熱處理復(fù)習(xí)提綱

1、熱工設(shè)備及儀表課程考試復(fù)習(xí)提綱第一章 1、 傳熱的方式及其共同性和特殊性；傳熱三種基本的方式：傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱、輻射傳熱傳導(dǎo)傳熱特點(diǎn)：微觀上，物體的微觀粒子不發(fā)生宏觀的相對(duì)移動(dòng)，只是其熱振動(dòng)和碰撞中發(fā)生能量傳遞；宏觀上表現(xiàn)為熱量從物體的高溫部分傳導(dǎo)低溫部分。對(duì)流傳熱特點(diǎn)：對(duì)流傳熱過程中，既有流體質(zhì)點(diǎn)的導(dǎo)熱作用，又有流體質(zhì)點(diǎn)位移產(chǎn)生的對(duì)流作用。輻射傳熱特點(diǎn)：輻射傳熱不需要任何介質(zhì)輻射傳熱伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 熱能輻射能熱能輻射體之間能同時(shí)向?qū)Ψ捷椛淠芰亢臀諏?duì)方投射來的輻射能量 “對(duì)等性”2、不同傳熱求解時(shí)要測(cè)量的主要參數(shù)，如反映材料熱傳導(dǎo)能力大小的熱導(dǎo)率；熱導(dǎo)率、對(duì)流換熱系數(shù)、3. 黑體輻射基本

2、定律；普朗克定律、斯蒂芬-波爾茲曼定律、灰體和實(shí)際物體的輻射力、克希荷夫定律p144. 分析不同情況下的傳熱方式，如描述工件和爐墻的綜合傳熱過程。爐墻傳熱過程：爐氣以對(duì)流和輻射方式傳給內(nèi)壁；內(nèi)壁以傳導(dǎo)方式傳到外壁；外壁則以對(duì)流 和輻射方式傳給周圍的空氣。  工件傳熱過程：工件在熱處理爐內(nèi)加熱時(shí)，熱源與工件表面不僅有輻射換熱，而且還有對(duì)流 換熱。第二章1、 控制氣體流量的設(shè)備；質(zhì)量流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)一般小流量的，如10ml/min用質(zhì)量流量控制器（+質(zhì)量流量顯示儀）大流量的可用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，如0.5L/min的載氣之類的2、 測(cè)定如何判壓力的設(shè)備；水銀氣壓計(jì)

3、：利用水銀柱與大氣壓力相平衡的原理而制成的氣壓測(cè)量?jī)x器稱為水銀氣壓表。將一根管頂抽真空的玻璃管插入水銀槽中就可形成如圖所示的最簡(jiǎn)單的水銀氣壓表。當(dāng)作用在水銀槽面上的大氣壓力與管內(nèi)水銀柱重量產(chǎn)生的壓強(qiáng)相平衡時(shí)，水銀柱將穩(wěn)定在某一高度上。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，這個(gè)高度就可以用來表示大氣壓力?？蘸袣鈮罕砗蜌鈮河?jì)：空盒感應(yīng)氣壓是利用空盒的彈力與大氣壓力相平衡測(cè)量氣壓的。但大氣壓力發(fā)生變化時(shí)，空盒隨之產(chǎn)生形變，把這種形變進(jìn)行一定程度的放大就可以用來指示氣壓的變化。電子氣壓表：使用傳感器將大氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化，再經(jīng)過電子測(cè)量電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理而獲得氣壓值，并常以數(shù)字量輸出。沸點(diǎn)氣壓表3、判斷熱處

4、理爐的不同位置發(fā)生溢氣和吸氣；如何判斷爐氣的上浮能力，解釋煙囪的作用；利用靜壓頭來判斷，在相對(duì)零壓面以上，爐內(nèi)的靜壓頭為正，越往上其正值越大，從爐壁 開口會(huì)向外溢氣，同理，零壓面以下，爐氣的靜壓頭為負(fù)，越往下其負(fù)值越大，從爐壁開口 處會(huì)吸入冷空氣。 用位壓頭來判斷，位壓頭的絕對(duì)值越往下數(shù)值越大，爐氣的上浮能力越強(qiáng)，反之上浮能力 小。  煙囪的作用：造成位壓頭，使?fàn)t氣具有上浮能力，在煙囪底部形成相對(duì)負(fù)的靜壓頭。 第三章1、 根據(jù)熱處理處理?xiàng)l件，從耐火材料的高溫化學(xué)穩(wěn)定性等方面解釋選材的原因；原因： 根據(jù)各種熱處理情況

