第4章
1953年到銀河時(shí)代
油樣------------------------------------------,林辰剛進(jìn)車間,就看見張廣發(fā)站在熱處理爐旁邊,正和幾個老師傅說著什么?!傲殖?,過來?!睆垙V發(fā)招手,語氣里帶著幾分急切,“咱們商量了一下,今天就把爐子校準(zhǔn)了。你昨天說用純銅和純鋁做基準(zhǔn),咱們?nèi)ツ膬号@兩種材料?”,伸手摸了摸爐壁,感受著殘留的溫度,略一思索說道:“純鋁好辦,食堂后廚有那種舊鋁鍋,厚度足夠,借一個過來,用角磨機(jī)切一小塊就行,純度能滿足校準(zhǔn)需求。至于純銅……咱們車間有紫銅棒嗎”,他常年負(fù)責(zé)車間設(shè)備維修,對倉庫物資了如指掌:“有,倉庫貨架第三層,專門放維修模具用的紫銅棒,我去領(lǐng)一段?!保骸昂?,劉師傅辛苦一趟去領(lǐng)銅棒,記得讓倉庫登記一下,注明是用于爐溫校準(zhǔn);王根生,你去食堂借個舊鋁鍋,就說廠里搞技術(shù)試驗(yàn)。林辰,你負(fù)責(zé)全程操作,仔細(xì)記錄數(shù)據(jù),咱們爭取一次校準(zhǔn)到位?!保璨牧先康轿?。劉師傅領(lǐng)來紫銅棒用鋼鋸鋸下一塊約10毫米見方的銅塊,打磨掉鋸口的毛刺,確保表面平整;王根生借來的舊鋁鍋雖然鍋底有些發(fā)黑,但材質(zhì)純凈,林辰用鋼鋸鋸下一塊約15毫米見方的鋁塊,用砂紙打磨掉表面的氧化層,露出里面銀白色的金屬光澤。林辰又找來一根直徑2毫米的鐵絲,分別將鋁塊和銅塊牢牢綁住。,林辰開始啟動熱處理爐進(jìn)行升溫校準(zhǔn),將溫度設(shè)定為700℃,大約四十分鐘后,溫度指示儀顯示達(dá)到700℃,保持恒溫狀態(tài),讓爐溫穩(wěn)定了十分鐘。林辰說道“可以開始了。”王根生緩慢將綁好的鋁塊伸入爐膛,精準(zhǔn)懸在爐膛中央位置——這個位置是爐溫最均勻的區(qū)域,能最大程度保證測量的準(zhǔn)確性。鋁塊進(jìn)入爐膛后,林辰迅速關(guān)閉爐門,目光緊緊盯著溫度指示儀,此時(shí)儀表顯示為680℃。,鋁塊表面的銀白色光澤慢慢變暗,出現(xiàn)一層薄薄的氧化膜;幾分鐘后,鋁塊開始變軟、變形,表面出現(xiàn)細(xì)微的熔滴,緊接著,熔滴逐漸變大,順著鋁塊表面滑落。林辰屏住呼吸,雙眼死死盯著爐膛內(nèi)的鋁塊,生怕錯過關(guān)鍵瞬間。當(dāng)鋁塊整體失去形狀,完全熔化成液態(tài),順著鐵絲滴落的那一刻,林辰立刻喊了一聲:“現(xiàn)在!”,迅速在溫度記錄簿上,精準(zhǔn)記下此時(shí)儀表顯示的溫度:695℃?!坝浐昧?,695℃?!蓖醺Z氣急促地說道。林辰點(diǎn)點(diǎn)頭,隨后關(guān)閉電源,讓熱處理爐自然降溫,同時(shí)開始計(jì)算偏差:“純鋁的標(biāo)準(zhǔn)熔點(diǎn)是660℃,儀表顯示695℃,也就是說,爐溫指示比實(shí)際溫度偏高35℃,這個偏差不小,必須在后續(xù)生產(chǎn)中修正。”℃以下后,林辰和王根生打開爐門,取出鐵絲。開始準(zhǔn)備純銅的校準(zhǔn)試驗(yàn),按照同樣的流程,林辰將溫度設(shè)定為1080℃,待爐溫穩(wěn)定后,將綁好的紫銅塊伸入爐膛中央,當(dāng)儀表顯示1118℃時(shí),銅塊表面出現(xiàn)液態(tài)熔池,逐漸向外擴(kuò)散?!熬褪乾F(xiàn)在!”林辰再次喊出指令,王根生迅速記下此時(shí)的儀表溫度1118℃。