热处理设备课程设计淬火盐水槽的设计
2015—2016 学年第二学期
热处理设备课程设计淬火盐水槽设计
设计者：班级：指导教师：设计日期：
一．淬火槽设计
1. 基本要求
2. 设计内容二．设备计算和选择
1.淬火盐水槽的尺寸确定
1.1 淬火盐水槽的结构形式
1.2 淬火盐水槽的尺寸计算
2.冷却循环系统的组成
3. 冷却器的计算与选择三．绘图四．收获总结致谢
一、淬火槽设计
1. 基本要求
冷却是热处理生产的重要组成部分。淬火冷却设备的主要作用是实现对材料的淬火冷却，达到所要求的组织和性能；同时减少或避免工件在冷却过程中开裂和变形。
对淬火冷却设备的基本要求是：①能容纳足够的淬火介质，以满足吸收高温工件的热量的需要；
②能控制淬火介质的温度、流量和压力参数等，以充分发挥淬火介质的功能；③能造成淬火介质与淬火工件之间的强烈运动，，以加快热交换过程；④对容易开裂和变形的工件，应设置适当的保护装置，以防止开裂和减少变形；
⑤设置介质冷却循环系统，以维持介质温度和运动；⑥保护环境和生产安全。
2. 设计内容
①根据工件的特性、淬火方法、淬火介质、生产量和生产线的组成情况，确定淬火槽的结构类型；
②根据每批淬火件的最大重量、最大淬火尺寸确定淬火槽的容积；③选择淬火介质在槽内的运动形式，确定供排介质的位置。确定驱动介质运动装置的安装位置；
④选择淬火槽的结构材料，考虑材料的抗蚀性和避免应用催化介质变质的材料；
⑤绘制水槽结构图，给出用料明细表；
⑥给出配套冷却器（型号、换热量）。二、设备计算和选择
1. 淬火槽的尺寸确定
1.1 淬火槽的结构形式此次设计的淬火槽结构形式为普通型间隙作业淬火槽，主体结构由槽体、介质进排液管及溢流槽组成。
①槽体
淬火槽槽体材质采用Q235 钢。其屈服强度δs=235MPa,抗拉强度δb=375-
460MPa，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛，故选择Q235钢。
淬火槽形状为矩形，由最大装炉量( G 装=867kg)可知此淬火槽容积较大，因此采用厚度为8mm的钢板焊成。同时为了增强槽壁则焊以角钢 (等边角钢) 为筋，角钢厚度为
8mm，边长为60mm。淬火液为盐水时，考虑盐水的腐蚀性，槽壁内外应涂有防锈漆。
②进液管和溢流槽
进液管布置在槽的下部，伸到槽内，距槽底为150mm处，以避免搅动沉积在底部的
铁屑等污物。进液管管径依淬火介质水的流速为1.0m/s 设计。
溢流槽设计在槽体上口边缘，便于槽内上浮的热介质溢流，也兼作热介质的出口。溢流槽的容积可容纳一批淬火件和夹具的体积。溢流槽排出的热介质依靠自重抽出，再从槽下部充入。
1.2 淬火槽的尺寸计算
首先用热平衡法计算淬火液需要量，然后确定淬火槽的容积和尺寸以及管道的尺寸。
炉体设计部分设计结果: 最大装炉量：G装=867kg
淬火工件尺寸：V 工=1700mm×800mm×500mm 两次淬火之
间的时间间隔：τ=5.1h
⑴淬火液的需要量
根据热平衡原理可知，淬火工件放出的热量等于淬火液所吸收的热量，即
G C g1t g1 -C g2t g2 VC t2 -t1
所以 V G C g1t g1 -C g2t g2 /C t2 -t1
式中: V ——淬火液的体积，m3;
G ——每次淬火工件的总质量，kg;
t g1 ，t g2——工件的加热温度和冷却终止温度，℃；
C g1 、C g2——工件在t g1 和t g2时的平均比热，当钢件加热到850℃时，C g1 ≈
0.71kJ/(kg ·K); 冷却到150℃时，C g2≈0.5kJ/(kg ·K)；
t 1、t 2——淬火液的开始和终止温度，对于水，t 1=10~25℃，t 2=30~40℃；33
C ——淬火液在t 1~t 2间的平均比热，对于水C=4.16×103kJ/(m 3·K)。
此次设计的最大装炉量G装=867kg, 根据公式可求出淬火液的体积：
867 0.71 850-0.5 150 3
V 3 5.5m
4.16 10340-20
实践表明，用热平衡方法计算出淬火液需要量比较低，其实际冷却能力达不到生产的要求，所以一般还是用经验估算方法来确定淬火液的实际需要量。通常，对于置换冷却的淬火槽，淬火液的重量等于同时淬火工件重量的3~7 倍。
故，淬火液的实际需要量G=7G装, 水的密度ρ水=1000kg/m3可求出V=867 ×7
÷1000=6.069m3
故淬火液的实际需要量V=6.069m3。
⑵淬火槽的形状和尺寸计算
①淬火液的深度h
h=H工+Δh1+Δh2+Δh3
式中：H工——工件的高度，m；
Δh1——淬火时，工件上端据液面的距离，取0.1~0.5m；
Δh2——淬火时，工件下端据液面的距离，取0.1~0.4m ；
Δh3——淬火时，工件上下移动的距离，短件取0.1~0.5m，长件取0.5~1.0m。淬火工件尺寸：V工=1700mm× 800mm×500mm H工=0.5m
h=H工+Δh1+Δh2+Δh3=0.5+0.5+0.4+0.6=2.0m
故淬火液的深度为2.0m
②淬火槽的横截面面积：
A=V/h=6.069 /2.0 ≈3m2
矩形淬火槽横截面的长度为b，宽度为a ,则A=a×b,b=(1.2~1.7)a 。因此，当b=1.7a 时，a=1.5m , b=2m
故淬火槽的长度为2m,宽度为1.5m
③淬火槽的深度H
H=h+h4+h5+h6
式中：h4——工件淬火后介质上升高度h4=V工/A=1.7 ×0.8×0.5/3=0.23m h5——介质热膨胀使液面上升高度，h5=ΔV/A(m)
ΔV——介质热膨胀体积， V 1- 2 V/ 2(m3)
ρ1, ρ2——介质淬火前后密度( kg/L )
盐水：ρ1=998.371kg/m3(10~25℃) ρ2=993.928kg/m3(30~40℃ )
ΔV=(ρ1－ρ2)V/ ρ2=(998.371 －993.928 )× 6.069/993.928=0.027m 3
