------------------- 45.3 炉墙平均面积----------------------------------------------------------------------- 45.4 炉底平均面积----------------------------------------------------------------------- 56 计算炉子功率 ------------------------------------------------------------------------------- 56.1 根据经验公式法计算炉子功率-------------------------------------------------- 56.2 根据热平衡法计算炉子功率----------------------------------------------------- 66.3 炉子的安装功率------------------------------------------------------------------- 107 炉子热效率计算 --------------------------------------------------------------------------- 117.1 炉子正常工作时的效率---------------------------------------------------------- 117.2 在保温阶段，关闭炉门时的效率---------------------------------------------- 118 炉子空载功率计算 ------------------------------------------------------------------------ 119 空炉升温时间计算 ------------------------------------------------------------------------ 119.1 炉墙和炉顶蓄热------------------------------------------------------------------- 119.2 炉底蓄热计算---------------------------------------------------------------------- 139.3 炉底板蓄热 ------------------------------------------------------------------------- 149.4 整个炉子蓄热量------------------------------------------------------------------- 149.5 空炉升温时间---------------------------------------------------------------------- 1410 功率的分配与接线----------------------------------------------------------------------- 1511 电热元件材料的选择及计算----------------------------------------------------------- 1512 课程设计感想----------------------------------------------------------------------------- 18 附图：箱式电阻炉剖视图25Cr2MoV车床变速器齿轮回火热处理箱式电阻炉设计1 热处理设备课程设计的意义和目的热处理设备课程设计是在学生较为系统地学习了热处理原理与工艺、传热基本原理、气体力学、燃料与燃烧、耐火材料、电热原理、炉子构造等专业基础知识上开设的。

摘要本次课程设计《热处理设备课程设计》是热处理设备实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深对本课程基础知识的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高独立分析问题、解决问题的能力。

本设计是950℃中温井式电阻炉的设计，实际生产率为90kg/h。

首先选择15CrMo阀座的热处理工艺，选择其中的正火和低温回火，分析其工艺特点，画出工艺曲线，然后通过合理的选择炉体材料和估算炉衬厚度，校核炉衬厚度以及表面温度来确定炉体结构，应用热平衡计算法确定炉子的加热功率，分析蓄热散热，估算空炉升温时间等，最后根据炉子的技术参数合理的选择电热元件，并分析其接线方式和布置方法，完成整个炉子的设计。

关键词：中温井式电阻炉，热处理，热流密度，散热损失目录1.15CrMo阀座的热处理工艺设计 (03)2.炉型的选择 (04)3.确定炉体结构和尺寸 (04)4.炉衬材料的确定和厚度估算 (05)5.炉衬厚度的校核 (06)6.砌体平均表面积计算 (08)7.计算炉子功率 (09)8.炉子热效率计算 (13)9.炉子空载功率计算 (13)10.空炉升温时间计算 (13)11.功率的分配与接线 (16)12.电热元件材料选择及计算 (16)13.炉子技术指标 (19)14.编制使用说明书 (19)15.参考文献 (19)16.致谢 (20)1 15CrMo阀座的热处理工艺设计多品种，小批量，工件最长2.1m，周期式长时间生产。

热处理最高工作温度为950℃。

炉外壁温度小于60℃。

1.1 15CrMo阀座加工制造工艺流程正火→机械加工→渗碳→淬火→回火→检验→成品15CrMo正火920±10℃ 0.5h 空冷 渗碳 930±10℃ 6~8h 空冷 淬火 840±10℃ 1h 油冷 回火180±10℃ 1.5h 空冷1.2 正火和回火的热处理参数1.3 热处理工艺曲线180±10℃温度/℃正火渗碳淬火回火时间/t1.4 常见热处理缺陷①过烧：由于加热温度过高，出现晶界氧化，甚至晶界局部熔化，造成工件报废。