純銅的標(biāo)準(zhǔn)熔點(diǎn)是1083℃,計(jì)算得出,爐溫指示偏高35℃,與純鋁校準(zhǔn)的偏差完全一致,處于合理的誤差區(qū)間內(nèi)。,“這個爐子,在這個溫度區(qū)間,指示值比實(shí)際高45-47℃。以后設(shè)定溫度的時(shí)候,要減去這個差值?!?,看完后滿意地點(diǎn)點(diǎn)頭:“這個辦法簡單管用,不用復(fù)雜的儀器,就能精準(zhǔn)校準(zhǔn)爐溫,林辰,你想得周到。以后每個月校一次,確保爐溫穩(wěn)定,避免影響產(chǎn)品質(zhì)量?!?,翻譯派人送來了淬火油的冷卻曲線數(shù)據(jù)。謝爾蓋耶夫用自備的專業(yè)冷卻曲線測定儀測出的數(shù)據(jù),被精準(zhǔn)地畫在一張坐標(biāo)紙上,橫坐標(biāo)為冷卻時(shí)間,縱坐標(biāo)為油溫,曲線走勢清晰明了,每個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的溫度和時(shí)間都標(biāo)注得十分詳細(xì)。林辰找來了蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)淬火油的冷卻曲線圖譜,將兩張曲線放在一起仔細(xì)對照,眉頭漸漸皺了起來。,發(fā)現(xiàn)他們目前使用的這種混合淬火油,冷卻速度明顯慢于蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)油,尤其是在650℃到400℃這個關(guān)鍵溫度區(qū)間,冷卻曲線走勢平緩,冷卻能力嚴(yán)重不足。林辰清楚,這個溫度區(qū)間正是鋼材馬氏體轉(zhuǎn)變的核心區(qū)間——馬氏體轉(zhuǎn)變對冷卻速度要求極高,冷卻速度過慢,會導(dǎo)致奧氏體分解,無法形成足夠的馬氏體組織,進(jìn)而影響工件的硬度、強(qiáng)度和耐磨性,這也是之前生產(chǎn)的工件性能不達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵原因之一。,林辰立刻行動起來。他把這個發(fā)現(xiàn)詳細(xì)記錄在試驗(yàn)本上,隨后叫來王根生:“你去倉庫找?guī)追N不同類型的油樣,越多越好,比如柴油、機(jī)油、變壓器油,還有蓖麻油,每種都取500毫升左右,注意做好標(biāo)記,別混淆了?!蓖醺⒖虘?yīng)聲而去,不到一小時(shí)就取回了四種油樣,每種油樣都裝在干凈的玻璃瓶中,貼上了對應(yīng)的標(biāo)簽。
林辰將四種油樣依次排列在試驗(yàn)臺上,逐一觀察它們的狀態(tài):柴油清澈透明,流動性好;機(jī)油呈淡**,黏度適中;變壓器油色澤偏淺,質(zhì)地稀薄;蓖麻油則呈深**,黏度較大,流動性較差。他知道,不同類型的油,其分子結(jié)構(gòu)、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)不同,冷卻特性也會有很大差異——有的油在高溫區(qū)冷卻速度快,低溫區(qū)慢;有的則相反;還有的油冷卻速度均勻,適合不同的熱處理工藝。要找到適合50A鋼的淬火油,就必須通過試驗(yàn)對比,篩選出最佳組合。
