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生产铝镇静钢的工艺摘要：在生产铝镇静钢的工艺条件下,研究了钢包喂CaSi线处理后钢中夹杂物的组成、形态、尺寸和分布等的变化规律。
结果表明,喂线后钢中钙铝比达到0.09以上时,钢中的Al2O3类夹杂物能获得较好的变性;夹杂物中的钙铝比随喂线后钢中钙铝比的增大呈线性增加趋势;较高的钢中钙铝比有利于连铸坯中大颗粒夹杂物的去除,有利于钢中夹杂物球化率的提高。
关键词：钢包喂线夹杂物变性钙铝比Influence of CaSi Wire Feeding in Ladle UponInclusion Modification in SteelZhang Jian Jiang Junpu（University of Science & Technology Beijing）Gao Zhe Zhou Guoping（Tianjin Steel Pipe Co.）Abstract：This paper investigated the steelmaking process of Al-killed steel on the industrial scale and minutely researched into the modification tendency of the composition, morphology and dimension of inclusions in steel during CaSi wire feeding in ladle. The results of study show that alumina (Al2O3) inclusions in steel can expectably be modified into low melting point calcium aluminate phases with the Ca/Al ratio in liquid steel of no less than 0.09 after wire feeding. Moreover, with the increasing of Ca/Al ratio in liquid steel, the Ca/Al ratio in calcium aluminate inclusions will linearly increases. In addition, the high value of Ca/Al ratio in steel shall be favourable to the removing of the inclusions with big size in slabs and the increasing of the ratio of spheroidal inclusions in steel.Keywords：CaSi wire feeding in ladle inclusion modification ratio of Ca/Al1 前言向铝镇静钢中喂CaSi线对钢液进行钙处理的主要目的是:将铝脱氧而产生的高熔点的脆性Al2O3夹杂物变性成为含钙量较高的低熔点钙铝酸盐夹杂(如12CaO*7Al2O3),同时减少钢中有害的沿晶界分布的Ⅱ类硫化物的数量,改变其组成和性质,从而有利于洁净钢水,改善钢质量,解决浇注过程中的水口堵塞问题［1］。
退火及淬火时效是铝合金的基本热处理形式。
退火是一种软化处理。
其目的是使合金在成分及组织上趋于均匀和稳定,消除加工硬化,恢复合金的塑性。
淬火时效则属强化热处理,目的是提高合金的强度,主要应用于可热处理强化的铝合金。
1退火根据生产需求的不同,铝合金退火分铸锭均匀化退火、坯料退火、中间退火及成品退火几种形式。
一、铸锭均匀化退火铸锭在快速冷凝及非平衡结晶条件,必然存在成分及组织上的不均匀,同时也存在很大的内应力。
为了改变这种状况,提高铸锭的热加工工艺性,一般需进行均匀化退火。
为促使原子扩散,均匀化退火应选择较高的退火温度,但不得超过合金中低熔点共晶熔点,一般均匀化退火温度低于该熔点5~40℃,退火时间多在12~24h之间。
二、坯料退火坯料退火是指压力加工过程中第一次冷变形前的退火。
目的是为了使坯料得到平衡组织和具有最大的塑性变形能力。
例如,铝合金热轧板坯的轧制终了温度为280~330℃,在室温快速冷却后,加工硬化现象不能完全消除。
特别是热处理强化的铝合金,在快冷后,再结晶过程未能结束,过饱和固溶体也未及彻底分解,仍保留一部分加工硬化和淬火效应。
不经退火直接进行冷轧是有困难的,因此需进行坯料退火。
对于非热处理强化的铝合金,如LF3,退火温度为370~470℃,保温1.5~2.5H后空冷,用于冷拉伸管加工的坯料、退火温度应适当高一些,可选上限温度。
对于可热处理强化的铝合金,如LY11及LY12,坯料退火温度为390~450℃,保温1~3H,随后在炉中以不大于30℃/h的速度冷却到270℃以下再出炉空冷。
三、中间退火中间退火是指冷变形工序之间的退火,其目的是为了消除加工硬化,以利于继续冷加工变形。
一般来说,经过坯料退火后的材料,在承受45~85%的冷变形后,如不进行中间退火而继续冷加工将会发生困难。
中间退火的工艺制度基本上与坯料退火相同。
根据对冷变形程度的要求,中间退火可分为完全退火(总变形量ε≈60~70%),简单退火(ε≤50%)和轻微退火(ε≈30~40%)三种。
工程材料复习题（含答案）一、填空题（每空1分，共20分）得分| |阅卷人|1．常见的金属晶格类型有、______________和______________。
2．空位属于__________缺陷，晶界和亚晶界分别__________ 缺陷，位错属于_______________缺陷。
3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_______________。
4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。
5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是______________、_______________、_______________和_______________。
6．常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。
7．钢的热处理工艺是由_______________、_______________和_______________三个步骤组成的。
8．铁碳合金为双重相图，即_______________相图和_______________相图。
二、单项选择题（每题2分，共20分）得分| |阅卷人| （）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。
C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体（）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。
A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细（）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。
