大型锻造毛坯件感应加热时间的决定因数

二、剪切
在剪切机上进行，剪断直径为200mm以下的钢坯。
特点： 配置自动送料出料机构， 劳动条件好，生产效率高； 提高材料的利用率； 剪切端面质量较差。
三、折断：在水压机或曲柄压力机上进行。（如图9-1）
适用于硬度较高的高 碳钢及高合金钢。加热 温度为300～400℃。
四、砂轮切割 在砂轮切割机上进行。切割直径在40mm以下的金属毛坯。
（3）电阻炉加热
利用电流通过炉内的电热体产生的能量，加热炉内的金属坯料 特点：对毛坯适应范围较大；便于实现保护气体 进行少无氧化加热；热效率低，加热温度受电热 体的限制。
电热体：
金属电热体： 铁铬铝合金（Cr25Al5，Crl7Al5，Crl3Al4） 镍铬合金（Cr20Ni80，Crl5Ni60）
数字化主要体现在对锻造过程和产品品质、成本、效益的预测和可 控程度。
实用中已对汽车发动机连杆精密锻造、汽轮机和压缩机叶片辊锻－ 模锻的工艺过程和模具设计制造应用了CADCAM一体化技术，如下图 所示：
计算机辅助设计系统（CAD）和辅助制造系统（CAM ）结合，便构成了自动控制集成系统，即由计算机控制的自 动化信息流对锻件的工艺过程设计、锻模的机械加工、装配 、检验和管理进行连续处理，并且发展到以它为中心的锻件 、锻模设计制造和锻造过程模拟(CAE)一体化的自动控制系 统。
扩展阅读：锻造技术发展的未来
1. 数字化塑性成形技术 锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。 发达国家重视锻造业的发展，不仅着眼于锻造业在本国工业产值中
所占比例、对国民经济的贡献、就业安排，而且更重视锻造行业为新技 术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，把锻造行业看成是经济 高级化不可缺少的战略性产业。
１．50年代后，锻造生产得到迅速发展。

三、加热缺陷及防止
坯料在加热过程中因加热工艺、操作等原因所引 起的常见加热缺陷：氧化、脱碳、过热、过烧和裂 纹等。 1. 氧化 在高温下金属和炉气中的氧化性气体发生化 学反应，在坯料表面生成氧化膜（皮）。 （1）影响氧化的因素 1）炉气性质 炉气性质取决于燃烧是的空气供给量L实。 α >1时，炉内呈氧化性气氛，促使氧化皮生成； α <1时，炉内有过量的CO、H2，呈还原性气氛，坯 料氧化很少，甚至不氧化。 Fe + 1/2O2 FeO Fe + CO2 FeO+CO Fe + H20 FeO+H2 FeO + 1/2 O2 Fe 3O4 2Fe 3O4 + 1/2 O2 3Fe2o3
加热对于提高生产率，保证锻件质量以及节约能源有着直 接、重要的影响。
二、加热方法
根据加热时的能源性质不同，加热方法可以分为火焰加热和电加热 两大类。
1. 火焰加热
利用燃料（煤、焦炭、重油、柴油和煤气）在火焰加热炉内燃烧产生含有大 量热能的高温气体（火焰），通过对流、辐射把热能传给毛坯表面，再由表面向 中心热传导而使金属毛坯加热。燃料的燃烧时燃料种的可燃物质与空气中的氧剧 烈反应的过程，可燃物质与空气的配备比例不同，所放出的热量也是不同的。为 了使燃料能够充分燃烧，实际供给的空气量要比理论需要的空气量稍大。实际供 给的空气量与理论空气需要量之比，称为空气过剩系数。
（1）电阻炉、接触电加热和盐浴炉加热
1）电阻炉加热 利用电流通入炉内的电热体所产生的热量，以辐 射与对流的方式来加热金属毛坯。 金 属 电 热 体 有 ： 铁 铬 铝 合 金 (Cr25Al5 、 Cr17Al5 、 Cr13Al4)和镍铬合金(Cr20Ni80、Cr15Ni60)，做成线状或带 状，使用温度一般在1100℃以下； 非金属电热体：碳化硅、二硅化钼，制成棒状，使用温度可 高达1350 ℃以上。 优点：对毛坯加热的适应范围较大， 便于实现加热机械化自动化， 也可用保护气体进行少无氧化 加热。 缺点：加热温度受到电热体的限制， 热效率比其他电加热法低得多。

