中國當代熱處理進展

　　熱處理是機械工業(yè)中的一基十分重要的基礎工藝，對提高機電產品內在質量和使用壽命，加強產品在國內外市場競爭能力具有舉足輕重的作用。但是人們認識到這一點卻花了相當長的時間和很大的代價嫩挤。由于熱處理影響的是產品的內在質量，它一般不會改變制品的形狀消恍，不會使人直觀地感到它的必要性岂昭，弄不好還會嚴重畸變和開裂；破壞制品的表面質量和尺寸精度狠怨，致使制造過程前功盡棄约啊。所以在我國的制造業(yè)中長期存在著“重冷(冷加工)輕熱(熱加工)”現象，以致這個行業(yè)一直處于落后狀態(tài)秫玉。

　　由于工業(yè)基礎的薄弱和在戰(zhàn)爭中遭受的破壞瘫笋，我國的熱處理在40年代還僅僅屬于一種作坊式的生產，尚未形成實質性的產業(yè)锨堵。在工科院校中無熱處理的專門學科哑回，因而也缺乏高層次的專業(yè)技術人才。當時的熱處理操作大都是家傳技藝粟墩，籠罩著神秘氣氛伊哮，處于十分落后的境地。

　　我國的熱處理產業(yè)起源于50年代初蘇聯援建的156項企業(yè)莲疤。其中的機械工廠都設熱處理車間和工段。購買了大批蘇制熱處理設備宣忧、包括箱式砍机、井式、鹽浴等30锤扣、40年代水平的電阻加熱爐铭莱，并相應建立了第一批按蘇聯圖紙生產這些類型設備的電爐廠遣妥。一些高等工科學校經過院系調整后擅编、創(chuàng)建了包括在機械制造工藝系中的熱處理專業(yè)箫踩，于1954～1956年培養(yǎng)出了第一批尠科和本科的熱處理專業(yè)正式畢業(yè)生境钟。50年代末和60年代初還有從蘇聯學習歸來一批熱處理專業(yè)的留學生锦担。陸續(xù)建立的一些科研機構和專院校，基本上能按照材料和應用發(fā)展的步伐開展熱處理基礎和應用技術的研究開發(fā)慨削，涌現出一系列的科研成果洞渔。由此缚态，從人才培養(yǎng)磁椒、研究與開發(fā)玫芦，生產技術的革新和設備制造等方面初步形成了一個較完整的專業(yè)體系浆熔。

　　由于科研和生產應用的脫節(jié)，對革新生產設備的忽視以及長期閉關鎖國造成的目光短淺守涤，上世紀60贬市、70年代的機械、冶金工廠的熱處理生產技術沒有出現明顯的進步犁式。直到80年代實現了和國際社會的溝通劈警，引進了先進的技術和設備昔疆，一些大型骨干企業(yè)的生產技術有了明顯的改觀。

　　1熱處理行業(yè)現狀

　　據中國熱處理行業(yè)協(xié)會在制訂國家熱處理行業(yè)“十一五”規(guī)劃時的調查遵盼，2003年我國的熱處理概括起來有以下幾方面的基本情況：

　　(1)企業(yè)總數

　　全國全能企業(yè)熱處理廠谤郑、分廠、車間刑映、股份制直呈、民營熱處理企業(yè)約15000家。其中全民所有制企業(yè)約占80%翰鬓，有12000家忽畏；個體民營和股份制企業(yè)占20%，約3000家赖钞。由于內地許多地區(qū)在進行國營中小企業(yè)改制，華東聘裁、華南沿海城市民營企業(yè)仍在不斷涌現雪营，也有不少外資企業(yè)準備在沿海城市設熱處理加工廠，“十五”后期民營與股份制企業(yè)總數仍會繼續(xù)上升衡便。

　　(2)熱處理員工總數

　　按全國熱處理廠點15000家献起，每家平均員工25人計，全國員工總數約37萬人镣陕。其中谴餐，企業(yè)技術人員比例平均為8%，約37萬人呆抑；管理人員約9%总寒，約3.3萬人。

　　(3)熱處理加熱設備總數

　　按企業(yè)數占全國企業(yè)總數的5%計理肺，反算得出的全國熱處理加熱設備(以75kW為一標準臺)約15萬臺摄闸，裝機容量11×106kW。

　　(4)熱處理生產能力

　　設每臺設備平均生產率為100kw/h妹萨，全國平均1.5班工作制蟹故，15萬臺加熱設備的年生產能力近45×106t。

　　(5)熱處理能源消耗

　　設熱處理加熱設備的平均利用率為30%剃杯，全國平均1.5班工作制逾丑，15萬臺設備的每年實際熱處理生產量為13.5×106t，消耗電總量為9.9×109kW.h沽糕。

　　(6)熱處理年營業(yè)額

　　在調查中嘲孙，熱處理加工的平均價格為2.30元/kg。按全年實際產量13.5×106t計启血，全國熱處理年營業(yè)額約310億元魂姆。若以平均利潤率10%計年創(chuàng)利潤總計30億元锉累。熱處理行業(yè)增值稅率平均達12.5%，每年向國家納稅約39億元澜茁。

