热处理质量控制与检测1

热处理质量控制与检测热处理质量控制与检测4.0基本要求4.1热处理质量管理4.2材料化学成分的检验4.3力学性能试验4.4金相组织试验与分析4.5无损检测4.0基本要求•掌握：热处理过程品质控制基本方法，热处理品质检测主要方法(金相常规力学)及检测设备的使用•熟悉：品质管理及品质保证体系、相关标准；化学分析、无损检测的方法及应用范围•了解：电镜、探针、X射线衍射仪、X射线应力测定仪及方法、应用范围返回4.1热处理&质量控制4.1.1热处理质量管理和质量体系4.1.2产品设计中的热处理质量保证4.1.3原材料质量管理4.1.4热处理工艺设计的质量保证4.1.5热处理生产的过程质量保证4.1.6计算机在热处理质量管理和质量控制中的应用4.1.7热处理质量检验4.1热处理&质量控制4.1.1热处理质量管理和质量体系热处理品质（量）体系：依据GB/T19000-ISO9000以保证和提高热处理品质为目标，运用系统工程概念、方法把质管各阶段、各环节组织起来，形成目标、职责、权限明确，相互协调、促进的体系。4.1热处理&质量控制4.1.1热处理质量管理和质量体系主要内容：①组织机构、职责及相互关系②质量体系文件：运作依据③质量信息、反馈及档案④对体系素质、效能进行评价，并有评价标准⑤质量体系图4.1热处理&质量控制4.1.2产品设计中热处理质量保证目标：合理选材、正确确定组织、性能指标以期产品性能稳定、安全可靠、长寿命。材料选用原则热处理技术要求的确定4.1热处理&质量控制4.1.2产品设计中热处理质量保证选材原则1.工件的工作条件（载荷、环境、失效模式）2.工件的结构、形状、大小对热处理工艺的影响3.热处理后的组织和性能（特种工艺下的钢种）4.可节能减排的材料5.能适应相关工艺的工艺性能4.1热处理&质量控制热处理技术要求确定品质检验的依据、指标，满足工件的使用性能。1.硬度：与强度相关，安全系数要求2.力学性能指标：①强度与韧度配合②材料、结构、系统的强度关系③组合件之间强度配合④表面处理件心表强度配合⑤服役环境适应性3.硬化层深度：使用性能、失效模式、节能4.1热处理&质量控制热处理技术要求确定4.金相组织标准：晶粒度、马氏体级别5.允许的畸变量6.结构对热处理工艺性能的影响：畸变、开裂减少应力集中，截面均匀，台阶过渡圆滑，减少孔、槽、筋，尽量保持结构对称，成分、组织均匀4.1热处理&质量控制4.1.3原材料品质管理采购的品质管理①明确技术要求、标准②采购技术协议明确③选择合格供应商原材料管理①资料数据②验收③收、发、退管理4.1热处理&质量控制4.1.4热处理工艺设计的品质保证目标：低成本、高效率生产出高品质的热处理产品工艺设计原则及主要内容工艺试验工艺编制4.1热处理&质量控制4.1.4热处理工艺设计的品质保证原则和主要内容1.原则先进、可靠、合理、可行、经济、安全、自动化2.工艺流程的优化设计冷热工艺间衔接，工序安排合理、简化、节能、品质优先，按需增加工序3.工艺参数优化材料、人员、设备各因素综合平衡，进行优选法试验4.设备选择依据：满足工艺、适用面广、节能降本环保4.1.4热处理工艺设计的品质保证工艺试验三个步骤：实验室、台架或装车、审批或生产试验工艺文件编制工艺卡或作业指导书、零件明细表、工艺守则或工艺说明书4.1热处理&质量控制4.1热处理&质量控制4.1.5热处理生产过程品质控制设备管理与质控工艺材料质检职责工序管理4.1热处理&质量控制4.1.5热处理生产过程品质控制热处理设备管理与质控1.设备选择：满足技术、品质要求2.安装调试：达标、验收、记录3.合理使用：持证上岗、交接规范、维护良好、严格操作规程4.1热处理&质量控制4.1.5热处理生产过程品质控制热处理设备管理与质控4.检查维修：及时、定期检修5.计量管理：计量器具保持在规范状态，定期校验（检定）6.封存、报废：按规定及时报批、公示7.自制改造：标准化、通用性4.1.5热处理生产过程品质控制热处理工艺材料的管理与质控热处理用盐、渗剂、淬火介质（水基、油）热处理件质检必须程序操作者技能和责任管理品质意识、技能培训、持证上岗4.1热处理&质量控制4.1热处理&质量控制工序管理和数理统计应用工序管理目的：对影响品质的因素进行控制，使工序处于稳定状态方法：建立工序质管点—关键品质特性工作内容：培训上岗、注意异常波动、监督检查数理统计应用排列图法、因果分析图法、控制图法、直方图法、散布图法4.1热处理&质量控制排列图：分析、寻找影响质量主要环节4.1热处理&质量控制因果图：分析、确定产生质量问题主要因素4.1热处理&质量控制控制图：判断、预报质量波动4.1热处理&质量控制直方图：由质量分布状态，预测质量状态及合格率4.1热处理&质量控制散布图：观察分析判断两质量变量间关系4.1热处理&质量控制4.1.6计算机在质管、质控中应用工艺过程控制：工艺数据库、自动控制、群控质检：自动检测、判定、输出档案及信息检索：工艺、原始数据存