汽车齿 轮的 同时双频 感应加 热淬 火是将 工件放 在 同时通有 中频和高频两种频率 的交变 电流的感应 器内进 行加热淬火的工艺方法 ，可以得到 与齿形完全仿形的有 效硬化层分布 ，提高零件的耐磨性和疲劳强度 ，用于替 代传统的渗碳淬火工艺。该工艺具有加热时间短 、生产 率高和变形小等优点 ，且 可以布 置在生产线上同冷加工
７ 感应加热装配 ．
感 应热装 配是 利用金 属零件 热胀冷 缩的原 理 ，通 过感应加热的方法将 带孔零件加热到相应的温度 ，使两 个需 要进 行过盈 配合的零 件装 配在一起 的 一种 工艺方 法 。首先将带孔的零 件放在感应器 内使其加热到 合适的 温 度 ，让孔 会涨大 到能够 使轴 类零件容 易地插 入到孔 中，在随后的冷却过程 中，由于金属零件的收缩 ，就会 将两个零件紧紧地连接在一起 。该工艺的优点是 可以实 现局 部加热 ，加热 速度快 ，温 度控制准 确 ，加热 温度
产生非 常大 的感应 电流 ，称之 为涡流。在涡流 的作用下金属导体被快 速 加热。 此 外 ，在感应 加热 中 ，由于使 用 的是高 频交 变 电流 ，会存 在一 个 称之为 “ 集肤 效应 ”的现象 。同直 流电流不 同，在导 体的截面上 电流 的 分布不 均匀 ，电流主要集 中在导 体的表面 。导体 的截面越大 、电流 的频
污染、加 热效率高 。
当高频交 变电流流过一感应线 圈 （ 感应器 ）时 ，在其周围就会产生
一
个交变磁场 ，在该交变磁场 的作 用下 ，就会在线 圈中放置的金属导体
中 国第 一 汽车集团公司技术 中心 一 吉林长春 １０ ｌ）姜 波 ＿ ０１ 线圈，金属零件相当于一个变压器的短路二次 （ 侧）线圈，在其内部将
矍 兰 Ｊ ｉ ” 堡 ｃ Ｔａ ｏｌ ｐ

热处理原理与工艺课后习题第一章一．填空题1.奥氏体形成的热力条件（）。

只有在一定的（）条件下才能转变为奥氏体。

（）越大，驱动力越大，奥氏体转变速度越快。

2.共析奥氏体形成过程包括（）（）（）和（）四个阶段。

3.( )钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小，而（）钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小。

4.本质晶粒度是钢的热处理工艺性能之一，对于（）钢可有较宽的热处理加工范围，对于（）钢则必须严格控制加热温度，以免引起晶粒粗化而是性能变坏。

5.（）晶粒度对钢件冷却后的组织和性能影响较大。

6.控制奥氏体晶粒长大的途径主要有（）（）( )( )和（）。

7.（）遗传对热处理工件危害很大，它强烈降低钢的强韧性，使之变脆，必须避免和消除。

、二、判断正误并简述原因1.奥氏体晶核是在珠光体中各处均匀形成的。

（）2.钢中碳含量越高，奥氏体转变速度越快，完全奥氏体化所需时间越短。

（）3.同一种钢，原始组织越细，奥氏体转变速度越慢。

（）4.本质细晶粒钢的晶粒在任何加热条件下均比本质粗晶粒钢细小。

（）5.在一定加热的温度下，随温度时间延长，晶粒将不断长大。

（）6.所有合金元素都可阻止奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒。

（）三、选择题1.Ac1、A1、Ar1的关系是__________。

A．.Ac1>A>1Ar1 B. Ar1>A1>Ac1 C.A1>Ar1>Ac1 D.A1>Ac1>Ar12. Ac1、Ac3、Ac cm是实际（）时的临界点。

A. 冷却B.加热C.平衡D.保温3.本质晶粒度是指在规定的条件下测得的奥氏体晶粒（）A.长大速度B. 大小C. 起始尺寸D. 长大极限4.实际上产中，在某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小称为（）A. 起始晶粒度B.本质晶粒度C.实际晶粒度D.名义晶粒度四、简答题1.以共析碳钢为例，说明：1.奥氏体的形成过程；2. 奥氏体晶核为什么优先在铁素体和渗碳体相界面上形成；3. 为什么铁素体消失后还有部分渗碳体未溶解。

锻造工艺学复习题1、开式模锻：变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式；2、闭式模锻：也称无毛边模锻，在变形过程中，金属始终被封闭在型腔内不能排出，迫使金属充满型槽而不形成毛边的一种锻造方式。