h5=ΔV/A=0.027/3=0.009m h6=液面至淬火槽口距离，通常取0.1~0.4m
H=h+h 4+h5+h6=2+0.23+0.009+0.3 ≈2.5m
故淬火槽的深度为2.5m
(3) 溢流槽的尺寸计算
工件进入淬火槽中要排除同体积的淬火液，相当于增加同样大体积的淬火液，另外，淬火液因温度升高，而体积增大。这两部分增加的淬火液全部排入溢流槽中，则溢流槽的体积V 溢应为：
3
V 溢=V工+ΔV=1.7×0.8×0.5+0.027=0.707m3 溢流槽设在矩形淬火槽的两端，其横截面面积A 溢=2ab′(m2) 式中b′——溢流槽的宽度，取0.1~0.35m
2
取b′=0.34m,则A溢=2ab′=2×1.5 ×0.34≈1.01m2 溢流槽的计算高度h′
h′=V 溢/A 溢=0.707/1.01=0.7m
故溢流槽的高度为0.7m, 宽度为0.34m，长度为1.5m
(4) 淬火槽内淬火液的置换量
当采用置换冷却法冷却淬火液时，需要在两次淬火之间供入一定量的新液体置换已被加热的液体，以恢复淬火液原来的冷却能力。假定被加热了的淬火液需全部加以置换，那么两次淬火之间的淬火液总置换量V 置就应等于淬火液的总量V(V 置=V)，而单位时间内的淬火液置换量v 置为v 置=V 置/ τ式中：τ——两次淬火之间的时间间隔，s。
－4 3
v 置=V 置/ τ=6.069/(5.1 ×3600)=3.31 ×10－4m3/s
(5) 淬火液的供入管、排出管和事故放油管的尺寸计算
供入管的截面积A 供和直径d 供可按下式计算
A供v置/w供；d供4v置/ 供
式中：v 置——单位时间内淬火液置换量(供入量)，m3/s;
ω供——淬火液供入速度，对于水，ω供=0.5~1.0 （m/s）
－ 4 －4 2
取ω供=1.0m/s ，A供v置/w供=3.31 ×10 /1.0=3.31 ×10 m；
d供4v 置/ 供= 4 3.31 10-4 /1.0 0.021m
故供入管直径d 供=0.021m 两个排出管在两端溢流槽的下部，其截面积A排和直径d 排按下式
A排v置/排；d排2v 置/ 排
式中：ω排——淬火液的排出速度，对于水，ω排=0.2~0.3 （m/s）
－ 4 －3 2
取ω排=0.3m/s ， A排v置/ 排=3.31 × 10－4/0.3=1.1 ×10－3m2；
d排2 2v置/ 排2 3.31 10-4/ 0.3 0.027m
故排出管直径d 排=0.027m
事故排出管要使淬火槽内的盐水在8min 内全部排放到地下集液槽内，故每秒的排出量v 故=V/480（m3/s ）事故排出管的截面A故和直径d 故可按下式
A故v 故/ 故；d故4v故/ 故
式中：ω故为事故排出管的排出速度，用泵排出时采用1.5m/s（2m 3以上的淬火槽常用泵排出）。
每秒的排出量v 故=V/480=6.069/480=0.0126 （m3/s ）
2
A故v故/ 故=0.0126/1.5=0.0084m 2；
d故4v故/ 故4 0.0126/ 1.5 0.103m
故事故排出管直径d 故=0.103m。
综上所述：
淬火槽中淬火液的实际需要量V=6.069m3，淬火液的深度h=2m ，淬火槽长度
b=2m ，宽度a=1.5m ，深度H=2.5m ；
溢流槽长度a=1.5m ，宽度b′ =0.34m ，高度h′=0.7m ；供入管直径d 供=0.021m ；排出管直径d 排=0.027m ；事故排出管直径d 故=0.103m 。
根据要求，结合实际生产情况，设计时选择：供入管直径d 供=0.025m =25mm；排出管直径d排=0.030m=32mm；故事故排出管直径d 故=0.125m=125mm。
2. 冷却循环系统的组成淬火介质冷却系统用于将淬火槽中被置换出来的热淬火介质进行冷却，以便重新送回淬火槽中继续使用。根据工作方式，淬火介质冷却系统可分为单独冷却和集中冷却两种。
此次设计，淬火工件容积很大，散热能力要求较高，故单独配备淬火介质冷却系统。
⑴集液槽集液槽通常是由钢板焊成长方形槽体。集液槽常兼做事故放水槽用，其内部用隔板隔成二或三部分，分别做存液、沉淀和备用。集液槽的容积应大于所服务的全部淬火槽及冷却系统中淬火介质容积的总和。对集水槽要加大20%～30%。
槽内隔板的高度约为槽高的3/4 。
⑵过滤器过滤器安装在集液槽与泵之间，其主要作用是清除淬火介质中的氧化皮及
热处理设备课程设计---实验大纲
《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：2017.7 一、大纲使用说明 本大纲根据金属材料工程专业2017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。
热处理设备的使用与维护保养
1．目的： 使设备有效性的能力维持在最佳状态，从而达到设备寿命周期最大经济化。2．范围： 包括公司所有直接或间接用于热处理的设备。 3．职责： 3.1车间生产人员负责设备的日常点检、运行维护保养。 3.2机电人员负责设备的维护保养的指导、定期检查、大/中修等工作。 3.3热处理技术员负责设备的定期检查.和校验。 3.4实验员负责产品硬度的校验，对实验数据进行记录，并出具产品实验报告。 4.流程：无 5.作业内容： 5.1设备操作 a．开机前，必须熟悉热处理炉传动系统和结构，各开关的功用。 b．升温前首先由机电工对电器.热电偶进行检查，确认正常后，操作工对照《设备日常点检卡》中规定的项目（包括各项报警项目）进行点检，正常后进行操作。c．先开淬火槽循环和水冷却，然后按照升温工艺进行升温。 d．淬火炉温度升到300℃时开启网带传动。 e．当淬火炉升温到600℃，开启回火炉进行升温；当回火炉温度升到设定温度后才开启网带传动（先开网带传送，然后拧涨紧螺杆）。 f. 