热处理课程设计的课程安排热处理是金属材料制备过程中的重要步骤，它能改善材料的性能并提高其耐用性。

设计一门热处理课程需要考虑许多因素，如学生的学习能力、课程的目标和内容安排。

本文将深入探讨热处理课程设计的课程安排，并提供一些建议和观点。

一、课程目标的设定热处理课程的目标应该是培养学生对热处理的理解、技能和应用能力。

首先需要明确以下两个方面的目标：1. 知识目标：让学生掌握热处理的基本原理、热处理工艺和热处理设备的使用。

2. 技能目标：培养学生独立进行热处理工艺设计和实验操作的能力。

二、课程内容的安排为了实现上述的目标，热处理课程的内容应该包括以下几个方面：1. 热处理基础知识：介绍热处理的基本概念、分类和原理，包括固溶处理、时效处理、淬火等基本工艺。

2. 热处理工艺流程：讲解各种热处理工艺的流程和参数调控，例如温度、时间和冷却速率等。

通过例子和案例分析来加深学生对工艺的理解。

3. 热处理设备与工具：介绍各种常用的热处理设备和工具，如炉具、炉控系统、传感器等，以及其使用方法和注意事项。

4. 热处理实验：设计实验任务，让学生亲自进行热处理工艺的实验操作。

通过实验，学生能够深入理解热处理的原理和工艺参数对材料性能的影响。

5. 热处理的应用领域：介绍热处理在不同领域的应用，如航空航天、汽车制造、能源和电子等，以激发学生的兴趣，并把理论与实际应用相结合。

三、课程安排策略在安排热处理课程时，应该遵循以下原则：1. 由浅入深：将内容以从简到繁、由浅入深的方式依次展开，使学生能够逐步建立起知识体系。

先介绍基础概念和工艺，然后再引入复杂的实验和应用案例。

2. 理论与实践结合：将理论知识与实际操作相结合，通过实验和案例分析加深学生对知识的理解和应用能力的培养。

可以设计小组实践项目，让学生合作完成一些热处理实验和工艺设计任务。

3. 学生参与：鼓励学生积极参与到课堂讨论和实验中，培养其独立思考和解决问题的能力。

可以通过小组讨论、案例分析和学生报告等方式营造积极的学习氛围。

正火热处理炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握正火热处理炉的基本结构及其工作原理；2. 学生能够描述正火热处理炉在不同工业领域的应用及其重要性；3. 学生能掌握正火热处理炉操作流程中的关键参数及其对材料性能的影响。

技能目标：1. 学生能够分析正火热处理炉的操作手册，独立完成设备的启停和简单故障排除；2. 学生通过实验及模拟操作，能够设计简单的热处理工艺流程，并对结果进行初步分析；3. 学生能够运用所学知识，针对特定材料提出合理的热处理方案，并进行小组讨论。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对材料科学和工业制造的兴趣，增强对工程技术的尊重和责任感；2. 学生能够在小组合作中展现团队精神，学会倾听、交流、协作和互相尊重；3. 学生通过了解正火热处理炉在环保和资源利用方面的要求，培养节能减排的意识和责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生将理论知识与工程实践相结合，提升解决实际问题的能力。

学生特点：高二年级学生，具备一定的物理和化学基础，对工程技术和实际操作有较高的兴趣和好奇心。

教学要求：结合学生的知识水平和兴趣点，通过理论与实践相结合的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生动手能力和创新能力。

教学过程中，强调安全意识与环保意识的培养。

通过具体的学习成果的分解，使学生在完成课程后能够达到上述课程目标。

二、教学内容1. 正火热处理炉概述- 炉型结构与分类- 工作原理及特点- 应用领域及重要性2. 正火热处理工艺流程- 加热、保温、冷却的基本过程- 工艺参数对材料性能的影响- 常见材料的热处理工艺实例3. 正火热处理炉操作- 设备启停及安全操作规程- 炉内气氛控制与调节- 热处理过程中的质量控制4. 热处理工艺设计- 实验室热处理工艺设计与实施- 模拟操作软件的应用- 小组讨论与方案优化5. 节能与环保- 正火热处理炉的能效与节能减排- 环保要求与措施- 绿色热处理技术的发展趋势教学内容安排和进度：第一周：正火热处理炉概述及工作原理第二周：正火热处理工艺流程及工艺参数影响第三周：正火热处理炉操作与安全规程第四周：热处理工艺设计及实验操作第五周：节能与环保，绿色热处理技术探讨教材章节关联：本教学内容与教材中“金属材料热处理”、“热处理设备与工艺”、“现代热处理技术”等章节密切相关，为学生提供了系统的正火热处理知识体系。