金属的热加工(退火,淬火,回火)原理知识

金属的热加工(退火,淬火,回火)原理学问退火能够转变钢的组织构造,从而获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界面处优先形成奥氏体晶核,并不断长大,直到珠光体全部消逝,奥氏体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退火的冷却速度很缓慢,奥氏体转变产物与Fe-Fe3C的组织一样,因而共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进展淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织构造中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差异很大,总的趋势是:随着回火温度上升,其强度、硬度降低，而塑性、韧性上，形成各种回火组织。五、罗茨真空泵(一)概述罗茨真空泵是一种旋转式容积真空泵。其构造形式是由罗茨鼓风机演化而来的。它于194410～1000Pa炼系统而作为机械增压泵使用。依据罗茨真空泵工作压力范围的不同，分为直排大气的低真空罗茨泵；中真空罗茨泵茨泵)。罗茨泵与其它油封式机械泵相比有以下特点：(1)(2)转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动(3)泵腔内无需用油密封和润滑，可削减油蒸气对真空系统的污染；(4)泵腔内无压缩，无排气阀。构造简洁、紧凑，对被抽气体中的灰尘(5)(6)转子外表为外形较为简单石油化工、电工、电子等行业得到了广泛的应用。(二)罗茨泵的工作原理罗茨泵的构造如图15所示。在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动做彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有肯定的间隙。由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故中、高真空罗茨泵需要前级泵。因此，罗茨泵的极限真空除取决于泵本身构造和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空度。16为罗茨泵空间V0

