热处理实训报告.docx
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热处理实训报告
热处理实训报告
热处理实训报告
XX大学
热处理实训总结
年级专业：
学生姓名：
学号：
指导教师：
10焊接
XX大学
完成时间：
20xx年9月20日实训总结1.实训任务焊接接头热处理实训。
2.时间安排20xx3.实训目的加强理论与实践的结合，培养综合运用专业知识解决时间问题的能力。
为今后从事焊接专业的工作打下良好基础。
4.实训条件任务要求用手工电弧焊，使用直径3.2mm的E4303焊条，通过小组配合方式完成两块Q235钢板（200mm×50mm×4mm）的对焊作业。
5.实训各阶段内容5.1第一阶段：
板材的下料、焊接、切取试样5.11.板材的下料这次板材用的是Q235钢板（200mm×50mm×4mm），板材比较薄，在下料的时候就调整了等离子切割机喷头的角度使切下来的钢板本身就带有一定坡口，然后再用角磨机做一下深一层的打磨，包括除锈、调整到最好坡度等。
5.12.焊接由于板材较薄，所以在焊接的时候一定要控制好电流和速度，电流过大和速度过慢都会导致焊透形成漏洞，因为由于板材的原因所以不用严格按照固定-打底-填充-盖面这个顺序，只需打底完直接盖面就行，这次用的电压为70V，电流为110A左右。
5.13.切取试样由于考虑到安全问题，所以这次切取试样用的是手工钢锯。
试样尺寸要求为长宽要分别小于20mm，由于试样要进行金相观察，所以在切试样的时候，锯条频率不宜过快，否则会导致该区域温度过高，组织发生变化，另外要注意在焊缝均匀没有气孔的位置进行取样。
5.2第二阶段：
接头去应力热处理5.21.热处理的目的松弛焊接残余应力、稳定结构的形状和尺寸，减少畸变、改善母材、焊接接头的性能。
消除残余应力的最通用的方法是退火。
5.22.注意事项焊件进炉时，炉内温度不得高于400℃；焊件升温至400℃后，加热区升温速度不应超过220℃/h，最小不低于55℃/h；焊件升温期间，加热区内任意长度为4600mm内的温差不得大于120℃；焊件保温期间，加热区内最高温度与最低温度之差不得大于80℃；升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化；焊件温度高于400℃时，加热区降温速度不应超过280℃/h，最小不低于55℃/h；焊件出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。
5.23.操作过程打开空气开关，安放试样，打开热处理炉电源，设定保温温度为600℃，调节好其他的工艺参数，然后进行加热、保温保温时间（15-20min），取出后在空气中冷却。
5.3第三阶段：
金相试样的制备，接头热处理后金相组织观察5.31.金相试样制备过程取样→镶嵌→磨制→抛光→侵蚀→吹干。
由于这次设备和时间有限，所以取消了镶嵌过程。
5.32.磨制：
磨制分为粗磨和细磨粗磨：
在预磨机上进行粗磨，将试样放在靠近内圈中心的位置，再用力均匀，缓慢的向外圈移动。
在用砂轮磨制时应握紧试样，让试样受力均匀，随时用水冷却，防止受热引起金属组织的变化。
细磨：
将粗磨后的试样在金相砂纸上细磨，力度要均匀，一下一下的磨，改变试块方向，与原方向垂直，不能来回的磨。
砂纸的选择的型号是由大到小，由粗到细的型号进行细磨。
5.33.抛光：
抛光的目的是为了除去试样在细磨时留下的磨痕，使之成为光滑、无磨痕的表面。
抛光的方式：
机械抛光、电解抛光、化学抛光三类。
本次使用的是机械抛光。
在抛光时应将试样按住，将试样放在靠近抛光机的中心的位置，用力均匀，缓慢向外边缘移动，注意安全。
5.34.侵蚀、吹干：
使用3～5％的硝酸酒精溶液进行侵蚀，待表面发暗后用清水清洗,擦酒精。
侵蚀完后，要立即用清水冲洗，再用酒精冲洗，用吹风机吹干。
制的金相试样可以在显微镜下进行观察与分析。
5.35.金相组织观察首先将显微镜的光源插头插在变压器上，根据放大倍数选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上及目镜筒内，并使转换器转至固定位置，试样放在样品台中心，使观察面朝下并用弹簧片压住。