温度设定：通过温度仪表的上下按键对温度设定值进行调节。 g. 网带速度设定：通过变频器的旋转钮左右旋转对网速进行调节。 5.2 设备运行 a．设备运行过程中操作工应每30分钟巡视一次设备，若发现异常应当即通知机电工进行排异。 b. 设备运行过程中遇设备故障或其它紧急情况，请按照《热处理通用规定》执行。 c. 淬火槽温度接近70℃时开启油冷却对油进行降温，油温接近50℃时关闭油冷却。 5.3 设备停止 a．炉内产品走完后关闭加热电源，（淬火加热炉的网带传动.淬火槽循环.回火炉风扇.水冷却必须开，其它可关。回火炉开始降温后必须停网带，并把涨紧螺杆松开，防止网带拉长变形）。 b. 停炉后必须继续通入甲醇，等淬火炉炉温低于700℃后方可关闭甲醇。 c. 淬火加热炉温低于300℃后才能停网带传动，低于200℃后关闭淬火槽循环泵。回火炉温度低于200℃后可停风扇。 d. 炉温冷却后关闭冷却水。 5.4 日常维护保养
常用材料热处理及热处理代号
常用金属材料及热处理代号 硬度 材料牌号 图纸热处理标注 HB HRc 热处理目的 Q235-A ─ 不热处理 16Mn─ 不热处理 渗碳淬硬S-C59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，去碳处可钻孔 20 20Cr 渗碳高频淬硬 S-G59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，不淬硬处可钻孔正火Z ≤230 组织均匀化，消除应力 调质T235 220～250提高性能，改善组织 调质T265 250～280提高性能，改善组织 淬硬C35 30～40 变形小，硬度略提高 淬硬C42 40～45 提高强度和耐磨性，有一定的韧性 淬硬C48 45～50 提高强度和耐磨性，有一定的韧性高频淬硬G48 表面45～50表面耐磨，心部韧性高，变形小 45 40Cr 高频淬硬G52 表面50～55表面耐磨，心部韧性高，变形小 调质T265 250～280提高性能，改善组织 38CrMoAlA 氮化D900 HV≥850 提高表面硬度及耐磨性，耐疲劳，耐腐蚀性能 退火Th ≤230 降低硬度 65Mn 60Si2MnA 50CrVA 淬硬C42 40～45 提高强度和弹性 退火Th ≤230 降低硬度 GCr15 淬硬C59 ≥59 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤230 降低硬度 T8A 淬硬C58 55～60 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤230 降低硬度 T10A T12A 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 退火Th ≤255 降低硬度 9SiCr Cr12MoV W18Cr4V 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 HT100 HT200 HT250 热时效去应力 QT400-15 QT600-3 热时效去应力 ZG200-400 ZG270-500 正火Z ZCuSn5Pb5Zn5 ─不热处理 ZAlSi7Mg ─不热处理 T2 ─不热处理 H62 ─不热处理 L2 ─不热处理
16Mn钢(热处理课程设计)
目录 第一章金属热处理课程设计简介 (1) 一、课程设计的任务与性质 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、设计内容与基本要求 (1) 四、设计步骤 (2) 第二章材料16Mn基本参数 (2) 一、16Mn材料简介 (2) 二、16Mn材料的性能及用途 (3) 三、16Mn材料化学成分 (3) 四、16Mn物理力学性能 (3) 第三章热处理工艺设计 (4) 一、16Mn热处理概述 (4) 二、16Mn热处理 (4) 三、基本参数确定 (9) 第四章 16Mn钢热处理分析 (10) 一、16Mn钢热处理后组织分析 (10) 二、16Mn钢热处理后材料性能检测 (13) 第五章设计与心得体会 (17) 参考文献 (19)
第一章金属热处理课程设计简介 一、课程设计的任务与性质 《金属热处理原理与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，运用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于强化学生解决问题、分析问题的能力。 二、课程设计的目的 1、课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2、培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3.培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4.提高技术总结及编制技术文件的能力。 5.是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 三、设计内容与基本要求 设计内容：完成合金结构钢（16Mn）的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。 基本要求： 1.课程设计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2.合理地确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3.正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4.正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 5.课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。 四、设计步骤 方案确定： 1.根据零件服役条件合理选择材料及提出技术要求。