5、如,使用溫度;熱處理氣氛是否與耐火磚的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng);電熱元件 是否與電熱隔磚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等要求對(duì)耐火材料進(jìn)行選用:例如制造無罐氣體滲碳爐時(shí)，高 碳?xì)夥諏?duì)普通黏土磚有破壞作用，爐墻內(nèi)襯的耐火材料需用含F(xiàn)e2O3 小于1%的耐火磚，即 抗?jié)B磚。制造電極鹽浴爐時(shí)，由于熔鹽對(duì)耐火材料的沖刷作用，坩堝材料必須采用重質(zhì)耐火 磚或耐火混泥土，電熱元件隔磚不得與電熱元件材料發(fā)生化學(xué)作用，對(duì)鐵鉻鋁電熱元件要用 高鋁磚作隔磚。  2、 陶瓷涂料的作用；（1） 耐火材料用陶瓷涂料的作用：陶瓷材料的輻射能力強(qiáng)，因而爐子升溫速度快、爐溫

6、 均勻，可降低能耗 15%-30%。涂料的氣孔率低，化學(xué)穩(wěn)定性好，可阻止使耐火材料損壞的 各種氧化性氣氛擴(kuò)散滲透，能成倍地提高耐火材料的使用壽命。  （2）金屬構(gòu)件用陶瓷涂料的作用：不影響爐內(nèi)氣氛；不影響被涂金屬的物理化學(xué)性質(zhì)和 機(jī)械性能，還可以防止被涂金屬氧化、脫碳或滲碳，防化學(xué)腐蝕；與金屬間的結(jié)合牢固，耐 磨性好，經(jīng)固化處理后，表面比基體更細(xì)密?？纱蠓岣呓饘贅?gòu)件的使用壽命。 3、 保溫材料的作用；保溫材料的作用：減少爐子熱傳導(dǎo)引起的熱損失，提高爐子的熱效率。4、 爐用金屬材料的要求；爐用金屬的要求：在高溫下工

7、作時(shí)，承受一定的載荷，并受高溫介質(zhì)的化學(xué)腐蝕，要求具 有良好的抗高溫氧化性和高溫強(qiáng)度，所以要用耐熱鋼來制造。爐子的外殼和構(gòu)架可用普通金 屬材料制作。第四章1、 如何選擇熱處理電阻爐的基本類型；按作業(yè)規(guī)程可分為周期作業(yè)爐和連續(xù)作業(yè)爐。周期作業(yè)爐是將工件成批入爐，在爐中完成加熱、保溫等工序，出爐后再將另一批工件裝入爐子的熱處理爐。這類爐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造，可以完成多種工藝，適用于多品種、小批量生產(chǎn)。常用的爐型有：箱式爐、井式爐、臺(tái)車式爐、罩式爐等。連續(xù)作業(yè)爐是指連續(xù)地或間歇地裝料，工件在爐內(nèi)不斷移動(dòng)，完成加熱、保溫，有事包括冷卻在內(nèi)的全過程的熱處理爐。這類爐子生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，具

8、有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約能源，生產(chǎn)成本低，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化，適用于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但一次性投資大，不易改變工藝。常用連續(xù)作業(yè)爐有：輸送帶式爐、忘帶式爐、推桿式爐、震底式爐、轉(zhuǎn)底式爐等。2、井式電阻加熱爐采取什么措施實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的溫度均勻；井式電阻爐爐膛較深，上下散熱條件不一樣，為使?fàn)t膛溫度均勻，常分區(qū)布置電熱元件，各 區(qū)單獨(dú)供電并控制溫度；還可以在爐蓋上安裝風(fēng)扇，一般是直通式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)迫爐氣沿料框向下流動(dòng)，再有料框底部板孔進(jìn)入料框講熱量傳遞給工件，筐內(nèi)氣體受風(fēng)機(jī)負(fù)壓吸入而循環(huán)流動(dòng)使溫度均勻。第五章1、 根據(jù)工件的特點(diǎn)等情況選擇合適的熱處理爐電阻爐；根據(jù)工件的特點(diǎn)：加工細(xì)長(zhǎng)軸