　　2科研猩蓝、開發(fā)和新技術應用成果

　　(1)物理冶金基礎研究的進展

　　結合新工程材料的研究和發(fā)揮已有材料的潛力，上海交通大學開發(fā)了金屬相變理論和強韌化機理的研究从肮，對馬氏體筐子、貝氏體的組織形態(tài)、精細結構缓苛、預相變機制芳撒，形狀記憶合金與超塑合金中相變機制都進行了深入研究∥辞牛控制滲碳笔刹、滲氮和熱過程溫度、應力場的計算機模擬也是上海交通大學上世紀八十年代以來工作的突出方面钢属。

　　西安交通大學為根據機器零件服役條件及失效形式正確評價選擇材料徘熔，長期開展關于材料宏觀性能门躯、微觀組織及其相互關系的研究淆党。周惠久教授提出了小能量多次沖擊理論用以修正一些材料評價和選用的準則。結合低碳馬氏體在生產中的應泛應用讶凉，取得顯著成效染乌。

　　哈爾濱工業(yè)大學多年來在雷延權教授領導下堅持了金屬形變強化的理論和實踐的研究，對一定溫度和形變度下的金屬再結晶規(guī)律懂讯，形變熱處理后不同組織和性能之間叛亂紗有許多重要結論荷憋，并在此基礎上引導和開發(fā)了一系列變化學熱處理方法。形變熱處理應用的典型例子是汽輪機葉片和柴油機連桿的鍛后余熱淬火褐望，既可節(jié)約電能搬雳，又能提高性能。哈爾濱工業(yè)大學還在金屬基復合材料锤观、雙相鋼晃键、銅基和鐵基形狀記憶合金和陶瓷韌化以及金屬和合金的離子鍍和離子注入等方面取得了突出成就。

　　北京科技大學在低合金高強鋼漱啥、微合金鋼的理論和實踐迟赶，控制軋制，非晶態(tài)材料稀土元素在鋼中作用以及金剛石薄膜沉積等方面開展了系統(tǒng)研究灶常，所得在果在冶金行業(yè)獲得實際應用堵但。

　　特別應指出的是柯俊教授早期提出的貝氏體無擴散切變機制、和阿隆松的擴散一臺階機制在國際上成為分庭抗禮的針鋒相對觀點毯输。徐祖耀铁厌、康沫狂褂苔、俞德剛等人在貝氏體相變理論和開發(fā)貝氏體鋼以及貝氏體等溫處理方面都有突出貢獻。

　　(2)熱處理生產技術的進步

　　——滲碳技術的進步

　　滲碳是汽車拖拉機工業(yè)應用最廣的工藝方法之一哄避。50年代實現了從固體滲碳到井工爐中滴入液體滲劑的氣體滲碳的過渡茉漂，改善了產品質量，提高了工效誉简。60年代初研制成功LiCl露點儀以后碉就，首先在井式滲碳爐上實現了滴入甲醇和丙酮的可控滲碳。在掌握了吸熱式氣氛制備方法和研制成功密封滲碳爐以后闷串，用露點儀實現了密封滲碳爐的碳勢控制瓮钥。60年代末期研制成功紅外線二氧化碳分析儀。為了提高碳勢控制精度烹吵，在70年代推廣了紅外儀碉熄，主要用于井式爐的滴注式滲碳。目前用滴甲醇和煤油方式的可控滲碳已達到相當普及的程度肋拔。尤其是在70年代末锈津、80年代初大量引進滴注式密封滲碳爐和多種微處理機可編程序控制器碳勢控制儀問世以后，在密封多用爐上也廣泛應用起來了凉蜂。

　　由于往爐中滴入甲醇和煤油琼梆，爐氣中的一氧化碳成分不穩(wěn)定，甲烷含量也達到1%～2%程度窿吩，只用二氧化碳紅外儀的單因素控制是很達到±0.05%的控制精度茎杂。為此，便研究開發(fā)出了二氧化碳瘫篮、一氧化碳和甲烷的多因素碳勢控制的儀器和方法扯连。

　　因為制備吸熱式氣的原料——天然氣和液化石油氣供應緊張，而大量使用甲醇唆皇，生產成本高梨浑，迫使工業(yè)生產尋找別的出路。碳分子篩變壓吸附制氮(PSA法)技術的出現為解決這個難題創(chuàng)造了條件吨肆。80年代初期迂儡，研制成功國產碳分子篩制的同。隨后用氮基氣氛肮渣、甲醇和乙酸乙酯(或煤油)的合成氛滲碳法便應運而生饮噪。與此同時，引進了氣氛微量氧(氧勢)測量距肯、控制技術和儀器膏姨。目前應用氮基合成氣氛和氧探頭的爐氣控制技術的滲碳、用微處理機控制碳勢和滲層深度的方法已在生產中得到廣泛應用。個別工廠還引進了Supercarb直生式滲碳法的設備和工藝橙喘。目前在汽車时鸵、摩托車、工程機械厅瞎、軸承饰潜、齒輪、緊固件行業(yè)的可控滲碳和簸、碳氮共滲彭雾、氮碳共滲技術已達相當普及程度。

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