《热处理设备》复习题共28页文档
热处理设备复习题 第一单元综合训练题答案 一、填空题 1．常用耐火材料有（粘土砖、高铝砖、耐火混凝土制品及各种耐火纤维），它们的最高使用温度分别为 （1350℃、1500℃、600~1460℃、1100~1600℃）。 2．荷重软化开始点是指在一定压力条件下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形量为 0.6% 的温度。 a.0.2% b.0.6% c.1.2% 3．抗渗碳砖是Fe 2O 3含量 a 的耐火材砖。 a. ＜1% b.＞1% c.＞2% 4．常用隔热材料有（硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉以及珍珠岩制品），其中最低使用温度及材料是 石棉 、 500℃ 。 5．传热的基本方式有 传导 、 对流 、 辐射 ，综合传热为 同时具有两种或两种以上的单一传热 。 6．电阻丝对炉墙的传热是 b ，炉墙对车间的传热是 b ，电阻丝对炉墙对车间的传热包括了 e ，通过炉墙的传热是 a ，上述四者中传热量较大或热阻较小（可忽略不计）的是 h 、 热阻较大的是 k ；燃气对工件的传热是 b 。 a.传导 b.对流+辐射 c.辐射+传导 d.辐射 e.辐射+传导+对流 g.传导+对流 h.电阻丝对炉墙的传热 i.炉墙对车间的传热 k.通过炉墙的传热 7．影响“黑度”的因素有 b 、d 、e 、g 、f 。 a.时间 b.表面粗糙度 c.传热面积 d.温度 e.物体的材料 f.物体的形状 g.物体的颜色 h.角度系数
8．增强传热（含炉温均匀性）有 a 、s 、d 、g 、h 、k 、n 、o ，削弱传热有d 、e 、f 、i 、j 、l 、m 、p 。 a.加大温差 b.增加传热面积 c.增加风扇 d.加大气孔率 e.减小热导率 f .增加隔板 g.增加导风系统 h .箱式炉膛改圆形炉膛 i.圆形炉膛改箱式炉膛 j .炉壳外刷银粉比砖墙或一般金属外壳 k.增加黑度（如工件或炉壁表面涂覆高黑度磷化处理层或CO 2红外涂料） l.降低黑度 m.工件表面不氧化（真空、可控、保护、中性气氛加热） 比工件表面氧化 n.高速燃气烧嘴比低速燃气烧嘴 o.燃气炉比空气炉 p.空气炉比燃气炉 三、简答题 1．比较重质砖、轻质砖以及硅酸铝耐火纤维的主要性能，说明它们在热处理炉中的应用及应注意的问题。试选择电阻丝搁板所用材料，并说明选择的依据。 答：重质砖使用温度高于同材质的轻质砖，硅酸铝耐火纤维兼有耐火及保温性能，新型耐火纤维的使用温度高于重质砖。重质砖多在炉底支撑砖，轻质砖多用于炉侧墙或炉顶，硅酸铝耐火纤维使用温度不要过高以防损坏。电阻丝搁板通常选择高铝砖或刚玉材料，并说明选择的依据。 2．比较三种基本传热方式的异同。 答：三种传热均与温差、传热面积、传热系数、传热时间成正比。不同的材料的传热系数差别很大，对流传热还与流体的流速、温度、黏度有关，辐射传热还与材料的黑度、角度系数、表面粗糙程度有关。 3．写出单层稳定态传导传热计算公式。 答：φ = S t t λδ ) (21- 或 q = λδ)(21t t - 4．有一双层炉墙，第一层是重质耐火粘土砖厚113mm ，第二层为硅藻土砖厚
课程设计报告模板--热处理设备
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。（2）零件图3张：电热元件零件图，炉门图，炉衬图（A4）。 3、使用说明书：电阻炉的技术规范及注意事项等。
几种非标自动化设备常用材料
1.LY12的介绍 LY12是旧牌号，新牌号是2A12，这是一种高强度硬 铝，可进行热处理强化，在退火和刚淬火状态下塑性中 等，点焊焊接性良好，用气焊和氩弧焊时有形成晶间裂 纹的倾向；合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚 好，退火后可切削性低；抗蚀性不高，常采用阳极氧化 处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。 LY12为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较 合理，综合性能较好。很多国家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2024合金的强度比7075铝合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。 1.组织致密性： 独有的晶粒细化工艺保证,航空产品系列全部通过航空航天用铝合金制品的超声波探伤工序检验,无沙孔、裂纹、气泡及杂质等。 2.内应力（人工时效）： 完美的预拉伸消除内应力工艺处理，彻底消除内应力，产品在加工和受力时也不会翘曲、开裂及变形。 3.公差精度： 产品全部符合美国材料及试验学会规范(ASTM)和航空航天材料规范(AMS),大部分产品的公差指标可超过ASTM1/2公差精度,部分产品公差指标甚至可超过ASTM 1/4标准公差精度。 4.加工性能： 将化学成分、强度及硬度的偏差降至最小，加工中不会发生"粘刀"、"崩刀"现象。 5.均匀性： 热处理技术卓越，产品在300mm厚度（或直径）以下，强度、硬度可保持一致。 6.稳定性： 生产工序全部电脑控制，绝少人为偏差，不同批次生产也可保证性能一样。 7.染色效果： 染色处理效果均匀而有光泽，表面无“条纹”状或“斑点”状、颜色不一的现象发生。 8.抗腐蚀性能 :通过金属及合金的显微检验，具有优良的抗应力腐蚀性能及抗腐蚀鳞状剥落性能，在各种介质（如水蒸气、弱酸、弱碱等）环境下长久使用不会产生凹坑或发黑现象。 9.抗高温性能: 在400℃工作环境中不会产生永久变形。 10.弯曲性能: 板材全部通过半导弯曲检验，弯曲180度不会产生开裂现象。