晚上,林辰坐在辦公桌前,桌上攤著冷卻曲線數(shù)據(jù)、油樣標(biāo)簽和試驗(yàn)記錄本,臺燈的光芒照亮了他專注的臉龐。他結(jié)合白天的爐溫校準(zhǔn)結(jié)果和淬火油冷卻曲線分析,開始設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案,目的是找出淬火溫度、回火溫度和淬火油類型這三個關(guān)鍵因素,對工件性能的影響程度,進(jìn)而確定最佳的熱處理工藝參數(shù)。
他拿出一張方格紙,先畫出試驗(yàn)因素和水平表格。因素A為淬火溫度,結(jié)合50A鋼的材質(zhì)特性,他設(shè)定了三個水平:820℃、840℃、860℃——這個區(qū)間既能保證鋼材完全奧氏體化,又不會因溫度過高導(dǎo)致晶粒粗大;因素*為回火溫度,設(shè)定為500℃、540℃、580℃,回火溫度直接影響工件的韌性和硬度平衡,需通過試驗(yàn)找到最佳值;因素C為淬火油類型,考慮到倉庫現(xiàn)有油樣和實(shí)際生產(chǎn)可行性,設(shè)定了三個水平:1號(當(dāng)前使用的混合油)、2號(純機(jī)油)、3號(機(jī)油+柴油按1:1比例混合),其中3號油是林辰推測可能提升冷卻能力的組合。
這是典型的三因素**平試驗(yàn),如果按照全排列的方式進(jìn)行,需要做3×3×3=27組試驗(yàn),不僅耗時(shí)費(fèi)力,還會浪費(fèi)大量的材料和人力。林辰憑借扎實(shí)的專業(yè)知識,知道可以采用正交表L9(3?)來簡化試驗(yàn)——這種正交表能在保證試驗(yàn)精度的前提下,將試驗(yàn)組數(shù)減少到9組,通過這9組試驗(yàn),就能清晰分析出每個因素的影響大小,找出三個因素的最佳組合,大大提高試驗(yàn)效率。
他熟練地在紙上畫出正交表,將9組試驗(yàn)的工藝參數(shù)一一對應(yīng)填入表格,每一組試驗(yàn)都明確標(biāo)注了淬火溫度、回火溫度和淬火油類型。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,林辰?jīng)Q定每組試驗(yàn)做三個平行試樣,這樣可以有效減少試驗(yàn)誤差,確保數(shù)據(jù)的可靠性,9組試驗(yàn)一共需要27個試樣。他在記錄本上備注:每個試樣都需經(jīng)過嚴(yán)格的加熱、淬火、回火流程,加熱時(shí)需按照設(shè)定溫度恒溫30分鐘,確保奧氏體化充分;淬火時(shí)需將試樣快速放入對應(yīng)油樣中,避免溫度流失;回火后自然冷卻至室溫,隨后統(tǒng)一送去理化室檢測硬度和顯微組織。
寫完正交試驗(yàn)方案后,林辰?jīng)]有立刻停下,他沉思片刻,又在方案末尾加了一行備注:“建議同時(shí)做沖擊韌性試驗(yàn),每組試驗(yàn)選取一個試樣,共9個試樣。沖擊韌性是工件抗沖擊能力的關(guān)鍵指標(biāo),需借助理化室的沖擊試驗(yàn)機(jī)完成,建議提前與理化室溝通,確保檢測工作順利推進(jìn)?!彼?,工件不僅需要足夠的硬度和強(qiáng)度,還需要良好的韌性,否則在使用過程中容易斷裂,補(bǔ)充沖擊韌性試驗(yàn),能讓試驗(yàn)結(jié)果更全面,為后續(xù)工藝優(yōu)化提供更可靠的依據(jù)。
第二天一早,林辰將完整的正交試驗(yàn)方案交給張廣發(fā)。張廣發(fā)從頭到尾仔細(xì)看了一遍,時(shí)不時(shí)點(diǎn)頭,臉上露出贊許的神色:“方案寫得很清楚,步驟詳細(xì),考慮得也周全,就按你這個方案來。說說看,完成整個試驗(yàn)需要多長時(shí)間?”