9、類工件，為防止變形宜用井式爐；加工大中型鑄、鍛毛坯件 的退火、正火、回火等處理，宜用臺(tái)車爐；小型軸承鋼球、滾子等則選用滾筒式爐。根據(jù)技術(shù)要求：對(duì)加熱溫度、爐膛介質(zhì)、冷卻速度、冷卻方式、表面狀態(tài)、允許變形量等特殊要求時(shí)，如高合金模具淬火需要用高溫爐，精加工零件表面要求不氧化則需要保護(hù)氣溫爐、真空爐，有表面硬化及化學(xué)熱處理要求的則需滲碳、滲氮爐等。產(chǎn)量大小：生產(chǎn)量大、品種單一、工藝穩(wěn)定情況下，可考慮使用連續(xù)爐；對(duì)產(chǎn)量不大、品種多、工藝變化大的，則使用箱式爐和箱式多用爐。2、 電熱元件的性能要求；性能要求：具有良好的耐熱性及高溫強(qiáng)度；具有較大的電阻率；具有較小的電阻溫度系數(shù)； 具

10、有較少的熱膨脹系數(shù)；具有良好的加工性。3、 電熱元件引出與焊接的要求；要求：（1）電熱元件引出端需穿過爐壁，散熱條件很差，為防止引出端溫度過高，應(yīng)加大 引出端尺寸。.對(duì)金屬元件常另外焊接一不銹鋼引出棒，其界面積應(yīng)為元件的 3 倍以上。對(duì) 硅碳棒引出端，其界面應(yīng)為其工作部分的1.5 倍以上。在硅碳棒引出端還常涂覆金屬層以減 少接觸電阻。元件引出端應(yīng)保證與殼體劇院良好，拆卸方便和爐子密封。  （2）電熱元件的焊接采用成分與電熱元件相同或相近的焊條，并嚴(yán)格按照焊接工藝 規(guī)程進(jìn)行焊接。（鎳鉻元件焊接性較好，可采用

11、電弧焊或氣焊。鐵鉻鋁元件，一般質(zhì)量要求 的可用電弧焊，質(zhì)量高要求較高時(shí)應(yīng)采用氬弧焊。）元件各部分之間的焊接常采用搭焊，元 件與引出棒之間采用鉆孔焊或銑槽焊。第六章1、 燃料燃燒的階段，每個(gè)階段的作用；混合：可燃?xì)怏w與空氣中的氧適當(dāng)混合是燃燒的前提，燃料燃燒速度，主要取決于混合 速度。     活化：將可燃物加熱到著火溫度，混合物活化后才能順利燃燒。     燃燒反應(yīng)：混合物中的可燃成分急劇與氧反應(yīng)形成火焰放出大量的熱和強(qiáng)烈的光的過 程。2、回火和托火的原因

12、； 回火：可燃?xì)鈬姵鏊俣鹊陀诨鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?，火焰?huì)回到燃燒裝置或管道中進(jìn)行燃燒，甚至引 起爆炸，     脫火：可燃?xì)鈬姵鏊俣却笥诨鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?，則火焰會(huì)脫離燃燒裝置向前移動(dòng)，變得不穩(wěn)定， 甚至熄滅。  3、無焰燒嘴和有焰燒嘴燃燒特點(diǎn)；無焰嘴特點(diǎn)：由于煤氣與空氣混合充分，燃燒所需過?？諝饬可伲紵耆?，燃燒速度快， 火焰短，熱量集中，熱效率高。但容易發(fā)生“回火”，甚至有爆炸危險(xiǎn)。為避免爆炸和回火， 混合氣的預(yù)熱溫度不能過高。    

13、0;有焰嘴特點(diǎn)：由于煤氣與空氣邊混合邊燃燒，燃燒能力強(qiáng)，所需煤氣壓力低，結(jié)構(gòu)緊湊，不 易回火，煤氣可以預(yù)熱到較高溫度。主要特點(diǎn)是：空氣過剩系數(shù)大，管道系統(tǒng)以及儀表自調(diào) 系統(tǒng)復(fù)雜。  4、提高燃燒爐熱效率的途徑；1.減少煙氣帶走的熱量：Q 煙=B V n t 煙 c 煙，要減少煙氣帶走的熱量，則需降低煙氣溫度t 煙或 減少煙氣體積V 煙，即控制好過?？諝饬?#160; 2.有效地利用煙氣余熱：（1）預(yù)熱空氣或燃料氣；（2）預(yù)熱工件或輔助工具；（3）