3、锤上模锻的工步：1模锻工步（顶锻和终锻工步）、2制坯工步（墩粗、拔长、滚挤、卡压、成形、弯曲）、3切断工步4、模锻的斜度：为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁部做成一定的斜度，称为模锻斜度或出模角。

模锻斜度可以是锻件侧壁附加的斜度也可以是侧壁的自然斜度。

5、模锻的圆角：为了使金属易于流动和充满型槽，提高锻件的质量并延长锻模的寿命，模锻件上所有的转接处都要用圆弧连接，使尖角、尖边呈圆弧过渡，此过渡处陈锻件的圆角。

钳口：终锻型槽和预锻型槽前端留下的凹腔叫钳口。

钳口主要用来容纳夹持坯料的夹钳和便于从型槽中取出锻件；另一作用是作为浇注检验用的铅或金属类样件的浇口。

6、模具设计怎么做？1、绘制锻件图、计算锻件的主要参数3、确定锻锤吨位4确定毛边槽型式和尺寸5、确定终锻型槽形式和尺寸5确定终锻型槽6、设计预锻型槽7、绘制计算毛坯图8、制坯工步选择9、确定坯料尺寸10、制坯型槽设计11、锻模结构设计7、平锻工艺的特点和应用范围？特点：（1）锻造过程中坯料水平放置，其长度不受设备工作空间的限制，可锻出立式锻压设备不能锻造的长杆类锻件，也可用长棒料逐渐连续锻造。

（2）有两个分模面，因而可以短处一般锻压设备难以锻成的，在两个方向上有凹槽、凹孔的锻件，锻件形状更接近零件形状。

（3）平锻机导向性好，行程固定，锻件长度方向尺寸稳定性比锤上模锻高。

（4）平锻机可进行开式和闭式模锻，可进行终锻成形和制坯，也可进行弯曲、压扁、切料、穿孔、切边等工步。

应用范围：随着工业的不断进步和发展到目前平锻机以用于大批量生产汽门、汽车半轴、环类锻件等。

8、曲柄压力机和模锻锤比较各有什么特点？应用范围有何不同？曲柄压力机的特点:（1）由于变形力由设备本身封闭系统的弹性变形所平衡，滑块的压力基本上属静力性质，因而工作时无震动，噪音小。

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⒈ 过烧的危害 钢断面呈浅灰兰色，无金属光泽；表面粗 糙；晶粒粗大类似豆腐渣状；一锻即裂。
严重过烧的钢，只能报废回炉重新冶炼。
局部过烧的钢，当制造不太重要的零件时，可以将过烧部 分切去，其余部分还可使用。 ⒉ 防止措施 严格控制加热温度，特别要控制高温停留时 间及出炉温度。
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⒉ 防止措施
①严格控制金属加热温度，缩短高温保温时间；
②锻造时应保证足够大的变形量。
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四、过烧(burning) 当坯料加热到接近其熔化温度，并在此温 度下保留时间过长时，将出现过烧现象。 金属过烧后，①晶粒粗大，②晶界熔化， ③形成氧化物，④出现裂纹。
部分钢的过烧温度见表3-2。
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氧化过程实质是扩散过程。即炉气中氧以原子状态吸附到
钢料表层后向内扩散，而钢料表层中的铁则以离子状态由
内部向表面扩散，扩散的结果使钢的表层变成为氧化铁。
由于氧化皮的熔融和氧化皮与铁的膨胀系数不同，因此在
氧化物层内产生很大的内应力。会发生氧化皮的机械分离 ，从而加速金属的氧化。
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①电阻炉加热：利用电流通过炉内的电热体产生的热量进行
加热。该法受电热体的使用温度的限制，热效率较低。在电阻 炉内辐射传热是加热金属的主要方式。
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②接触电加热：是以低压大电流直接通过金属坯料，由金属
坯料自身的电阻在通电时产生的热量而加热。常采用低电压
大电流的方法。
其优点是：加热速度快、金属烧损少、加热范围不受限制、
⒉ 氧化的影响因素
主要有：炉气性质、加热温度、加热时间、化学成分。
①炉气性质 火焰加热的炉气通常由氧化性气体（O2