A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差（）4. 钢的淬透性主要取决于。
A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素（）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。
A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质C．20钢渗碳、淬火+低温回火D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火（）6.完全退火主要适用于。
碳钢热处理实验原理热处理是指通过加热和冷却对金属材料进行处理，以改变其组织结构和性能的方法。
碳钢是一种具有良好机械性能和可加工性的金属材料，在工业生产中广泛应用。
碳钢的热处理可以通过调整加热温度、保温时间和冷却方式来改变其组织结构和性能。
碳钢的热处理可以分为退火、正火、淬火和回火四个步骤。
这些步骤的目的是通过控制加热和冷却过程，使碳钢材料达到所需的硬度和韧性。
首先是退火过程。
退火是将材料加热到一定温度，保持一段时间后缓慢冷却的过程。
退火可以消除材料中的内应力，改善其加工性能。
碳钢的退火温度一般在800°C至900°C之间，保温时间根据材料的厚度和硬度要求而定。
退火后的碳钢组织结构为珠光体，具有较好的塑性。
接下来是正火过程。
正火是将材料加热到一定温度，保持一段时间后冷却到室温的过程。
正火可以使碳钢材料达到一定的硬度和强度。
正火温度一般在750°C至900°C之间，保温时间根据材料的厚度和硬度要求而定。
正火后的碳钢组织结构为马氏体和残余奥氏体，具有较高的硬度和强度。
然后是淬火过程。
淬火是将材料加热到一定温度，保持一段时间后迅速冷却的过程。
淬火可以使碳钢材料达到最高的硬度和强度。
淬火温度一般在800°C至900°C之间，保温时间根据材料的厚度和硬度要求而定。
淬火后的碳钢组织结构为马氏体，具有最高的硬度和强度。
最后是回火过程。
回火是将淬火后的材料加热到一定温度，保持一段时间后冷却的过程。
回火可以使碳钢材料的硬度和韧性达到平衡。
回火温度一般在300°C至700°C之间，保温时间根据材料的硬度和韧性要求而定。
回火后的碳钢组织结构为马氏体和残余奥氏体的混合物，具有一定的硬度和韧性。
在碳钢热处理实验中，需要根据材料的要求选择适当的加热温度、保温时间和冷却方式。
不同的热处理工艺可以使碳钢材料达到不同的性能指标。
通过实验可以验证不同热处理工艺对碳钢材料组织结构和性能的影响，为工业生产提供参考依据。
1.铝及铝合金热处理工艺1.1 铝及铝合金热处理的作用将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。
1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1）均匀化退火中间退火成品退火回归图1铝及铝合金热处理分类1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理（1）退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。
通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。
① 铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。
② 中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。
退火 铝及铝合金热处理固溶淬火时效 人工时效 多级时效欠时效离线淬火卧式淬火立式淬火自然时效过时效③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。
（2）固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。
但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。
①在线淬火:对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。
②离线淬火:对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。
热处理原理考试试卷及参考答案(一)填空题1 起始晶粒度的大小决定于成分及冶炼条件。
2 在钢的各种组织中，马氏体的比容最大，而且随着w(C)的增加而增加。
3．板条状马氏体具有高的强度和硬度及一定的塑性与韧性。
它的强度与奥氏体碳含量有关，马氏体板条群越细（或尺寸越小）则强度越高。
4. 淬火钢低温回火后的组织是低碳过饱和铁素体和粒状碳化物ε—FexC ( x ≈ 2.4 ) ；中温回火后的组织是回火屈氏体，一般用于高弹性的结构件；高温回火后的组织是回火索氏体，用于要求足够高的强度及高的塑韧性的零件。
5．钢在加热时，只有珠光体中出现了浓度起伏和结构起伏时，才有了转变成奥氏体的条件，奥氏体晶核才能形成。
6．马氏体的三个强化包括固溶强化、相变强化强化、时效（沉淀）强化。
7．第二类回火脆性主要产生于含Mn、、Cr、Ni 等合金元素的钢中，其产生的原因是钢中晶粒边界偏聚的杂质元素增加的结果，这种脆性可用快冷来防止，此外在钢中加入W 和Mo及形变（亚温回火）热处理等方法也能防止回火脆性。
8．共析钢加热至稍高于727℃时将发生P→A的转变，其形成过程包括A的形核、A的长大、剩余渗碳体的溶解和A成分均匀化等几个步骤。
9 根据共析钢转变产物的不同，可将C曲线分为珠光体、贝氏体、马氏体三个转变区。
10 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于扩散型转变，贝氏体转变属于半扩散型转变，马氏体转变属于非扩散型转变。
11．马氏体按其组织形态主要分为片（针）状马氏体和板条状马氏体两种。
其中板条状马氏体的韧性较好。
12．马氏体按其亚结构主要分为胞状亚结构和孪晶亚结构两种。
13．贝氏体按其形成温度和组织形态，主要分为上贝氏体和下贝氏体两种。
14．珠光体按其组织形态可分为片状珠光体和粒状珠光体；按片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
15、描述过冷奥氏体在A1点以下相转变产物规律的曲线有TTT 和CCT 两种；对比这两种曲线可看出，前者指示的转变温度比后者高一些，转变所需的时间前者比后者短一些，临界冷却速度前者比后者大。
金属学与热处理课后习题答案 (崔忠圻版 )第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点 AC1 以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度 AC1 以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3 以上 20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至 AC1- AC3（亚共析钢）或 AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。
3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
