文 献 综 述

1.1研究目的和背景

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

热处理是机械零件和工、模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可

以保证和提高工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工[1]。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类[2]。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若午不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织[3]。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。温度对加工后材料的各项性能指标影响致关重要，因此如何准确的控制温度，解决升温过程中的温度超调问题是这个控制过程中的关键所在。以Cr-Mo系列钢热处理为例。

由于Cr-Mo系列钢制成的加氢反应器在回火脆化温度范围内长时间使用会产生回火脆化，为了评定该系列钢的回火脆化程度，在脆化温度范围内进行长时间的等温回火脆化试验是一种传统方法。欧美多采用485℃等温时效处理，日本则采用500℃等温时效处理[4]，但这种方法所用时间较长，一般至少几千小时，甚至几万小时，所以不是一种理想的实用工程方法。而步冷试验是一种加速回火脆化实验方法，这种方法全部过程在300h左右就能达到材料的回火脆化效果，具有快速的优点。

我们依据有关文献和国家标准GB5775-86中对温度的控制要求以及试验探索．对步冷试验温度曲线中的保温台阶的温度波动范围和升（降）温过程中温度梯度的被动范围给予规定：对步冷试验温度曲线中的保温台阶的温度波动范围严格控制在#177;2℃以内，对于步冷试验温度曲线中的升温或者降温过程，温度梯度的波动要求在每小时#177;3℃以内[5]。