• 加热不同的金属工件需要不同的温度； • 许多盐各有其不同的熔点，对于从250～ 1300℃之间的任何温度都可以找到适当 的盐或几种盐的混合物，使盐的溶液在 这一温度时蒸发得很少，而同时又呈液 体流动状态。
• 热浴炉按热源位于盐槽的外部和内部的 不同而分成外热式和内热式两种。 • 内热式盐浴炉有用管状电热元件加热的， 有用电极加热的。 • 盐浴炉加热的升温快、加热均匀、可以 实现金属坯料整体或局部的无氧化加热。 • 热效率低、辅助材料消耗大，劳动条件 差。
f — 电流频率(Hz)； μ— 金属的相对磁导率。对于钢材，当温度在磁性转 变点(760℃左右)以下时，μ 值为变数；当温度在760℃ 以上，可取μ＝1； ρ— 金属的电阻系数，在不同温度下，不同。
• 当毛坯处于热态时( μ＝1)，电流穿透深 度与电流频率的平方根成反比。所以， 电流频率越高，则电流穿透深度越小， 趋肤效应越明显。 • 因毛坯表面的热量必须依靠热传导方式 逐渐传到毛坯中心，故当加热时间给定 时，为了保证毛坯表面和中心所需的温 差，必须减小毛坯尺寸； • 当毛坯温差和尺寸给定时，就要延长加 热时间。加热时间增长，会降低加热质 量。
• 钢料在火焰炉内加 热时，炉气成分中 的O2、CO2、H2O 等 气体与钢料表面之 间会产生氧化与脱 碳。 • 可逆过程，向右是 氧化反应，向左是 还原反应。其中O2、 CO2、H2O 是氧化性 气体，CO、H2 为还 原性气体。
• 所谓空气消耗系数又称空气过剩系数：燃料燃烧实 际供给的空气量与理论计算空气量之比。 • 要无氧化，则须使炉气成分中不存在O2， 而炉气 中的O2 含量多少，与空气消耗系数有关。 • 空气充足（α大） ，炉气中除含有惰性气体N2 外， 还有大量CO2、H2O 及过剩O2，则呈氧化性。 • 空气不足（α小） ，除含N2、CO2、H2O 外，还有 还原性气体H2、CO 等，仍具有一定的氧化性。随 着空气进给量的减少，即空气消耗系数α降低，炉 气中H2、CO 含量增加，而CO2、H2O 减少。

感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法硬度不足火软点、软带1.淬火件含碳量过低应预先化验材料化学成分，保证淬火件ωc＞0.4%2.表面氧化、脱碳严重淬火前要清理零件表面的油污、斑迹和氧化皮3. 加热温度太低或加热时间太短正确调整电参数和感应器与工件件相对运动速度，以提高加热温度和延长保温时间。

可以返淬，但淬前应进行感应加热退火。

4.零件旋转速度和零件（感应器）移动速度不协调而形成软带调整零件转速和零件（或感应器）移动速度。

5.感应圈高度不够火感应器中有氧化皮适当增加感应圈高度，经常清理感应器。

6.汇流条之间距离太大调整汇流条之间距离为1-3mm。

7.淬火介质中优杂质或乳化剂老化更滑淬火介质。

8.冷却水压力太低锅冷却不及时增加水压，加大冷却水流量，加热后及时喷水冷却。

9.零件在感应器中的位置偏心或零件弯曲严重调整零件和感应器的相对位置，使个边间隙相等；如是零件弯曲严重，淬火钱应进行校直处理。

淬硬层深不足1.频率过高导致涡流透入深度过浅调整电参数，降低感应加热频率。

2.连续淬火加热时零件与感应器之间相对运动速度过快采用预热-加热淬火。

3.加热时间过短可以返淬，但返淬前应金属感应加热退火。

淬硬层剥落产生的原因是表面淬硬层硬度梯度太大，或硬化层太浅，表面马氏体组织导致体积膨胀等。

应对措施是正确调整电参数，采用预热-加热淬火，加深过渡层深度。

淬火开裂1.钢中碳和锰的含量偏高可在试淬试调整工艺参数，也可调整淬火介质，2.钢中夹杂物多、呈网状或成分有偏析或含有有害元素多检查非金属夹杂物含量和分布状况，毛坯需要反复锻造。

3.倾角处或键槽等尖角处加热时出现瞬时高温而淬裂中尖角倒圆，淬火前用石棉绳火金属棒料堵塞沟槽、空洞。

4.冷却速度过大而且不均匀降低水压，减少喷水量，缩短喷水时间。

5. 淬火介质选择不当更具工艺要求选择合适的淬火介质。

6.回火不及时或回火不足淬火后应及时回火，淬火与回火之间的停留时间，对于碳钢或铸件不应超过4h，合金钢不应超过0.5h。

一.钢锭内部组织结构怎样钢锭内部组织结构，取决于浇筑时钢液在锭模内的结晶条件，即结晶热力学和动力学条件。

钢锭表层为细小的等轴结晶区，向里为柱状结晶区，再往里为倾斜树枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。