储，调阅工序品质分析：用数理工具进行分析、判断4.1热处理&质量控制4.1.7热处理品质检验硬度检验畸变检验外观及裂纹金相检验化学成分、力学性能检验4.1热处理&质量控制4.1.7热处理品质检验硬度检验硬度类别选择（HR、HB、HL、HV、HS……）；抽样方法（方案），测试方法，部位，判据依据：JB/T6050《钢铁热处理零件硬度检验通则》畸变检验：塞尺、V形块+百分表、专用器具外观及裂纹：目视法，外表无损检测（着色、磁粉探伤等）4.1热处理&质量控制金相检验退火、正火、调质：球化退火（级别）、晶粒度碳化物级别、外表脱碳层淬火件：马氏体级别、晶粒度、残留奥氏体渗碳件（碳氮共渗件）：马氏体、碳化物、残留奥氏体、心部组织、有效硬化层渗氮件：原始组织、渗层深、渗层脆性、疏松4.1热处理&质量控制金相检验感应加热淬火件：有效硬化层深度、淬火组织级别铝合金热处理件：过烧组织判定（铸造铝合金、变形铝合金）高速工具钢淬回火件：碳化物不均匀性级别、过热、回火程度，晶粒度下一页粒状珠光体返回晶粒度返回脱碳层返回硬度曲线图01002003004005006007008000.10.30.50.70.91.11.31.5硬度值HV1距表面距离mm返回感应加热淬火件返回铝合金热处理图晶界有复熔为过烧组织返回高速工具钢淬回火（HM35）组织为：马氏体+残留奥氏体+碳化物共晶碳化物不均匀度评为7级返回4.1热处理&质量控制化学成分、力学性能检验成分：质保书、光谱、火花法力学性能：工艺试验、或重要件拉伸（Rm，Rp0.2，A，Z）冲击（Kv，Ku，低温）返回4.2材料化学成分的检验4.2.1钢材火花鉴别法4.2.2化学分析法4.2.3近代仪器分析法4.2.4微区化学成分4.2材料化学成分的检验成分：热处理工艺的基本依据4.2.1钢材火花鉴别法钢材火花鉴别法特征及鉴别根部、中部、尾部（图）4.2材料化学成分的检验4.2.1钢材火花鉴别法火花鉴别方法特点及应用设备简单、操作方便、快捷注意事项：对钢中元素定性或半定性分析用标样对照鉴别，要求操作者经验丰富4.2材料化学成分的检验4.2.2化学分析法（常规湿法）常规湿法分析法：经典方法、常用于仲裁分光光度法：利用溶液对特定波长吸收程度的大小来确定含量特定波长：由棱镜或光栅分光获得4.2材料化学成分的检验4.2.2化学分析法（常规湿法）容量法（滴定分析法）将一种已知准确浓度的试剂（标样样）滴加到含有被测物质的溶液中，直至相互完全反应，由此计算被测元素的含量。（适用于中等或高含量元素）4.2材料化学成分的检验4.2.2化学分析法（常规湿法）重量分析法用某种方法把待测定组分从样品中分离出来，根据分离物的质量算出被测组分的含量分离方法：沉淀法、气化法或电解法4.2材料化学成分的检验4.2.2化学分析法（常规湿法）钢材化学分析①取样：具有代表性（心部），足够数量（每元素/5g），屑状（湿法、溶解），块状（仪器分析）②常用元素分析：C、Mn、Cn、Mo、W、V4.2材料化学成分的检验4.2.3仪器分析法发射光谱分析原理：根据试样物质中不同原子的能级跃迁时产生的不同光谱来确定物质的化学组成特点：操作简单、分析速度快、选择性好、灵敏度高、准确度较高过低高含量难测4.2材料化学成分的检验发射直读光谱ICP4.2材料化学成分的检验4.2.3仪器分析法原子吸收光谱分析原理：用原子吸收光谱仪的光栅分光系统来测量基态的被测元素的自由原子，由该被测元素特征谱线的吸收信号来确定该元素的含量。4.2材料化学成分的检验4.2.3仪器分析法原子吸收光谱分析特点：优点--测定元素范围较广，几乎全部金属元素及亚金属元素；分析灵敏度高，(0.01~1μg/ml)设备简单，成本较低。缺点--单个元素测定，多数非金属元素不能直接测定其他分析仪器X射线荧光光谱仪、激光显微光谱仪4.2材料化学成分的检验4.2.4微区化学成分分析电子探针-X射线显微分析包括：波谱仪（WDS）：一次单个元素，分辨率高，样品要求高。能谱仪（EDS）：一次多个元素，分析精度低，可测断口。点、线、面扫描测定（图）4.2材料化学成分的检验点扫描夹杂“1”4.2材料化学成分的检验线扫描图Fe基体表面镀Ni-Sn红色谱线为Ni绿色谱线为Sn4.2材料化学成分的检验面扫描4.2材料化学成分的检验4.2.4微区化学成分分析俄歇电子能谱分析试样表层（0.001μm深度内）成分测定。试样面要“新鲜”。4.2材料化学成分的检验4.2.4微区化学成分分析离子探针显微分析仪离子探针（IMA）二次离子质谱仪（SIMS）表面分析，深度：几个nm4.2材料化学成分的检验4.2.4微区化学成分分析利用电磁透镜把惰性气体离子加速，聚集成细小高能离子束轰击试样表面，测出正负离子和电子，从试样表面逸出的二次离子经质谱仪进行m/e分离，以达到鉴定元素和同位素的目的。4.2材料化学成分的检验三者比较：4.2材料化学成分的检验4.2.4微区化学成分分析应用：析出相，夹杂物，表面渗层等微区内元素及含量分析。返回