常用材料热处理
常用材料热处理
材料热处理中的特性： 淬透性（可淬性）：指钢接受淬火的能力 零件尺寸越大，内部热容量也越大，淬火时冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。但淬透性大的钢，尺寸效应不明显。 由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸零件时用碳钢正火比调质更经济。 常用钢种的临界淬透直径De mm 常用材料的工作条件和热处理 渗碳钢：（含碳量0.1～0.25％） 10、15、20、 15Cr、20Cr、20Mn2、20CrMn、20CrMnVB 25MnTiB、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo 30CrMnTi、20Cr2Ni4A、12CrNi3A、18Cr2Ni4W A
渗碳钢在高温下长时间保温，晶粒易于长大，恶化钢的性能。 表面含碳量在0.85～1.05％，表层硬度≥56～65(HRC) 心部含碳量在0.18～0.25％，HRC30~45 含碳量在0.3％时，HRC30~47 常用渗碳钢渗碳后的硬度 调质钢（含碳量0.25～0.5％） 40、45、40Cr、50Mn2、35CrMo、30CrMnSi、 40CrMnMo、40MnB、40MnVB、40CrNiMoA 38CrMoAlA 碳素调质钢淬透性低。 常用调质钢的调质硬度 调质钢对表面耐磨性要求较高时还需高频淬火，要求耐磨性更高时则需渗氮。
弹簧钢含碳量：碳素弹簧钢0.6～0.9％ 合金弹簧钢0.45-0.7％ 弹簧钢的选用： 钢丝直径<12～15mm 65、75 弹簧≤25mm 65Mn、55Si2Mn 60Si2Mn、70Si3MnA 钢丝直径≤30mm 50CrVA、50CrMnVA 重要弹簧 60Si2CrVA、65Si2MnVA 弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火 热处理的硬度一般为 HRC41-48 对于一般小弹簧（钢丝截面D<10mm）不淬火，只作250～300去应力处理。 65Mn淬硬性好，硬度≥HRC59。 轴承钢含碳量0.95～1.10％ 含铬量0.5～1.65％ GCr9 GCr15 GCr15SiMn GsiMnV GMnMoVRE GSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV 轴承承受高压集中周期性交变载荷，由转动和滑动产生极大的摩擦。 轴承钢一般首先进行球化退火—淬火—低温回火，硬度为HRC61-65。
热处理设备课程设计淬火盐水槽的设计
2015—2016学年第二学期 热处理设备课程设计淬火盐水槽设计 设计者： 班级： 指导教师： 设计日期：
目录 一．淬火槽设计 1.基本要求 2.设计内容 二．设备计算和选择 1.淬火盐水槽的尺寸确定 1.1淬火盐水槽的结构形式 1.2淬火盐水槽的尺寸计算 2.冷却循环系统的组成 3.冷却器的计算与选择 三．绘图 四．收获总结 致谢
一、淬火槽设计 1.基本要求 冷却是热处理生产的重要组成部分。淬火冷却设备的主要作用是实现对材料的淬火冷却，达到所要求的组织和性能；同时减少或避免工件在冷却过程中开裂和变形。 对淬火冷却设备的基本要求是： ①能容纳足够的淬火介质，以满足吸收高温工件的热量的需要； ②能控制淬火介质的温度、流量和压力参数等，以充分发挥淬火介质的功能； ③能造成淬火介质与淬火工件之间的强烈运动，，以加快热交换过程； ④对容易开裂和变形的工件，应设置适当的保护装置，以防止开裂和减少变形； ⑤设置介质冷却循环系统，以维持介质温度和运动； ⑥保护环境和生产安全。 2.设计内容 ①根据工件的特性、淬火方法、淬火介质、生产量和生产线的组成情况，确定淬火槽的结构类型； ②根据每批淬火件的最大重量、最大淬火尺寸确定淬火槽的容积； ③选择淬火介质在槽内的运动形式，确定供排介质的位置。确定驱动介质运动装置的安装位置； ④选择淬火槽的结构材料，考虑材料的抗蚀性和避免应用催化介质变质的材料； ⑤绘制水槽结构图，给出用料明细表； ⑥给出配套冷却器（型号、换热量）。 二、设备计算和选择 1.淬火槽的尺寸确定 1.1淬火槽的结构形式 此次设计的淬火槽结构形式为普通型间隙作业淬火槽，主体结构由槽体、介质进排液管及溢流槽组成。 ①槽体 淬火槽槽体材质采用Q235钢。其屈服强度δs=235MPa,抗拉强度δ
热处理设备习题答案1
第一单元综合训练题答案 一、填空题、选择填空题 1．常用耐火材料有（粘土砖、高铝砖、耐火混凝土制品及各种耐火纤维），它们的最高使用温度分别为 （1350℃、1500℃、600~1460℃、1100~1600℃）。 2．荷重软化开始点是指在一定压力条件下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形量为0.6% 的温度。 a.0.2% b.0.6% c.1.2% 3．抗渗碳砖是Fe2O3含量a的耐火材砖。 a.＜1% b.＞1% c.＞2% 4．常用隔热材料有（硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉以及珍珠岩制品），其中最低使用温度及材料是石棉、 500℃。 5．传热的基本方式有传导、对流、辐射，综合传热为同时具有两种或两种以上的单一传热。 6．