描 述：
工件在進(jìn)行熱處理時(shí)，一般都是要經(jīng)過加熱、保溫、冷卻的過程，其中保溫是熱處理的第二步工序，也是較為重要的一個(gè)部分。此時(shí)必須要能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)工件熱處理的關(guān)鍵工藝參數(shù)，以便準(zhǔn)確控制工藝過程，防止工件不合格，達(dá)到熱處理的預(yù)期要求。
熱處理工藝的優(yōu)劣直接影響工件性能的好壞，要想制定合理的熱處理工藝制度，不僅需要理論知識(shí)作為依據(jù)，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況來進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
以葉輪熱處理為例，采用以工件表面溫度進(jìn)行計(jì)時(shí)保溫技術(shù)，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到工件加熱過程中的溫度變化，并結(jié)合隨爐試樣環(huán)的力學(xué)性能報(bào)告，科學(xué)制定出熱處理工藝制度，用來實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)崽幚砉に囘^程，提高熱處理質(zhì)量，使工件性能符合技術(shù)要求。
1. 技術(shù)應(yīng)用背景
目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)大多數(shù)的熱處理企業(yè)在制定熱處理工藝上還有待改進(jìn)與提高，比如工件加熱保溫計(jì)時(shí)多是以熱處理爐內(nèi)的溫度為依據(jù)，若存在熱處理加熱爐的體積大以及加熱和保溫過程中爐內(nèi)溫度不均勻等眾多因素，爐內(nèi)溫度其實(shí)并不能反映工件的實(shí)際溫度。工件溫度滯后于爐膛溫度，工件實(shí)際的恒溫時(shí)間少于爐膛溫度的恒溫時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)中爐內(nèi)溫度與工件溫度的確存在較大的溫度差。因此，若以爐膛溫度作為熱處理保溫時(shí)間依據(jù)是有瑕疵的。
2. ”保溫”的定義
國(guó)家“十二五”規(guī)劃的教材書對(duì)熱處理的保溫定義是：“對(duì)大件或裝爐量較大時(shí)，需要分別確定均溫時(shí)間和保溫時(shí)間。大件的均溫時(shí)間在生產(chǎn)中是以儀表到溫后至工件表面整體顏色均勻一致并與爐墻顏色相同所需的時(shí)間；保溫時(shí)間是指此后保持恒溫所用時(shí)間。對(duì)中小件，基本可做到心部與表面同步升溫，故一般不必分開計(jì)算；當(dāng)裝爐量不大時(shí)，爐溫到溫后的恒溫時(shí)間即為保溫時(shí)間。其保溫時(shí)間常用T = akD 計(jì)算?！?/span>
在最新國(guó)標(biāo)GB/7232—2012金屬熱處理工藝術(shù)語中，對(duì)保溫的定義：“工件或加熱介質(zhì)在工藝規(guī)定的溫度下恒溫保持一定時(shí)間的操作，恒溫保持的時(shí)間和溫度分別稱保溫時(shí)間和保溫溫度?！币虼艘怨ぜ砻鏈囟葹橐罁?jù)進(jìn)行保溫?zé)崽幚硎强尚械摹?/span>
目前為止，保溫時(shí)間還沒有一個(gè)可靠精確的計(jì)算方法，一般由試驗(yàn)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定最終的合理溫度。本文講述了以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工件表面溫度為依據(jù)進(jìn)行相關(guān)的熱處理工藝操作。
3. 實(shí)踐應(yīng)用
在實(shí)際熱處理加熱過程中，采用測(cè)溫系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工件中不同位置的溫度，并對(duì)溫控儀收集到的溫度進(jìn)行分析，以得出工件在熱處理過程中的實(shí)際溫度數(shù)據(jù)和溫度-時(shí)間變化曲線，可較為精準(zhǔn)地確定保溫時(shí)間、工件冷卻時(shí)間，根據(jù)此狀態(tài)來制定出更為規(guī)范的熱處理工藝。
1）測(cè)溫系統(tǒng) 本次選用的測(cè)溫系統(tǒng)為：測(cè)溫元件儀器（鎳鉻—鎳硅熱電偶）、智能溫控儀表、以及其他連接部件。熱電偶的一端連接智能溫控儀，另一端接觸在閉式葉輪內(nèi)部，如圖1所示。
葉輪屬于對(duì)稱件，本次熱電偶測(cè)量為兩根，分別插在葉輪內(nèi)部?jī)蓚?cè)。熱處理中熱電偶在葉輪上的分布顯示如圖2所示。
（2）熱處理應(yīng)用過程 熱處理方式為固溶+時(shí)效，相關(guān)熱處理工藝如表1所示。圖3為應(yīng)用的葉輪工件固溶加熱過程的溫度-時(shí)間曲線；圖4為葉輪工件時(shí)效加熱過程的溫度-時(shí)間曲線。由于試樣的體積較小、升溫較快，故不給予過多分析，從圖可以看出兩處測(cè)溫點(diǎn)雖然出現(xiàn)局部升溫速度不一致，但大體上是符合統(tǒng)一趨勢(shì)，升溫不均勻顯然是爐內(nèi)溫度不均勻所致。為了使工件的各個(gè)部位，尤其是心部區(qū)域都能達(dá)到充分奧式體化和均勻化的要求，在工件達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)間后再保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。
（3）檢驗(yàn)分析 對(duì)固溶+時(shí)效熱處理后的工件進(jìn)行性能分析檢驗(yàn)。圖5為檢測(cè)報(bào)告首頁；表2為相關(guān)力學(xué)性能報(bào)告數(shù)據(jù)。檢測(cè)報(bào)告顯示該葉輪熱處理性能均達(dá)到要求，滿足工件的使用性能。
4. 結(jié)語
（1）應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱處理過程中的工件溫度，為以后的工件熱處理工藝提供參考依據(jù)。
（2）通過對(duì)力學(xué)性能的檢驗(yàn)，該技術(shù)的應(yīng)用滿足工件性能使用要求。該技術(shù)在其他工件熱處理領(lǐng)域中也可以應(yīng)用。
（3）優(yōu)化原先工藝，準(zhǔn)確把握工藝參數(shù)，節(jié)約不必要的能
源消耗。
源消耗。（4）若以爐膛溫度計(jì)時(shí)保溫時(shí)，對(duì)于不同大小的工件熱處理需要加以有效厚度計(jì)算或多次試驗(yàn)來得到合適的工藝時(shí)間，因此該技術(shù)的應(yīng)用可極大地解決該問題。