转动粗调手轮先使载物台下降，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面〔但不得与试样相碰〕，然后相反转动粗调手轮，使载物台渐渐上升以调节焦距，当视场亮度增强再改用微调手轮调节，直到物象调整到最清晰程度为止。
适当调节孔径光栏，以获得最佳质量的物象。
5.36.各区域组织以及组织的形状试样包括：
焊缝区、过热区、相变重结晶区、不完全结晶区、母材焊缝：
魏氏组织过热区：
魏氏组织在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。
在金相显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织。
这种组织称为魏氏组织。
相变重结晶区：
细小铁素体和珠光体珠光体层片状和粒状，层片状间距较大铁素体针状、等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形不完全重结晶区：
未发生转变的铁素体经部分转变的细小铁素体和珠光体母材块状的铁素体和珠光体5.4第四阶段：
测量接头热处理后各区域维氏硬度5.41.维氏硬度操作原理：
以合适的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。
5.42.注意事项：
维氏硬度试样表面应光滑平整，被检侧面与其对面应该平行，不能有氧化皮及杂物，不能有油污。
检测区域应在偏离母材侧表面0.5mm的表面范围内。
在加载过程中不能转动压头测量转换手柄，否则会造成测量结果不准或损坏仪器。
本次设置的维氏硬度加载的试验力为50N，保持时间为15S左右。
5.43.操作过程：
首先用标准试块来检测仪器是否完好，若完好继续做试验。
转动压头与物镜转换罩壳，使10×物镜位于主体正前方位置。
转动升降丝杆使试验台上升，直至试样表面清晰成像。
如果在目镜中观察到的像模糊，可转动目镜前部镜头，直至清晰为止。
转动转换罩壳，使压头位于主体前方，按面板START键，仪器开始加载、保载、卸载。
转动转换罩壳，使10×物镜位于主体正前方位置，观察目镜中的压痕成像。
移动目镜的刻线，使其逐步靠拢，当刻线内侧无限接近时，两刻线内侧之间位于无光隙的临界状态时，此时d1的值为零。
移动右边手轮使刻线分开，移动目镜左侧鼓轮，使左边的刻线移动与压痕左边外形交点相切，移动右边刻线内侧与压痕外形交点相切，读读数据，对角线B测量完成，目镜转动90度，测量对角线C，读取数据，一次试验结束。
一般每个区域要测量至少三个点。
5.44.计算公式1.8544FHVBC2[（）]2DB压痕放大后对角线长度（mm）C压痕放大后另一对角线长度（mm）D物镜放大倍率HV预计硬度值F待选用的试验力（kgf）这里设置为5（kgf）本次试验计算出的各区域硬度值焊缝区160HV，热影响区140HV，母材区120HV。
6.实习心得这次为期三周的实训结束了，这三周分别进行了四个阶段的实训，包括板材下料、焊接、取样观察、硬度检测。
由于每组有四个人所以正好每人可以当一次阶段组长，我正好作为第四阶段硬度测试的组长，作为组长首先要做试验计划，做好计划后进行预约，计划的好坏直接决定小组的进度，因为不合格的计划是不能通过检查的，所以这就要求我必须严格、认真、仔细、周密的进行设计计划。
在进行第一阶段焊接的时候，刚开始焊的点出现了漏洞，心里开始发慌，后悔自己前段时间焊接实训的时候没有好好练习，直到真正用到的时候才感觉技术不到家。
但是临场镇定一下好歹焊接完成了。
在取样的时候没有遇到什么技术难题，就是保证锯条运行速度均匀不要过快，其他的都比较好掌握。
在进行第三阶段试样制备的时候，由于使用的水质里面含有细小颗粒导致抛光的时候出现了划痕，只好重新返工从粗磨开始又进行了一遍，在使用水质和抛光粉的时候认真检查，以防磨出划痕。
抛光结束后进行腐蚀，最后进行金相观察。
在观察阶段比较顺利，能发现各个区域清晰的组织。
在进行第四阶段硬度检测的时候，由于对维氏硬度检测仪器不太了解，导致在操作过程中走了很多弯路耽误了很多时间。