电阻丝对炉墙的传热是 b ，炉墙对车间的传热是 b ，电阻丝对炉墙对车间的传热包括了e ，通过炉墙的传热是 a ，上述四者中传热量较大或热阻较小（可忽略不计）的是h 、 热阻较大的是k ；燃气对工件的传热是 b 。 a.传导 b.对流+辐射 c.辐射+传导 d.辐射 e.辐射+传导+对流g.传导+对流h.电阻丝对炉墙的传热i.炉墙对车间的传热k.通过炉墙的传热 7．影响“黑度”的因素有b 、d、e、g、f 。 a.时间 b.表面粗糙度 c.传热面积 d.温度 e.物体的材料 f.物体的形状 g.物体的颜色 h.角度系数 8．增强传热（含炉温均匀性）有a、s、d、g、h、k、n、o，削弱传热有d、e、f、i、j、l、m、p 。 a.加大温差 b.增加传热面积 c.增加风扇 d.加大气孔率 e.减小热导率 f.增加隔板 g.增加导风系统 h.箱式炉膛改圆形炉膛 i.圆形炉膛改箱式炉膛 j.炉壳外刷银粉比砖墙或一般金属外壳 k.增加黑度（如工件或炉壁表面涂覆高黑度磷化处理层或CO2红外涂料） l.降低黑度 m.工件表面不氧化（真空、可控、保护、中性气氛加热）比工件表面氧化 n.高速燃气烧嘴比低速燃气烧嘴 o.燃气炉比空气炉 p.空气炉比燃气炉 二、是非题 1．荷重软化开始点与最高使用温度基本相等或比较接近（是）。 2．重质砖、轻质砖可以是同一种原材料制成，热导率相同（非）。 3．耐火材料中Al2O3含量越高，其使用温度也越高（是），其颜色也越白（是）。 4．工程上把导热系数小于0.23 W/(m·℃)的材料称为隔热材料（是），其热导率低，热阻大，削弱传热（是）。主要是气孔率高、比重轻，发挥了空气是不良导体的作用（是），其使用温度高于耐火材料（非）。
热处理工艺设计课程设计
北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27
课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。
《热处理设备》
《热处理设备》复习题 绪论 热处理设备主要有加热设备、冷却设备和炉用仪表。其中，加热设备是热处理过程中的主要设备。预备热处理通常使用电阻炉、燃气炉（箱式、井式、台车式），最终热处理通常使用浴炉、感应加热设备、井式气体渗碳路、电阻炉、燃气炉，高质量的最终热处理通常使用可控气愤炉、可控气愤多用炉、真空热处理炉。热处理炉主要技术性能指标有额定温度、额定功率、工作电压、炉膛尺寸、生产率、最大装炉量、空炉升温时间等。 第一单元热处理设备基础 模块一筑炉材料 主要的筑炉材料有砌筑炉衬所用的耐火材料、隔热材料（或称绝热材料、保温材料）、制作炉底板和炉罐的耐热钢。 耐火材料 凡能够抵抗高温，并能承受高温物理和化学作用的材料，称为耐火材料。 热处理炉对耐火材料的性能要求： 1有足够的耐火度。指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度，但并不是它的熔点。根据耐火度的高低，耐火材料可分为普通耐火材料（耐火度为1580~1700℃）、高级耐火材料（耐火度为1770~2000℃）和特级耐火材料（耐火度大于2000℃）。 2有一定的高温结构强度。高温结构强度用荷重软化点来评定，荷重软化点是指式样（尺寸为φ36*50mm）在一定压力（0.2MPa）条件下，以一定的升温速度加热，测出试样开始变形（变形量为原试样的0.6%）的温度，此温度叫改耐火材料的荷重软化点开始点。 3高温化学稳定性好。 4有良好的耐急冷急热性。 5高温下的体积稳定性。 热处理炉常用的耐火材料及应用： 1粘土质耐火材料（重质砖） 2轻质（轻质砖）与超轻质耐火材料 3高铝质耐火材料 4刚玉制品 5硅酸铝耐火纤维 6耐火混凝土，与耐火砖相比，耐火混凝土的优点是：可在现场直接制造，取消了复杂的烧结工序：具有可塑性和整体性，忧虑与复杂制品的成型；较耐火砖砌炉及修炉的速度快，加强了炉体的整体性，寿命长。 热处理炉常用的耐火混凝土有以下几种： （1）铝酸盐耐火混凝土（2）磷酸盐耐火混凝土（3）水玻璃耐火混凝土 隔热材料 工程上把导热率小于0.23W/( m*℃)的材料成为隔热材料。隔热材料的主要性能特点是热导率低、体积密度小、比热小等。 硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉、珍珠岩、
热处理设备(教学大纲)
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
真空热处理炉课程设计
真空热处理炉 设计说明书 （课程设计） 一、设计任务说明说： WZC-60型真空淬火炉技术参数：
二、确定炉体结构和尺寸： 1、炉膛尺寸的确定 由设计说明书中，真空加热炉的有效加热尺寸 为900mm×600mm×450mm ，隔热屏部结构尺寸 主要根据处理工件的形状、尺寸和炉子的生产率决定， 并应考虑到炉子的加热效果、炉温均匀性、检修和装 出料操作的方便。一般隔热屏的表面与加热器之 间的距离约为50—100mm；加热器与工件(或夹具、 料筐)之间的距离为50一150mm。隔热屏两端通常不 布置加热器，温度偏低。因此，隔热屏每端应大于 有效加热区约150—300mm，或更长一些。从传热学 的观点看，圆筒形的隔热屏热损失最小，宜尽量采用。 则： L＝900＋2×(150～300)＝1100～1400mm B＝600＋2×(50～150)＋2×(50～100) ＝800～1100mm H＝450＋2×(50～150)＋2×(50～100) L=1300㎜＝650～950mm B=900㎜不妨，我们取L=1300 mm；B=900mm；H=850mm。 H=850㎜