由于选择结晶的缘故，心部上端聚集着轻质夹杂物和气体，并形成巨大的收缩孔，其周围还有严重疏松。

心部底端为沉积区，含有密度较大的夹杂物或合金元素。

二.大型钢锭与型材有哪些内部缺陷？如何防止？钢锭：1.偏析：通过反复镦-拔变形工艺才能使其化学成分趋于均匀化2.夹杂：3.气体：4.疏松和缩孔：锻造时将缩孔和冒口一并切除，要求大变形，以便锻透钢锭将疏松消除型材：1.碳化物偏析：采用反复镦-拔工艺，彻底打碎碳化物，使之均匀分布，并为其后的热处理做好组织准备。

2.白点：提高钢的冶炼质量，尽可能降低氢的含量；其次在热加工后采用缓慢冷却却的方法，让氢充分逸出并尽可能减小各种内应力。

3.非金属夹杂流线三.常用的下料方法有哪些？各自的适用范围及其优缺点？1剪切法：在专用剪床上进行，也可以借助模具在一般曲柄压力机，液压机和锻锤上进行。

优点；生产率高，操作简单，切口无金属损耗缺点：坯料局部被压扁，坯料断面不平整，剪切面常有毛刺和裂纹2.冷折法：适用于硬度较高的碳钢和高合金钢优点：生产率高，端口金属损耗小，所用工具简单。

3.锯切法：适用于锯切直径在350mm以内的棒料优点：下料长度准确，钜割端面平整。

缺点：生产率较低，锯口损耗较大。

4.砂轮片切割法：适用于切割小截面棒料，管料以及异形截面材料。

高温合金，钛合金等。

优点：设备简单，操作方便，下料长度准确，切割效率不收材料硬度限制缺点：砂轮片消耗量大，容易崩碎，切割噪音大。

5.气割法：适用于厚板材料进行曲线切割优点：设备简单，便于野外作业，可切割各种截面材料缺点：切割面不平整，精度差，断口金属损耗大，生产效率低。

四.为什么轴向加压法能提高下料质量？常用于那些情况下？由于轴向加压提高了静水压力，改善了材料的塑性，抑制了上下裂纹的错移，从而使上下裂纹可以重合或上下裂纹错移量减小，最终获得平整光洁的剪切断面。

钛及钛合金塑性变形加工的感应加热（上）李韵豪【摘要】根据钛及钛合金塑性变形加工（锻造）前加热的特点，以工业纯钛、TC4钛合金为例，论述钛及其合金的热物理参数、加热温度范围、加热规范、避免坯料因加热不当而引起的各种缺陷。

提出针对不同品种的钛及其合金感应加热频率、功率、加热（含保温）时间的确定，感应加热方案的制订及感应器参数的计算、测温温控。

【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】6页(P31-36)【作者】李韵豪【作者单位】【正文语种】中文【编者按】常用的有色金属如铝、铜、钛、锆、钽、铌、镁等及其合金因具有一系列非常优异的特性，其塑性变形制品在航空航天、国防、汽车、机车及民用等诸多领域得到越来越广泛的应用。

这些有色金属及其合金塑性变形前的加热，也正由传统火焰炉加热向高效节能的感应加热过渡，更多的锻造厂家已意识到，感应加热是有色金属及其合金诸多加热方式中更先进、更理想的加热方式。