14、作為回火 爐的熱源；（4）作為廢熱鍋爐生產(chǎn)蒸氣   7.提高火焰?zhèn)鞑ニ俣确绞郊霸颍?#160;火焰的傳播速度跟燃料的溫度、壓力、流動(dòng)狀態(tài)、空氣過剩系數(shù)等因素有關(guān)，常用預(yù)熱燃料和增加燃料氣的紊亂程度的方法來提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?。第七?、 熱處理浴爐為何不能進(jìn)行退火處理；退火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac1以上溫度，保溫后隨爐冷卻的工藝。而鹽浴爐，鹽類在隨爐冷卻的時(shí)候，有熔融狀態(tài)變成固態(tài)在凝固過程中工件也和在冷卻中的鹽類結(jié)合在一起，難以取出，所以熱處理浴爐為何不能進(jìn)行退火處理 2、啟動(dòng)電阻的作用；由于固態(tài)鹽不導(dǎo)電，電極鹽浴爐不能利用工作電極直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)

15、必須啟動(dòng)電阻，通過電 阻熱效應(yīng)，將熔鹽加熱到工作溫度 第八章 1、 真空熱處理爐的優(yōu)點(diǎn)；真空熱處理爐使工件具有不氧化、不脫碳，處理后可保持表面光亮和原有色澤，表面通?？?#160;不加工且工件不變形，提高了耐磨性和使用壽命，并對(duì)工件有脫脂、脫氣作用。 2、 離子氮化爐的工作原理；離子滲氮爐包括爐體、真空系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。其工作原理：工件 放入爐內(nèi)作為陰極，爐體作為陽極，抽真空到 13.3-1.33Pa 后再通入少量氨、氮或氮?dú)寤旌蠚怏w，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá) 133-1333Pa，然后在兩極間施加一定電壓使氮電離

16、，氮電離后即以高 速?zèng)_擊工件，離子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能將工件加熱至滲氮溫度。轟擊表面的一部分氮奪取電子后直接滲入工件表面，在工件表面上形成含氮很高的呈蒸發(fā)狀態(tài)的FeN，并不斷向工件內(nèi)部 擴(kuò)散，從而達(dá)到滲氮目的。第九章 1、 感應(yīng)熱處理爐的基本原理及中、高頻電流的特點(diǎn)；感應(yīng)熱處理爐的基本原理和應(yīng)用特點(diǎn)；  基本原理：當(dāng)感應(yīng)器（施感導(dǎo)體）通過交變電流時(shí)，在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，將工件放入交 變磁場(chǎng)中，按電磁感應(yīng)定律，工件內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流做功，將工件 加熱。  應(yīng)用特點(diǎn)： 高頻、超音頻：齒輪、軸

17、等中小零件表面淬火，深度0.13mm 中頻：中型毛坯鍛前加熱，曲軸凸輪等零件表面淬火，深度在3mm以上  工頻：大型毛坯鍛前加熱，冷軋輥及車輪表面淬火，深度在10mm以上。 中、高頻電流的特點(diǎn)：  1.集膚效應(yīng)當(dāng)交流電通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體表面電流最大，越向內(nèi)部電流密度越小； 2.鄰近效應(yīng)電流瞬時(shí)方向相反時(shí)，則最大電流密度就出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相鄰的一面；當(dāng)導(dǎo)體 內(nèi)電流的瞬時(shí)方向相同，則最大電流密度將出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相背的一面。 3.圓環(huán)效應(yīng)當(dāng)交變電流通過環(huán)形導(dǎo)體時(shí)，電流在導(dǎo)體橫截面上的分布將發(fā)生變化，此時(shí) 電流僅僅集中

18、在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)。  4.尖角效應(yīng)當(dāng)感應(yīng)器與工作間的距離相同，但在工件尖角處的加熱強(qiáng)度遠(yuǎn)較其他光滑部 位強(qiáng)烈。 第十章1、 根據(jù)平衡常數(shù)判斷氣體與鋼發(fā)生的是氧化還是還原反應(yīng)；鋼在CO2CO 氣氛中的反應(yīng)   CO2+Fe=CO+FeO（10-1）  在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣氛中各種氣體濃度不再改變，其平衡常數(shù)為：  K P1 P CO/ P CO 2 =CO/ CO 2 =(