2、炉衬隔热材料的选择 由于炉子四周具有相似的工作环境，我们一般选用相同的材料。为简单起见，炉门及出炉口我们也采用相同的结构和材料。这里我们选用金属隔热屏，由于加热炉的最高使用温度为1300℃，这里我们采用六层全金属隔热屏，其中三层为 钼层，外三层为不锈钢层。 按设计计算，第一层钼辐射屏与炉温相等，以后各辐射屏逐层降低，钼层每层降低250℃左右，不锈钢层每层降低150℃左右。 则按上述设计，各层的设计温度为： 第一层：1300℃；第二层：1050℃； 第三层：800℃；第四层：550℃； 第五层：400℃；第六层：250℃； 水冷夹层壁：100℃ 最后水冷加层壁的温度为100℃<150℃， 符合要求。 3、各隔热层、炉壳壁的面积及厚度 （1）、隔热屏 由于隔热层屏与屏之间的间距约8～15mm，这里我们取10mm。钼层厚度0.3mm，不锈钢层厚度0.6mm。屏的各层间通过螺钉和隔套隔开。
热处理设备习题答案2
16米新型燃气热处理炉 16米新型燃气热处理炉的用途： 16米新型燃气热处理炉是我公司承制的新型燃气、燃气工业炉采用了全硅酸铝耐火纤维炉墙、高速调温自控烧咀、先进的计算机自控系统、余热回收装置、炉体全密封等多项先进技术。 16米新型燃气热处理炉拥有的结构特点： 1.全硅酸铝纤维炉墙： 将耐火纤维应用在工业炉上并成功地解决了硅酸铝纤维的固定和纤维的热收缩问题。硅酸铝纤维与普通的耐火砖相比，具有重量轻、隔热保温性能好（与普通耐火砖相比可节能28～30％）和使用寿命长的特点。同时，由于重量轻，与普通砖体炉相比，可大大减少钢材的用量。 2.余热回收和全密封技术： 通过余热回收装置，使预热空气温度～300°C，提高了炉子热效率。采用了全密封技术，消除了炉子漏火现象，节约燃料。 综上所述，天然气热处理炉(16米)具有以下卓越性能： 1)卓越的节能效果。炉子热效率可达35～40%。 2)控温精度高。 3)优良的环保性能。S02、NOx排放量远低于国家允许排放标准。燥声指标低于国家标准。 4)高度的自动化性能。操作工可以在仪表间完成所有操作。 3.先进的燃烧系统： 我公司开发研制的高速调温自控烧嘴、烧嘴控制器和各种自控阀，组成了自控燃烧系统。这种新型燃烧系统，具有出口速度高（70～100m/s)、燃烧充分、节能效果显著、NOx产物低的特点。由于火焰出口速度高，强化了炉内气体的循环和对流，提高了炉温的均匀性和热效率，从而提高了加热质量，缩短了加热时间。高速调温自控烧嘴系统，可实现点火、燃烧能力调节、熄火报警、自动保护及再点火等全过程的自动控制。为高精度炉温自动控制提供了技术保证。 4.先进的自控系统： (1)可靠的安全保护系统： 在仪表柜上设有温度、炉压、各烧嘴、各管路参数的操作值显示和异常情况报警及紧急保护措施。确保操作安全。 (2)炉内压力自控系统： 可设定和自动调节炉内压力，使炉压控制在最佳值，保证炉内工况稳定并充分利用炉气热量。 (3)管路参数自控系统： 燃烧系统所需的助燃空气管路和燃料管路，其压力可设定和自动调节，使助燃空气和燃料量控制在最佳比值，保证了极高的燃烧效率，消除了黑烟。 (4)炉内温度控制系统： 采用先进的西门子PLC，它和测温元件、自控烧嘴组成闭环控制。温控仪接口与上位计算机联接，组成BT-DCS型集散式热处理温度控制系统，配有高分辩率彩色屏幕、CRT操作控制台。语音报警，具有良好的用户界面。采用先进的模糊控制原理，具有高精度、高灵活性、抗干扰性和高可靠性。温控系统可对热处理生产工艺曲线进行自动计算、操作、显示、存储，实现全过程控制。
《热处理设备》课程设计指导书
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 .专业.整理.
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 (17) 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) .专业.整理.
一、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 o [kg /m2·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 o 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。 井式炉的炉膛有效尺寸Φ 效和Ｈ 效 ，通常可根据排料情况或料筐尺寸来确定。 按排料法设计时，工件之间的距离应不小于其直径或厚度。 2、确定炉膛砌砖体尺寸 通常在炉膛的两侧墙上都要安装电热元件，为了保证操作方便和加热均匀，在工件与电热元件之间要留出一定的距离。 在箱式炉中，一般规定工件到侧墙内壁的距离为0.1~0.15m；靠近炉门处的炉温偏低，工件到炉门口之间也应留出0.1~0.2m的距离。因此，箱式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为： B 砌= B 效 + 2(0.1~0.15) (m) L 砌= L 效 + (0.1 ~ 0.2) (m) 在井式炉中，工件至电热元件之间应保持0.1~0.2m的距离，工件至炉底和炉顶的距离应在0.15~0.25m。因此，井式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为： Φ 砌= Φ 效 + 2(0.1~0.2) (m) H 砌 = H 效 + 2(0.15~0.25) (m) 3、箱式炉炉膛高度H 砌 的确定 箱式炉的炉膛高度H 砌 （指炉底板面至炉顶拱脚的距离）目前尚无一致的计算方法。原则上，中、高温炉以辐射传热为主，炉膛应稍高些以增大辐射面积，通常要求从装料上方到炉顶应保持 0.2~0.3m的空间。根据现有炉子的统计资料， 大多数箱式电阻炉的H 砌与B 砌 之比在0.5~0.9范围内变动，中温电阻炉一般可取 0.8左右。另外，在决定炉膛高度时，必须考虑炉内侧壁上电热元件搁砖的层数。标准搁砖每层高度为67mm（包括2mm灰缝），在电热元件搁砖层数n确定后，H 砌 .专业.整理.