1. 钛及钛合金的分类钛及钛合金是20世纪50年代才兴起的一种新型金属材料。

钛及其合金具有密度小、比强度高、热导率低、无磁性、耐高低温、耐腐蚀等特点。

由于钛及其合金特殊的物理性能和化学性能，作为一种重要的战略物资，被广泛应用于航空航天、舰船、兵器、石油、化工、能源、海洋工程、核电工程及民用产品等领域。

关于钛及其合金的分类，不同文献有较大差异，采用麦克格维伦60年前提出按照钛及其合金退火状态相组成来分类（塑性变形加工前的钛及其合金基本都是退火态）。

按此方法，大致将钛及其合金划分为α型合金、α+β型合金、β型合金三大类。

随着钛及其合金品种的扩大，后人将其分为五类，对于退火后的基本组织：①α相的称之为α型合金。

②α相+β相，但以α相为主的称为近α型合金。

③α相+β相称为（α+β）型合金。

④β相，但有一定α相的称为近β型合金。

⑤β相称为β型合金。

工业纯钛（TA1～TA4等）属于α型钛合金；T C4（Ti-6AL-4V）属于（α+β）型钛合金。

1概述汽车连杆作为发动机传统的五大关键件之一，作用非常重要，其质量直接影响到发动机的性能，因而连杆的材料应用和制造工艺一直备受重视。

传统的连杆制造工艺主要有2种：（1）连杆体和盖整体锻造→锯切分离→接触面机加工→装配；（2）连杆体和盖分别锻造→接触面机加工→装配。

采用上述2种工艺，都要经过数十个工步，生产效率低，需要大量的加工机床和场地，耗费大量的加工工时及能源。

在中国汽车产销量逐年大幅提升，全球呼吁节能减排和绿色可持续发展的背景下，该传统的连杆制造方式将令生产企业和社会都难以承受。

为顺应社会发展的需求，提高产品的竞争力，各大汽车制造商都高度重视高强度、轻量化、低成本的连杆材料及制造技术的研究和开发，连杆裂解加工技术就这样应运而生了。

连杆裂解加工的原理是利用材料的断裂脆性，通过在连杆大头孔的适当位置设计并预制裂解槽，在垂直于预定断裂面上主动施加作用力，在裂解槽处引裂并发生脆性断裂，实现连杆体与连杆盖的无屑断裂剖分，分离后的连杆盖与连杆体可在断裂面处精确合装。

裂解工艺改变了连杆加工的关键生产工序，以整体加工代替分体加工，省去分离面的拉削与磨削等工艺，降低螺栓孔的加工精度要求，从而显著地提高生产效率［1］。

该工艺于20世纪90年代初在汽车工业发达国家开发成功，就立即引起了业界和学界的高度关注，相关研究和报道不断涌现，逐渐广泛应用于大规模生产。

据国外资料介绍，裂解加工技术的应用，可减少机加工工序50%～60%，节省机床设备投资约25%，减少刀具费用约35%，节省能源约40%，还可减少占地面积、减少废品率等等，经济效益十分显著［2］。

此外，连杆裂解技术还可使连杆承载能力、抗剪能力及杆、盖的定位精度、装配质量大幅度提升，这对提高发动机生产技术水平具有重要作用。

我国自20世纪90年代末开始跟踪并逐步引入了该工艺，相关研究和应用正方兴未艾。

为了满足裂解加工的要求，连杆的材料需要在保证强韧综合性能的前提下，限制连杆的韧性，使断口呈脆性断裂特征。

中频炉感应淬火件常见淬火缺陷，主要有硬度不够、软块、变形超差与淬火裂纹，还有局部烧熔等。

1、表面淬火后硬度不够：表面淬火后硬度不够是罪常见的问题，其原因亦是多方面的。

1）材料因素①火花鉴别法：这是最简单的方法，检查工件在砂轮上磨出的火花，可大致知道工件的含碳量是否有变化，含碳量越高，火花越多。

②直读光谱仪鉴别钢材的成分，现代化的直读光谱仪能在极短的时间内，将工件材料的各种元素及其含量进行检验并打印出来，可确定钢材是否符合图样要求。

③排除工件表面贫碳或脱碳因素，较常见的冷拔钢材，材料表面有一层贫碳或脱碳层，此时表面硬度低，使用砂轮或锉刀去掉0.5mm后，再测定硬度，如果发现该处硬度比外面为高，并达到要求，这表面工件表面有贫碳或脱碳层。

为进一步验证此问题，可用金相显微镜观察，表面贫碳层得组织与次层得显微组织明显不同，表面只有少量托氏体及大量铁素体，而次层则为马氏体，如果将此样品在保护气体下正火后在检验，表层只有少量珠光体，而次层则有该钢号应有的珠光体面积，如45钢，珠光体面积接近50%。

2）淬火加热温度不够或预冷时间长淬火加热温度不够或预冷时间太长，致使淬火时温度太低。

以中碳钢为例，前者淬火组织中含有大量未溶铁素体，后者其组织为托氏体或索氏体。

3）冷却不足①特别在扫描淬火时，由于喷液区域太短，工件淬火后，经过喷液区后，心部热量又使表面自回火（阶梯轴大台阶在上位时最易产生），此时表面自回火温度过高，常能从表面颜色及温度感测到。

②一次加热法时，冷却时间太短，自回火温度过高，或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面积，导致自回火温度过高（带喷液孔的齿轮淬火感应器，最易产生次弊病）。