19、CO)/( CO 2 )    在一定溫度狀態(tài)下，平衡常數(shù)pK總保持為定值 如在1000時(shí)，Kp2.486，此時(shí)氧化還原處于平衡狀態(tài)，當(dāng)實(shí)際爐氣(CO)/(CO 2 )<2.486 時(shí)， 即CO 的濃度低于平衡值，公式（10-1）式反應(yīng)向右進(jìn)行，CO 2 使Fe 氧化稱FeO，CO 2 濃度 降低，同時(shí)CO 的濃度增加，鋼件氧化。第十一章第十二章1、 熱處理節(jié)能途徑；1. 從設(shè)備入

20、手，重點(diǎn)進(jìn)行新型熱處理設(shè)備的研制、推廣、應(yīng)用和進(jìn)行舊設(shè)備的全面技術(shù)改 造。  2. 推廣節(jié)能熱處理工藝及材料的研究與應(yīng)用。從實(shí)際出發(fā)，優(yōu)選熱處理工藝方案的原則有： （1）.合理選擇零件材料，簡(jiǎn)化熱處理工藝； （2）.根據(jù)零件的實(shí)際服役條件，合理選擇處理工藝； （3）。根據(jù)不同材料合理確定保溫時(shí)間，達(dá)到縮短加熱時(shí)間的目的； （4）提高加熱溫度，縮短加熱時(shí)間； （5）充分利用淬火余熱或采用等溫淬火工藝實(shí)現(xiàn)自回火，酌情省去回火工藝； （6）根據(jù)零件與整機(jī)壽命配比，酌情減少硬化層深度； （7）

21、鍛造余熱熱處理  3.熱處理生產(chǎn)的節(jié)能管理 （1）組織化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連續(xù)作業(yè)。 （2）提高熱處理產(chǎn)品合格率。   2、熱處理能源選擇的原則；1. 熱處理能源選擇的一般原則：熱源選擇用電或是用燃料或是用何種燃料，一般應(yīng)從 生產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控溫的難易程度、熱處理工藝的特殊性以及環(huán)境 保護(hù)等幾個(gè)方面來綜合考慮。  2. 以電為主，因地制宜。用電作為熱處理設(shè)備熱源具有許多優(yōu)點(diǎn)： （1） 隨著水電和核電比例的增加，用電成本有逐漸下降的趨勢(shì)

22、； （2） 用電對(duì)環(huán)境不造成污染，有利于創(chuàng)造良好的熱處理環(huán)境； （3） 用電熱處理設(shè)備控溫容易可靠； （4） 新型的熱處理設(shè)備如電子束加熱設(shè)備，激光加熱設(shè)備等都可以以電為能源。第十三章1、煉鐵煉鋼設(shè)備、工藝原理煉鐵生產(chǎn)設(shè)備高爐煉鐵設(shè)備組成有：高爐本體；供料設(shè)備；送風(fēng)設(shè)備；噴吹設(shè)備；煤氣處理設(shè)備；渣鐵處理設(shè)備。煉鐵工藝是是將含鐵原料（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦或鐵礦）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比例自高爐爐頂裝入高爐，并由熱風(fēng)爐在高爐下部沿爐周的風(fēng)口向高爐內(nèi)鼓入熱風(fēng)助焦炭燃燒（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣

23、等輔助燃料），在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣。原料、燃料隨著爐內(nèi)熔煉等過程的進(jìn)行而下降，在爐料下降和上升的煤氣相遇，先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵，鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐內(nèi)的熔劑相結(jié)合而成渣，爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐，送往煉鋼廠。同時(shí)產(chǎn)生高爐煤氣，爐渣兩種副產(chǎn)品，高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成，自渣口排出后，經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料；產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。第十四章1、連鑄連扎工藝流程及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)工藝流程1.將加熱成熔融狀態(tài)的液態(tài)鋼裝入鋼水包中，由天車（橋式起重機(jī)）吊運(yùn)至連鑄機(jī)上方；2.將鋼水包中的液態(tài)鋼水注入連鑄機(jī)中進(jìn)行連鑄生產(chǎn)，連鑄坯從連鑄機(jī)下方拉出；3.用飛剪對(duì)連鑄坯進(jìn)行定尺剪切，剪切成定尺長(zhǎng)度的連鑄坯送入隧道均熱爐中；4.連鑄坯在隧道均熱爐中緩慢