热处理工艺及设备概述
热处理工艺及设备概述 热处理工艺： 热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢材的性能，其中包括实用性能工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的过程能使钢的性能发生改变。 热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构可以发生一系列变化。采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。 钢的热处理基本方法有以下几种：
（一）钢的热处理工艺 （1）退火与正火 将工件加热到一定温度后保温，然后缓慢冷却（通常随炉冷却）的热处理工艺，称为退火。根据不同目的，可以将工件加热到昨临界温度以上退火，例如完全退火、不完全退火、球化退火；也可以在临界温度以下退火，例如再结晶退火、去应力退火等。 正火与退火相似，区别在于正火的加热温度较高（临界温度以上），冷却速度较快（通常在空气中冷却），因此正火后工件组织细密，强度、硬度都比退火高。生产中常使用正火或退火来消除铸件、锻件热处理件和轧材的组织缺陷，细化均匀组织，消除残余应力，调整硬度，以利于切削加或进一步热处理。 （2）淬火和回火 淬火是将工件加热到临界温度以上保温后快速冷却（通常水冷或油冷）的热处理工艺。其目的在于获得高硬度的马氏体等组织，并配以不同温度的回火，从而赋予工件所需要的组织和性能。所谓回火，则是淬火工件低于临界的重新加热、保温、冷却（一般空冷）的热处理工艺。尺寸不大、形状简单的非合金钢零件，可用一定配方的盐水作为淬火冷却的冷却介质；全金钢零件淬火介质可用矿物油，以避免过快冷却使工件产生过大的内应力导致裂纹。
热处理设备课程设计指导书
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 (17) 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)
一、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 o [kg /m2·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 o 确定出炉底的有效面积F 效 ；再根据L 效 / B 效 = ~ 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。 井式炉的炉膛有效尺寸Φ 效和Ｈ 效 ，通常可根据排料情况或料筐尺寸来确定。 按排料法设计时，工件之间的距离应不小于其直径或厚度。 2、确定炉膛砌砖体尺寸 通常在炉膛的两侧墙上都要安装电热元件，为了保证操作方便和加热均匀，在工件与电热元件之间要留出一定的距离。 在箱式炉中，一般规定工件到侧墙内壁的距离为~0.15m；靠近炉门处的炉温偏低，工件到炉门口之间也应留出~0.2m的距离。因此，箱式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为： B 砌= B 效 + 2~ (m) L 砌= L 效 + ~ (m) 在井式炉中，工件至电热元件之间应保持~0.2m的距离，工件至炉底和炉顶的距离应在~0.25m。因此，井式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为： Φ 砌= Φ 效 + 2~ (m) H 砌 = H 效 + 2~ (m) 3、箱式炉炉膛高度H 砌 的确定 箱式炉的炉膛高度H 砌 （指炉底板面至炉顶拱脚的距离）目前尚无一致的计算方法。原则上，中、高温炉以辐射传热为主，炉膛应稍高些以增大辐射面积，通常要求从装料上方到炉顶应保持 ~0.3m的空间。根据现有炉子的统计资料， 大多数箱式电阻炉的H 砌与B 砌 之比在~范围内变动，中温电阻炉一般可取左右。 另外，在决定炉膛高度时，必须考虑炉内侧壁上电热元件搁砖的层数。标准搁砖每层高度为67mm（包括2mm灰缝），在电热元件搁砖层数n确定后，H 砌 也可由下式确定：
【精品】热处理工艺及设备讲义
热处理工艺及设备教学内容 第一讲：绪论 （自我介绍，与学生沟通。） 举例: 例1）：弹簧件：目前用于制作弹簧工件的材料有很多种。首先根据工件使用条件和要求选用合适的弹簧钢,然后加工成形。这时虽然材料和工件的形状都达到了弹簧工件的要求，但性能并没有达到技术要求.这时工件在受力作用下就会发生塑性变形,无法起到弹簧工件的作用。要想使工件充分体现出弹簧的特性,就要根据所用具体材料进行相应热处理来满足. 例2):家用菜刀、剪刀等，这些工件使用性能如何，热处理的好与坏，直接影响刀具的质量，如硬度低时，易出现卷刃现象，如硬度过高，易出现断裂现象等. 例3）:学生在钳工实习时制作的小锤子。在钳工制作锤子时，所用工具有:锉刀、锯条和钻头等工具，它们同样是金属材料,为什么锤子能被加工得动?这说明这些工具的硬度比锤子的硬度高,所以能把锤子从原材料加工成锤子的形态。但在钳工加工成形的锤子也只是一个半成品。因为虽然锤子的形状,尺寸达到了要求，但它们的机械性能并没有达到要求。如果这时用它锤击工件，锤子本身就会出现变形。所以要想使锤子不但在尺寸和精度上达到要求而且在性能上也应达到技术要求，为此就要通过进行热处理来完成。 例4）：古代刀剑,不经过热处理，是没法上战场使用的。
引出本课程的教学目的：认识、理解、掌握、运用《热处理工艺及设备》知识。0绪论 0-1热处理的起源和历史 春秋战国时期，铸铁的石墨化退火和脱碳退火，应用于农具中； 西汉时代，钢铁兵器的淬火提高硬度; 三国时代，发现了淬火介质对工件质量的影响； 汉魏时期，开始了化学热处理； 明代，有了渗碳工艺; 由于历史原因，新中国成立前的热处理一直停滞不前. 0-2热处理的概念、工艺特点 1、热处理：采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和冷却， 以获得所要求的组织结构（或表面化学成分)与性能的工艺。 性能包括:工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能.