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    材料熱處理技術發展史

      由于科研和生產應用的脫節,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,上世紀60、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。直到80年代實現了和國際社會的溝通,引進了先進的技術和設備,一些大型骨干企業的生產技術有了明顯的改觀。

     

      2.1 熱處理行業現狀

      據中國熱處理行業協會在制訂國家熱處理行業“十一,五”規劃時的調查,2003年我國的熱處理概括起來有以下幾方面的基本情況:

     

      2.1.1 企業總數

      全國全能企業熱處理廠、分廠、車間、股份制、民營熱處理企業約15000家。其中全民所有制企業約占80%,有12000家;個體民營和股份制企業占 20%,約3000家。由于內地許多地區在進行國營中小企業改制,華東、華南沿海城市民營企業仍在不斷涌現,也有不少外資企業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總數仍會繼續上升。

     

      2.1.2 熱處理員工總數

      按全國熱處理廠點15000家,每家平均員工25人計,全國員工總數約37萬人。其中,企業技術人員比例平均 為8%,約37萬人;管理人員約9%,約3.3萬人。

     

      2.1.3 熱處理加熱設備總數

      按企業數占全國企業總數的5%計,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,裝機容量11×106kW。

     

      2.1.4熱處理生產能力

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

     

      2.1.5熱處理能源消耗

      設熱處理加熱設備的平均利用率為30%,全國平均1.5班工作制,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。

     

      2.1.6熱處理年營業額

      在調查中,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,全國熱處理年營業額約310億元。若以平均利潤率10%計年創利潤總計30億元。熱處理行業增值稅率平均達12.5%,每年向國家納稅約39億元。

     

      2.2 科研、開發和新技術應用成果

      2.1 物理冶金基礎研究的進展

      結合新工程材料的研究和發揮已有材料的潛力,上海交通大學開發了金屬相變理論和強韌化機理的研究,對馬氏體、貝氏體的組織形態、精細結構、預相變機制,形狀記憶合金與超塑合金中相變機制都進行了深入研究??刂茲B碳、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。

      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,長期開展關于材料宏觀性能、微觀組織及其相互關系的研究。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,取得顯著成效。

      哈爾濱工業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律,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,并在此基礎上引導和開發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,既可節約電能,又能提高性能。哈爾濱工業大學還在金屬基復合材料、雙相鋼、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、微合金鋼的理論和實踐,控制軋制,非晶態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研究,所得在果在冶金行業獲得實際應用。

      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。徐祖耀、康沫狂、俞德剛等人在貝氏體相變理論和開發貝氏體鋼以及貝氏體等溫處理方面都有突出貢獻。

     

      2.2 熱處理生產技術的進步

      2.2.1 滲碳技術的進步

      滲碳是汽車拖拉機工業應用最廣的工藝方法之一。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,改善了產品質量,提高了工效。60年代初研制成功LiCl露點儀以后,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,用露點儀實現了密封滲碳爐的碳勢控制。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,在70年代推廣了紅外儀,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。尤其是在70年代末、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。

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