这次碰壁让我知道事先做好准备是多么重要的事情。
通过这次实训，我发现不管做任何事都要认真对待，事先要做好严谨的计划和充分的准备，涉及到有仪器的实验要首先去了解相关器材的操作。
只要认真做好计划，做好充足的准备，才能在实验过程中发挥出更好的水平，取得更准确的实验结果！
扩展阅读：
热处理实习报告
实习报告
姓名：
年10月
20目录及摘要
一、设备.............................................31、箱式电阻炉......................................3
长远的规划是：
在控制柜内使用PLC控制器或在外部直接使用计算机控制，实现装炉、出炉的自动化、规范化，以便于提高生产效率、方便管理。
这样可使工艺流程稳定，排除因人的因素而造成的产品质量的不稳定，提高产品的合格率;并且，在出现工艺问题时可以很方便排除次要因素，迅速地解决问题。
2、多用炉..........................................3
1）多用炉的改造
多用炉较为先进，但利用率不高。
初步设想是通过AX100自带的RS232或RS485接口，用一台计算机与多用炉的PLC连接起来，以便详细地记录多用炉的运行状态。
这样做的理由如下：
（1）详细地记录每一种产品的工艺流程及各工序的状态及参数，为以后进一步处理相同的产品提供数据支持，提高生产效率;
（2）提高技术力量，树立公司形象，以获得更大的效益。
（3）降低企业运营风险，减少因人事变动而造成的损失，以便于企业长久稳定的运营。
（4）投资小，可执行性高。
2）多用炉调质产品硬度不均及变形问题
提出了一些改善多用炉调质产品硬度不均的建议。
3）金相化验设备....................................4
简单的给出了几张先进金相化验设备的图片
二、工艺............................6
1、40MnB轴头生产..................................6
提出了改进轴头生产的一套方法及设备示意图
2、40MnB轴头裂纹..................................7
提出了一些改善并减少轴头裂纹的建议。
三、管理........................................9
1、短期规划........................................9
简单的叙述了一些切实可行的管理意见。
2、长期规划........................................9
提出了一些关于管理的更长远的看法。
一、设备
我厂现有箱式电阻炉四台，井式气氛炉两台，台车加热炉四台，碳氮共渗炉两台及与其配套的两台回火炉。
发达国家20世纪60年代已经淘汰了空气加热炉，普及了少无氧化热处理。
而我厂多为空气加热炉，这种炉处理的工件表面脱碳严重，导致产品质量不好。
1、箱式电阻炉
箱式电阻炉为一般的空气加热炉,加热功率较小（为75KW），电源的连接方法为星形接法（YYY）。
该炉采用PID调节器（比例、积分、微分调节器），由热电偶采集炉内温度，测量温度所得的模拟信号交给PID调节器，经PID调节器的比例（P）、积分（I）、微分（D）运算得到控制信号，由控制信号触发交流接触器，通过控制交流接触器的通断来实现温度的调节。
调节温度的精度可达到±2℃。
按照我国现行的电热设备国家标准，这种电炉为B级。
长远的设想是将我厂的电炉级别都达到C级，C级电炉采用微机数显控温仪表，具有PID断续或连续调功控制的功能，必要时应能进行程序控制并带有外部打印机接口。
在控制柜内使用PLC控制器或在外部直接使用计算机控制，实现装炉、出炉的自动化、规范化，以便于提高效益、方便管理。
这样可使工艺流程稳定，排除因人的因素而造成的产品质量的不稳定，提高产品的合格率;并且，在出现工艺问题时可以很方便排除次要因素，迅速地解决问题。
2、多用炉
1）多用炉的改造
我厂的多用炉较为先进，基本实现了装炉、出炉的自动化，但对多用炉的利用略有不足，即没有充分发挥其功用。