③淬火液温度过高，流量减少，浓度变化，淬火液中混有油污等。

④喷液孔局部堵塞，其特点是局部硬度不足，软块区常与喷液孔堵塞位置相对应。

感应加热设备之表面热处理表面淬火常见缺陷及对策信息编辑：郑州高氏发布时间：2012-06-21用交流电流流向被卷曲成环状的导体（通常为铜管），由此产生磁束，将金属放置其中，磁束就会贯通金属体，在与磁束自缴的方向产生窝电流（旋转电流）这感应电流在窝电流的影响下产生发热用这样的加热方式就是感应加热。

第六章 锻造工艺概述
内容简介：
在了解锻造工艺特点的基础上，本章介绍锻造原材料的 下料方法、锻前加热的目的与方法以及温度范围的确定，认 识一些基本的热锻设备。
学习目的与要求：
1．了解锻造用原材料及下料方法； 2．了解锻前加热的目的与方法。
第六章 锻造工艺概述
第一节 锻造工艺特点
一、锻造生产的重要性
锻造是塑性加工的重要分支，它是利用材料的塑性，对材 料施加外力使之发生塑性变形，从而得到所需形状、尺寸、 组织和性能的锻件。
第六章 锻造工艺概述
第二节 锻造用材料及下料方法－锯切法
锯床下料极为普遍，虽效率低，锯口损耗大，但下料长 度准确，锯割断面平整，是一种主要的下料方法。有圆盘锯、 带锯、弓形锯等。
圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘旋转并移动，将棒料 切断。
弓形锯是由电动机带动带齿的锯条作往复移动，将棒料 切断。
第六章 锻造工艺概述
加热时间：毛坯从开始加热至始锻温度时所需的时间。不包括毛 坯在始锻温度下的保温时间。
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热
通常称金属烧损量在0.5%以下的锻造加热为少氧化加热。 称金属烧损量在0.1%以下的锻造加热为无氧化加热。 少无氧化加热除了可减少金属氧化、脱碳外，还可显著提高
锻件表面质量和尺寸精度，减少模具磨损等；是实现精密锻造必 不可少的配套技术。
快速加热 利用介质保护加热
少无氧化火焰加热
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热－炉气
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热－快速加热
包括：火焰炉中的辐射快速加热和对流快速加热，感应电加热和 接触电加热等。
理论依据：采用技术上可能的加热速度加热金属时，坯料内部产 生的温度应力、留存的残余应力和组织应力叠加的结果，不足以 引起坯料产生裂纹。

施
由金属学所学内容知，金属在加热时将产生以下的变化： ⒈组织结构：组织转变，晶粒长大，过热、过烧 ⒉力学性能：塑性提高，变形抗力降低，残余应力消除，
但也可能产生新的内应力，过大则会引起开裂 ⒊物理性能：导热系数、导温系统、膨胀系数、密度等均
发生变化 ⒋化学变化：表层发生氧化、脱碳、吸氢等，生成氧化皮
第二节 锻前加热与锻造温度范围
一、加热目的 提高金属塑性，降低变形抗
力，即增加金属的可锻性。
使之易于流动成形并获得良 好的锻后组织和力学性能。
锻前加热是整个锻造过程中的一个重要环节，对提高 锻造生产率、保证锻件质量以降低能源消耗等都有直 接的影响。恰当地选择加热温度，就可使坯料在塑性 较好的状态下进行成形。
防止措施：
①在保证锻件质量的前提下，尽量采用快速加热，缩 短加热时间。②在燃料完全燃烧的条件下，避免氧气过 剩，并减少燃料的水分。③采用少无氧化加热。④采用 少装、勤装的操作方法。
(二) 金属加热过程中的脱碳
钢在高温加热时，表层中的碳与炉气中的氧化性气体
（如O2、CO2、H2O等）及某些还原性气体（如H2）发生
带锯下料具有如下特点： （1）下料毛坯的精度高 下料毛坯的尺寸精度和断面质量高：长度重复 精度一般为±0.13～0.25mm、粗糙度可达 Ra=6.3～12.5μm、端面垂直度不超过0.2mm (在切Ф95mm的棒料时)，；同时其端面平整、 无弯曲、歪斜、压塌等疵病。 （2）能耗低 与其它下料方法相比，带锯下料时的能耗仅为 其它下料方法能耗的5%～6%。 （3）生产效率高 金属带锯机的切割效率可以达到190～ 260cm2/min.。 （4）材料利用率高 由于带锯机的锯缝宽1.6mm，弓形锯的锯缝 2.5mm，圆盘锯的锯缝3.0mm，因此带锯下 料时的锯缝消耗的材料少，使材料的利用率显 著提高。

