椭圆形人孔的表面热处理工艺详解

　　顾名思义，椭圆形人孔材料的表面热处理是指仅对金属材料的表面进行热处理，而材料内部的组织和性能不发生变化，从而仅使材料表面获得 殊性能的工艺过程。一般情况下，表面热处理分为两大类：即表面淬火和表面化学热处理。表面淬火时，仅材料表面的组织有变化，即表面出现淬硬马氏体组织。表面化学热处理时，材料表面的组织不 变化，而且化学成分也发生了变化。

　　椭圆形人孔表面热处理主要是用来改变金属材料表面的耐磨性和耐蚀性，而内部则保持着正常的综合机械性能。有这种性能要求的情况有时仅靠选用材料来实现是比较困难的。这种热处理方法在管道工程上的应用并不多，仅一些阀门的运动部件(如阀杆)会用到这些热处理方法。

　　1、椭圆形人孔表面淬火热处理

　　将金属表面加热到淬火温度以上，然后快速冷却使金属表面得到淬硬组织的过程叫表面淬火。通常采用的表面淬火方法有感应加热表面淬火方法和火焰加热表面淬火方法两种。

　　感应加热表面淬火方法通常是以交变电磁场作为加热手段，因此它具有加热速度快、加热均匀、加热温度易控制等优点，故得到的表面淬火质量较好。但它需要复杂的专用设备，投资较高，对于具有复杂外形的产品，加热线圈调整较难，故它通常适用于大批量、外形简单的产品表面热处理。

　　火焰加热表面淬火方法是利用氧-乙炔气等燃料燃烧而对材料进行加热，因此它的加热速度较慢且不均匀，得到的椭圆形人孔表面淬火质量不如感应加热法。但它无需较贵的专用设备，操作比较灵活，故可用于小批量、具有复杂外形产品的表面淬火。

　　表面淬火仅能提高材料表面的硬度和耐磨性，而其耐蚀性和抗疲劳性比较差，故阀门运动部件如阀杆现在已很少采用这种热处理方法了。

　　2、椭圆形人孔表面化学热处理

　　将椭圆形人孔放入 定的介质中，对它们加热、保温，使欲渗入的元素以活性原子状态进入材料的表层中，以达到改善材料表面性能的过程叫表面化学热处理。工程中用的较多的是渗碳、渗氮、渗铬和渗铝。

　　渗碳方法通常是将被渗产品放置在一氧化碳的气体介质中，然后加热到产品的奥氏体转化温度并进行保温，从而使从一氧化碳中分解出的碳原子渗入材料表层中的过程。此时碳原子既可能以固溶方式存在，又可能以渗碳体的形式存在。渗碳后进一步进行表面淬火可获得比表面淬火具有 耐磨性的材料表面，此时椭圆形人孔材料表面的抗疲劳性也有少量的提高，但其耐蚀性尚差。

　　渗氮方法通常是将被渗产品放置在无水氨气中，然后加热到500℃~560℃并进行保温，从而使氨气中分解出的氮原子渗入到材料表层的过程。渗氮后的金属表面既具有较高的硬度和耐磨性，又具有较好的耐蚀性和抗疲劳性。但是，由于渗氮温度较低，生产周期较长，而且表层的氮化物较脆，故常常用氰化(即碳、氮共渗，但以渗氮为主)来代替。许多阀门制造商的阀杆都采用了渗氮或碳、氮共渗的热处理方法。

　　在近几年与国外的椭圆形人孔制造商接触过程中，阀杆渗铬的热处理用的比较多，尤其是高压阀门中，除对阀杆的硬度和耐磨性有较高的要求外，阀杆的韧性、抗疲劳性、耐蚀性都有较高的要求，在这方面渗铬则比渗氮或氰化 具有优越性。

　　椭圆形人孔的渗铝主要是用来抗腐蚀的。钢材渗铝后，会在表面形成一层Al2O3薄膜，这个薄膜的化学稳定性、抗氧化性都比较好，附着力也很强，用在抗高温硫、高或低温硫化氢、环烷酸、高温氧化等腐蚀介质中都表现了良好的 性能。表面渗铝的材料是一种良好的石油化工生产中的 材料，故该工艺一经推出，很快得到了推广应用。但对于工艺管道来说，存在着现场大量焊接的问题，而渗铝钢在焊接后，椭圆形人孔焊缝处的渗铝层会被破坏，从而在焊缝处形成了 的薄弱区，目前渗铝钢的焊接问题尚在研究中。