GCr15鋼快速球化工藝及生命周期評估（LCA）的研究.pdf

1、環(huán)境材料要求材料同時具有功能性、舒適性和環(huán)境性，金屬材料在熱處理后要求具有多方面的綜合性能，為了解決多性能指標之間量綱不同，又無統(tǒng)一綜合評分方法的問題，提出了多指標的綜合量化評價方法，把各種不同的性能指標歸化到一個綜合性能值。該評價方法分別定義了相對性能指數(shù)(RI)、等價性能指數(shù)(EI)和綜合性能值(Ⅳ)三個概念，從而把多指標問題轉(zhuǎn)化為單一的綜合性能值。這種綜合評價方法在隨后改進工藝中的Aclf溫度選擇、改進的等溫快速球化工藝的選擇和調(diào)

2、質(zhì)快速球化工藝的選擇，以及不同球化工藝的性能比較和綠色度方程式的求解等幾個方面得到應(yīng)用。 為體現(xiàn)綜合評價方法的具體應(yīng)用，針對傳統(tǒng)球化工藝周期長、能耗大、勞動生產(chǎn)率低，對GCr15鋼的球化工藝進行了研究，期望找到節(jié)能球化的工藝方案。改進工藝集中在對保溫時間和保溫溫度兩個主要的熱處理工藝參數(shù)的再研究；文章對傳統(tǒng)等溫球化退火工藝進行了改進。根據(jù)“Aclf溫度透燒加熱”球化的原理，通過正交試驗方法安排試驗方案，利用定量金相計算了不同方案

3、的殘留碳化物大小、含量。對球化碳化物粒徑、體積分數(shù)以及硬度三個性能指標進行了綜合量化，從而得出實驗用鋼在800℃/h加熱速度下的Aclf值(800℃)。然后對上述試驗中出現(xiàn)的球化不均勻問題進行了討論，并制訂出最終的等溫快速球化退火工藝；文章還對傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)球化工藝進行了改進。提出了低溫透燒奧氏體化的淬火方案。并根據(jù)GCr15鋼回火P曲線以及“回火溫度和回火時間對GCr15鋼應(yīng)力降低程度的影響”曲線，制定了更高溫度，更短時間的回火工藝，最終

4、制定了調(diào)質(zhì)快速球化工藝。 針對球化工藝生命周期評價的特殊性，建立了球化工藝的LCA層次結(jié)構(gòu)表和球化過程中物質(zhì)和能量的平衡示意圖，提出球化工藝設(shè)備等五點假設(shè)。然后，對傳統(tǒng)等溫球化退火、等溫快速球化退火、傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)球化、調(diào)質(zhì)快速球化四種工藝進行討論，計算了理想條件下工件、爐體吸收和釋放能量的數(shù)值及其關(guān)系。最后提出了提高球化效率增加球化綠色度的途徑，利用綜合量化思想建立并求解了能源與質(zhì)量的綠色度方程式。 試驗利用光學(xué)顯微鏡、掃描