感应热处理1.1、感应加热物理基础：将金属导体放在通有交变电流的线圈中，根据电磁感应原理，在交变磁场的作用下，会在导体中产生与线圈中电流的方向相反、大小相等、频率相同的感应电流(涡流），利用在该导体中产生的感应电流使其加热的方法称之为“感应加热”。

1.2、感应加热的物理现象：以下4种1.2.1、集肤效应：也称趋肤效应或表面效应，当直流电通过一导体时，导体截面上各点的电流密度是均匀的。

当交流电通过导体时，导体表面处的电流密度较大，导体内部的电流密度较小。

当高频率电流通过导体时，导体截面上的电流密度差更加增大，电流主要集中在导体表面，这种现象称为集肤效应1.2.2、邻近现象：两邻近导体，如两汇流排或感应器的有效加热导线与被感应加热的零件，在有交变电流通过的情况下，由于电流磁场的相互作用，导体上的电流将重新分布，这种现象称之为邻近效应。

同向电流主要集中在两相邻导体的外侧；反向电流主要集中在两相邻导体的内侧。

两导体离的越近，效果越明显。

1.2.3、圆环效应：圆环形的导体通入交变电流时，最大电流密度分布在环状导体的内侧，这种现象叫做圆环效应。

圆环效应使感应器的电流密集到圆环感应的内侧，对于加热零件的外表面有利。

但对加热零件内孔时，该效应使感应器中的电流远离加热零件的内表面，对内孔加热十分不利。

1.2.4、导磁体的槽口效应：一根矩形截面的导体，装上由硅钢片叠成的导磁体体的槽口中，当导体通有交变电流时，电流集中在导磁体开口的导体表面，这一现象称之为导磁体的槽口效应。

导磁体的槽口越深，电流的频率越高，则导磁体的槽口效应越强烈。

利用该效应可以克服导体的圆环效应将电流驱逐到圆环导体的外表面，在加热内孔和平面类零件时，强化了邻近效应，以提高感应器的加热效率。

1.3、电流透入深度：由于集肤效应的作用，导体或零件中的电流分布是不均匀的。

工程上规定，从表面电流最大值处（I0）测到1/e I0处的深度为电流的透入深度。

钢在居里点（770℃）以下的电流透入深度称为冷透入深度，在居里点以上的电流透入深度称为热透入深度。

高级感应淬火试验工（B ）一、职业道德（判断题） （正确的在括号内划“√”，错误的在括号内划“×”。

每题0.5分，共5分）（ ）1、职业道德是从事一定职业的人，在工作和劳动过程中，所遵循的与其职业活动紧密联系的道德原则和规范的总和。

（）2、职业理想是指人们对未来工作部门和工作种类的向往和对现行职业发展将达到什么水平、程度的憧憬。

（ ）3、职业荣誉是热爱职业、关心职业名誉的表现，是以从事此职业为荣的道德情感。

（ ）4、职业责任是指人们在一定职业活动中所承担的特定职责。

（ ）5、职业技能是人们进行职业活动、履行职业责任的能力和手段。

（ ）6、爱岗敬业是现代企业精神。

（ ）7、诚实守信主要是人际交往关系的准则和行为。

（ ）8、办事公道就是按照一定的社会标准实事求是待人处事。

（ ）9、诚实守信与企业形象没关系。

（ ）10、职业纪律就是指规章制度。

二、计算机基础知识（单项选择题） （将正确答案前的字母填入括号内。

每题1分，共10分）1、世界上第一台电子数字计算机于（ ）诞生。

A 、1946年在法国B 、1946年在美国C 、1943年在英国D 、1943年在美国2、计算机最早是应用在（ ）领域中。

A 、科学计算B 、信息处理C 、自动控制D 、人工智能 3、CAD 是（ ）的英文缩写。

A 、人工智能B 、电子商务C 、计算机辅助设计D 、办公自动化 4、一个完整的计算机系统通常应包括（ ）。

A 、系统软件和应用软件B 、计算机及外部设备C 、硬件系统和软件系统D 、系统硬件和系统软件 5、下面（ ）组设备包括了输入设备、输出设备和存储设备。

A 、显示器、CPU 和ROM B 、磁盘、鼠标和键盘 C 、鼠标、绘图仪和光盘 D 、键盘、扫描仪和软盘 6、微型计算机的核心部件是（ ）。

A 、显示器B 、存储器C 、运算器D 、微处理器 7、在计算机硬件组成中，主机应包括（ ）。

A 、运算器和控制器 B 、CPU 和内存储器 C 、内存和外存 D 、安装在主机箱中的所有部件 8、控制器的功能是（ ）。