多用炉采用PLC控制，并可与计算机通信，有外部打印机接口及外部存储设备。
可以通过其自带的外部存储设备记录炉子工作运行情况，这一功能相当于箱式电阻炉的圆盘记录仪的功能，当然这一功能比圆盘记录仪的功能强大许多。
多用炉用的PLC型号为AX100，是欧姆龙公司的产品，与其配套的、在计算机用的软件是运行于windows平台的DAQSTANDAD。
初步设想是通过AX100自带的RS232或RS485接口，用一台计算机与多用炉的PLC连接起来，以便详细地记录多用炉的运行状态。
这样做的理由如下：
（1）详细地记录每一种产品的工艺流程及各流工序的状态及参数，为以后进一步处理相同的产品提供数据支持，提高生产效率。
以改变现在单凭经验，常常多次回火的现状。
我厂现在的工作状态是：
转来一种产品，根据经验选择回火温度，经常是查找以前记录的回火温度，降低一下温度（害怕回火温度过高而重干），这样常常导致多次回火，浪费了能源、人力，机器折旧大，工作效率较低。
（2）提高技术力量，树立公司形象，以获得更大的效益。
单独的控制室，一般的企业都会有;而如果在控制室内放一台计算机，将显得大不一样。
我们可以把热处理产品工艺过程的状态参数从计算机中调出来给我们的客户看，这会让他们感觉到公司的技术实力，从而增大了与公司合作的可能性。
（3）降低企业运营风险，减少因人事变动而造成的损失，以便于企业长久稳定的运营。
用计算机记录的技术资料，可打印出来，交技术部门存档，以保证企业持续运营。
（4）投资小，可执行性高。
一台普通计算机即可完成这一功能，大约两三仟圆即可，另外一条RS232或RS485线不过几十块左右。
2）多用炉调质产品硬度不均及变形问题。
变形不可避免，但硬度不均应该可以解决。
考虑到炉子控温较为准确而淬火池较小，可能是由于淬火时没有淬好，导致残余奥氏体过多。
针对这种情况，有以下看法：
1）将淬火池加深。
这样，当热处理产品进行淬火时，淬火液与待处理的产品强烈的对流，在淬火液强烈的对流下，液面高处总是温度高，液面低处温度较低。
在适当处用高速水泵将热的淬火液抽走，并不断地从下部补充。
2）增加淬火液量，从而吸收更多的能量，使淬火液的温度升高的不至于过高;
3）此多用炉，炉膛较小，不适于处理过大的零件，比较适于处理一些小的标准件。
而且此炉是碳氮共渗炉，仅用于调质处理有些未能发挥它的最大作用，为充分发挥炉的功用，可考虑发展一些与炉子相适应的业务，如对一些较小的标准件进行调质、渗碳等。
3、金相化验设备
长期地技术规化应增加热处理化验设备的层次：
HBRX-187.5A型携带式金相试样切割机
全自动试样切割金相试样预磨机
自动研磨机图像型金相显微镜
二、工艺
1、40MnB轴头生产
40MnB轴头类产品是热处理的主要产品，该产品数量多。
从人的角度讲，工人劳动环境比较恶劣，劳动强度较高，针对这种情况，有以下见解：
1）、在现在的基础上改造，有以下半自动化设备示意图：
电阻炉前有一个沿道轨移动的台车，用电机将炉底板架拉出，传送至水槽中淬火。
这样设计可能出现的问题是：
一次淬火量太大，淬火介质的冷却能力不足，但这是可以通过合理设计淬火池结构来解决的，现在大型淬火炉一次装炉量可达20吨左右，也是一起淬火。
而这样做的优点也是很明显的：
（1）这样可大缩短淬火时间，减少因为没有及时回火而导致的淬火裂纹;
（2）节省人力，减轻了工人的劳动强度;
6电阻炉淬火介质（3）实现了工艺过程的机械化、定量化，便于查找淬火缺陷产生的原因、调整工艺过程、改进工艺;
回火可考虑用井式回火炉，以解决同一炉中产品硬度不均的现状，工装如下图：
如有必要，可以给出详细的设计图，以便核算成本，验证可行性等。
2）如长期大规模生产，可考虑用推杆式自动化生产线，此生产线集淬火、回火于一炉，自动化程度高，对于大批量生产同一类型的产品很适用。
2、40MnB轴头裂纹
轴头裂纹问题较为复杂，说一下主观见解，真正地解决问题须进一步实践、探索。
1）冲孔时，由于模具的磨损，易在内孔处留下划痕，特别是在轴头的孔径由粗变细的交接处，此处是应力集中处。
淬火时由于剧烈的冷却，裂纹易在此应力集中处产生并扩展。
应当指出：
