GCr15鋼快速球化工藝及生命周期評(píng)估（LCA）的研究.pdf

1、環(huán)境材料要求材料同時(shí)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(biāo)之間量綱不同，又無統(tǒng)一綜合評(píng)分方法的問題，提出了多指標(biāo)的綜合量化評(píng)價(jià)方法，把各種不同的性能指標(biāo)歸化到一個(gè)綜合性能值。該評(píng)價(jià)方法分別定義了相對(duì)性能指數(shù)(RI)、等價(jià)性能指數(shù)(EI)和綜合性能值(Ⅳ)三個(gè)概念，從而把多指標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單一的綜合性能值。這種綜合評(píng)價(jià)方法在隨后改進(jìn)工藝中的Aclf溫度選擇、改進(jìn)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(gè)方面得到應(yīng)用。 為體現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)方法的具體應(yīng)用，針對(duì)傳統(tǒng)球化工藝周期長(zhǎng)、能耗大、勞動(dòng)生產(chǎn)率低，對(duì)GCr15鋼的球化工藝進(jìn)行了研究，期望找到節(jié)能球化的工藝方案。改進(jìn)工藝集中在對(duì)保溫時(shí)間和保溫溫度兩個(gè)主要的熱處理工藝參數(shù)的再研究；文章對(duì)傳統(tǒng)等溫球化退火工藝進(jìn)行了改進(jìn)。根據(jù)“Aclf溫度透燒加熱”球化的原理，通過正交試驗(yàn)方法安排試驗(yàn)方案，利用定量金相計(jì)算了不同方案

3、的殘留碳化物大小、含量。對(duì)球化碳化物粒徑、體積分?jǐn)?shù)以及硬度三個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行了綜合量化，從而得出實(shí)驗(yàn)用鋼在800℃/h加熱速度下的Aclf值(800℃)。然后對(duì)上述試驗(yàn)中出現(xiàn)的球化不均勻問題進(jìn)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(duì)傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)球化工藝進(jìn)行了改進(jìn)。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(shí)間對(duì)GCr15鋼應(yīng)力降低程度的影響”曲線，制定了更高溫度，更短時(shí)間的回火工藝，最終

4、制定了調(diào)質(zhì)快速球化工藝。 針對(duì)球化工藝生命周期評(píng)價(jià)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(diǎn)假設(shè)。然后，對(duì)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(jìn)行討論，計(jì)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(yàn)利用光學(xué)顯微鏡、掃描