V0

V0

空间与排气口相通，由于排气侧气体压力较高，引起一局部气体反冲过来，使V0

空间内的气体压力突然增高。当转子连续转动时，V0

空间内原来封入的气体连同反冲的气体一起被排向泵外。这时，上转子又从泵入口封入V0

体积的气体。由于泵的连续运转，使两个转子不停地形成封闭空间V0

又不停地将封闭空间玑内的气体排出泵外，从而实现了抽气的目的。转子主轴旋转一周共排出四个V0

体积的气体。所以，泵的理论抽速为：〔5.1〕式中A0

──泵腔的有效吸气面积m2nr/minLmm(三)罗茨泵──的构造泵总体构造型式(1)立式如图17(a)所示，这种构造的进、排气口水平设置，装配和连接收(2)卧式如图17(b)所示，泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接便利，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵构造(3)泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种构造装配间隙简洁掌握，转子装配便利，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对简单。仅见于国外产品。泵的传动方式侧如图18(a)所示。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动，这样主动转子轴的扭a.主动轴上有三个轴承，增加b.整体构造不均匀，泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。18(b)所示。这种形式使泵的整体构造均匀，但主动轴扭转变形较大。为保证转子在运转过程中的间隙均匀，要求轴应构)。这种构造拆装都很便利，所以被广泛承受。泵的密封构造与润滑方式主动轴外伸局部的动密封小，允许线速度大；但构造简单，本钱较高。骨架密封构造简洁，功耗较大，为削减轴与密封圈之间的摩擦，轴的外表硬度和光滑度要高。为了防止轴的磨损，可在轴上加一个硬度较高的且与轴静密封的轴套。另外，还可以承受独立的密封盒构造，使密封件的地解决了动密封问题，提高了泵的真空度，降低了驱动功率。但为防止电机绕组线圈在50V以下。该构造用于中、小型泵。端盖壳体与泵腔之间的轴密封压力根本一样，与泵腔之间的压差较小，所以一般可承受迷宫式密封、反螺旋式密封或活塞胀圈密封。泵体端面的静密封为一次性使用，且配制较麻烦，给现场维护带来不便，且密封膜的厚度对转子端面间隙有影响，在安装时要把握好膜的厚薄均匀性。假设对泵体端面的构造设计适当，密封槽的加工可以很便利。泵的润滑方式罗茨真空泵的润滑部位主要有三处：轴封处──一般用油杯润滑；齿轮和轴承处──用齿轮或甩油盘溅油来保证润滑。对于大泵也可承受油泵强制供油润滑方式。(四)泵设计中的关键问题罗茨泵的关键零件是转子，而转子的关键是它的型线。转子横截面的外轮廓线即为转子的型线。泵工作时，转子的外表之间不接触，但转子之间的间隙要保持肯定，这样要求外，还应考虑如下条件：泵转子的容积利用系数要尽可能大，即转子占的体积要小转子应有良好的几何对称性，保证运转平稳、互换性好保证转子有足够的强度转子应简洁加工，易得到较高的精度通常使用的转子型线有圆弧齿形、渐开线齿形和摆线齿型等。近年来由东北大学提出的气效率，得到较广泛的应用。信任今后还会消灭更更好的罗茨泵转子型线，使罗茨泵的工作性能进一步提高。为了掌握泵转子问、转子与泵壳间的间隙，要求轴承的轴向、径向位移量掌握在肯定范围内。在设计时，应正确选择轴承精度，并选择适合泵工作条件的轴承型号。考虑子与端盖之间的轴向间隙则应选得小一些。5～6级。为使传动平稳，噪音小，常用斜齿轮。为使齿轮装配和调整转子间的间隙便利，可选用调隙构造齿轮并在齿轮与轴之间采厢涨套联接方式。(五)罗茨泵防止过载的措施造成电机绕组烧损。解决泵过载问题的方法主要有以下几种：承受机械式自动调压旁通阀。19口之间的压差不超过额定值。当压差到达额定值时，阀门靠压差作用自动翻开，使罗茨工作。当压差低于额定值时，阀自动关闭，气体通过罗茨泵内由前级泵抽走。带有旁通溢流阀的罗茨泵可以与前级泵同时启动，使机组操作简洁便利。承受液力联轴器装在泵和电动机之间。在正常工作状态下，液力联轴器由电动机端向泵传递额定力矩。器内部产生了转速差即滑动，只传递肯定的力矩，使泵减速工作。随着抽气的进展，气体负荷减小，罗茨泵渐渐加速至额定转速。承受真空电气元件掌握泵入口压力大多数的罗茨真空泵(除直排大气罗茨泵以外)都需与前级泵组合成罗茨泵真空机组应用于各个领域。依据用途不同，罗茨泵机组常用的前级泵有旋片泵、滑阀泵、水环泵等。前级连接收路的流阻影响。罗茨泵工作时的有效气体流量为：Q=Q－Qe th v

〔5.2〕式中Qe

Pa·L／sQQ=P·Sth th A thQ一罗茨泵的泄漏返流流量vQ=Q+Qv v1 v2QQv1

可用下式表达：Q=U〔Pv1 v

—P〕(5.3)A式中U──罗茨泵内上述全部间隙的等效通导P──罗茨泵排气压力(泵前级压力)v──罗茨泵吸入压力Av2所以有：Q=S·Pv2 r v

(5.4)式中Sr

──泵返集中气体的等量抽速。于是式(5.2)可表达成：Q=Q

-(Q+Q)=P·S

-[U(P-P)+SP](5.5)e

v1 v2 A

v A r v依据罗茨泵零流量压缩比K0

定义：关闭泵进气管路，气体流量为零时，前级真空管路K=P0 v

/P，该压缩比的最大值用Kmax表A 0(5.5)式中Qe

等于零(实测中用肓板将泵进气口法兰PS-[U(P-PSP]=0Ath v A r v(5.6)目前利用公式(5.6)对KmaxKmax与等效通导U0 0有关，即与泵内转子间隙有关，而转子间隙与转子加工精度、泵体公差及加工精度、泵的安装精度、轴承间隙等一系列因素有关。另外，影响Kmax的S0 r

值与转子外表精度K0曲线及Kmax值。0罗茨泵机组在实际抽气过程中存在以下关系:Q=P·S=PS

=PS

+SP

](5.7)e A

v v A

v A r v式中Se

──罗茨泵机组有效抽速S──前级泵的实际抽速，它随压力变化而变化v对〔5.7〕(S+U)P=(S+U+SP

〔5.8〕th A v r v同时有：Ke

=S/S=Pe v

/P〔5.9〕A于是有：〔5.10〕S

》UK=S/S〔5.11〕th th th v则据〔5.6〕1/Ke

=1/Kth

+1/Kmax0即〔5.12〕用容积效率ηSe

理论抽速Sth

(5.9)、(5.11)〔5.13〕KmaxS、S时，可通过公式(5.13)求出η，进而求出罗茨0