大部分的裂纹都是在热处理中产生的，但并不能把所有产生的裂纹都归咎于热处理，如有些原材料缺陷（如原材料无机非金属夹杂物太多，原材料的疏松、缩孔缺陷严重超标）、锻造时的划伤及折皱都会在
执业处理中产生裂纹;还有由于在锻打时温度过底，导致位错在晶界处堆积，引起加工硬化，在热处理过程中易产生裂纹。
纯粹由于热处理产生的裂纹与由于以上原因产生的裂纹是不同的，纯粹由于热处理产生的裂纹刚键有力，表面呈灰色细瓷状，在金相显微镜下不应在裂纹两测看到因脱碳而形成的铁素体，有时可以明显的观察到裂纹穿过晶界，而裂纹两侧没有明显的不同。
不是纯粹由于热处理产生的裂纹，裂纹常常很粗大，表面呈灰色粗糙状态，有氧化皮存在。
些外，锻件设不合理在热处理过程中也容易产生裂纹。
2）冷却速度过快，冷确时组织应力与热应力相互作用，最终拉应力大于压应力，而产生裂纹。
针对这一情况，应适当调节淬火液的浓度，在达到金相要求的基础上，尽力降低冷却速度;
3）可在淬火前适当地预冷，这需要不断的调节，在能够获得满意组织的前提下，尽量地降低预冷温度;
4）在能达到合格组织的前提下，淬火时不冷至最低温度，并及时回火，因为当冷却到Ms点（马氏体型转变点）以下后，不在发生马氏体型转变。
三、管理
1、短期规划
1）应详细的规定每一个员工的职责，规定员工该做些什么，在何种情况下，听从谁的指挥，并以文件的形式下发。
这样可以缓解管理者与被管理者的矛盾，减少员工的负面情绪。
2）当前在用的工艺都应该有一份书面的详细的过程规范，包括装炉时间，对炉子的操作、淬火保温度、淬火保温时间、回火温度、回火保温时间、淬火介质搅动速度、淬火介质的温度变化、淬火和回火之间的延滞时间等。
这些参数不仅应进行详细的定义，还应考虑到这些参数所允许的范围。
3）每一个热处理工艺制定一个持续改进的程序，该程序应能带来质量和生产能力持续的改进，并对所制定的改进程序有一个预定实现的日期，并使之文件化。
4）热处理工作人员应该具有一个涵盖全部热处理过程的操作手册。
该手册应包括详细描述了各种可能的紧急状态处置（如断电）、设备的起动、设备的停止、产品的隔离、产品的检查及一般的操作程序等在内的各种作业指导书。
这些作业指导书应包括从产品接收到出货过程中所有操作步骤并能被热处理工作人员随时参阅。
这些作业指导书应该详细规定与热处理过程中各个工序（如装载、奥化体化、冷却淬火、回火）相关的紧急应对措施。
5）应制订一份关键配件清单，单并应确保这些零件随时可用，以便将生产中断时间减少到最小。
不可预料的、紧急状态下的停机大大增加了产品错误处理的风险。
操作员工应该接受包括停电在内的设备紧急状态下物料处理、围堵行动及产品隔离方面的训练。
6）应监测冷却淬火系统，如温度、搅拌速度、液面高度、浓度（如果适用的话）及零件在淬火介质中的停留时间应控制在规定的范围以内。
周期性地对淬火介质冷却曲线、水份、盐浓度之类的特性进行分析，淬火介质所允许的性能波动应在淬火介质供应商规定的范围之内。
如有机淬火介质的浓度、冷却曲线、粘度和油性淬火介质的含水量、固体悬浮物、粘度、冷却曲线、总酸量及闪点等。
7）热处理炉配备的称重仪器、折射计（广泛地用于检查有机淬火介质）、硬度试验设备（所使用的每一个标尺）应定期的检验、校正。
2、长期规划
1）应实时地收集和分析各种实时数据并针对相应的数据采取行动，如每一次淬、回火温度，硬度检测的情况及合格率，淬火介质的温度，淬火时间等。
以便适时的调整工艺，保障生产的顺利进行。
工艺和过程的实时分析可以得到缺陷预防及削除缺陷方面的重要信息。
不过，这是建立在工艺过程的机械化、定量化的基础上的。
2）应制定一个文件化的返工程序，返工程序应就哪些产品允许进行返工及哪些产品不允许进行返工进行规定，任何的返工行为都需要一份由技术人员发布的加工控制文件来指导返工。
3）应向员工提供所有热处理操作方面的培训。
包括后备及临时员工在内的所有员工都应该得到培训。
根据员工的职责不同，妥善安排进行中的和后续的培训。
4）应制定一个包括一个记录、评价并妥善解决顾客及组织内部对组织的抱怨的程序。
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