林辰早已計(jì)算好時(shí)間,從容回答:“準(zhǔn)備試樣需要一天,主要是棒料切割、打磨和編號;熱處理過程需要一天,9組試驗(yàn)分批進(jìn)行,確保操作規(guī)范;送理化室檢測硬度、顯微組織和沖擊韌性,大概需要兩天,總共四到五天就能出完整的試驗(yàn)結(jié)果?!?br>“好,你牽頭負(fù)責(zé)整個試驗(yàn),王根生給你打下手,有什么需要配合的,直接安排。需要什么材料,直接找我批條,倉庫全力配合。”張廣發(fā)語氣堅(jiān)定,給予了林辰充分的信任。
林辰拿著張廣發(fā)批好的材料領(lǐng)用單,立刻去材料庫領(lǐng)取了50A鋼的棒料,棒料直徑50毫米,長度足夠切割出30個試樣?;氐杰囬g后,劉師傅主動過來幫忙,用車床將棒料切成30毫米長的小段,每一段都精準(zhǔn)控制長度,誤差不超過0.5毫米,隨后將每段試樣的兩端車平,確保端面平整光滑,避免影響后續(xù)熱處理和檢測。王根生則拿著砂紙,仔細(xì)打磨每個試樣的端面,去除表面的毛刺和氧化層,然后用鋼印在每個試樣上打上編號,從1到30,清晰可辨,方便后續(xù)試驗(yàn)記錄和結(jié)果對應(yīng)。
林辰將四種油樣依次排列在試驗(yàn)臺上,逐一觀察它們的狀態(tài):柴油清澈透明,流動性好;機(jī)油呈淡**,黏度適中;變壓器油色澤偏淺,質(zhì)地稀薄;蓖麻油則呈深**,黏度較大,流動性較差。他知道,不同類型的油,其分子結(jié)構(gòu)、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)不同,冷卻特性也會有很大差異——有的油在高溫區(qū)冷卻速度快,低溫區(qū)慢;有的則相反;還有的油冷卻速度均勻,適合不同的熱處理工藝。要找到適合50A鋼的淬火油,就必須通過試驗(yàn)對比,篩選出最佳組合。
晚上,林辰坐在辦公桌前,桌上攤著冷卻曲線數(shù)據(jù)、油樣標(biāo)簽和試驗(yàn)記錄本,臺燈的光芒照亮了他專注的臉龐。他結(jié)合白天的爐溫校準(zhǔn)結(jié)果和淬火油冷卻曲線分析,開始設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案,目的是找出淬火溫度、回火溫度和淬火油類型這三個關(guān)鍵因素,對工件性能的影響程度,進(jìn)而確定最佳的熱處理工藝參數(shù)。
他拿出一張方格紙,先畫出試驗(yàn)因素和水平表格。因素A為淬火溫度,結(jié)合50A鋼的材質(zhì)特性,他設(shè)定了三個水平:820℃、840℃、860℃——這個區(qū)間既能保證鋼材完全奧氏體化,又不會因溫度過高導(dǎo)致晶粒粗大;因素*為回火溫度,設(shè)定為500℃、540℃、580℃,回火溫度直接影響工件的韌性和硬度平衡,需通過試驗(yàn)找到最佳值;因素C為淬火油類型,考慮到倉庫現(xiàn)有油樣和實(shí)際生產(chǎn)可行性,設(shè)定了三個水平:1號(當(dāng)前使用的混合油)、2號(純機(jī)油)、3號(機(jī)油+柴油按1:1比例混合),其中3號油是林辰推測可能提升冷卻能力的組合。
這是典型的三因素**平試驗(yàn),如果按照全排列的方式進(jìn)行,需要做3×3×3=27組試驗(yàn),不僅耗時(shí)費(fèi)力,還會浪費(fèi)大量的材料和人力。林辰憑借扎實(shí)的專業(yè)知識,知道可以采用正交表L9(3?)來簡化試驗(yàn)——這種正交表能在保證試驗(yàn)精度的前提下,將試驗(yàn)組數(shù)減少到9組,通過這9組試驗(yàn),就能清晰分析出每個因素的影響大小,找出三個因素的最佳組合,大大提高試驗(yàn)效率。
他熟練地在紙上畫出正交表,將9組試驗(yàn)的工藝參數(shù)一一對應(yīng)填入表格,每一組試驗(yàn)都明確標(biāo)注了淬火溫度、回火溫度和淬火油類型。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,林辰?jīng)Q定每組試驗(yàn)做三個平行試樣,這樣可以有效減少試驗(yàn)誤差,確保數(shù)據(jù)的可靠性,9組試驗(yàn)一共需要27個試樣。他在記錄本上備注:每個試樣都需經(jīng)過嚴(yán)格的加熱、淬火、回火流程,加熱時(shí)需按照設(shè)定溫度恒溫30分鐘,確保奧氏體化充分;淬火時(shí)需將試樣快速放入對應(yīng)油樣中,避免溫度流失;回火后自然冷卻至室溫,隨后統(tǒng)一送去理化室檢測硬度和顯微組織。
寫完正交試驗(yàn)方案后,林辰?jīng)]有立刻停下,他沉思片刻,又在方案末尾加了一行備注:“建議同時(shí)做沖擊韌性試驗(yàn),每組試驗(yàn)選取一個試樣,共9個試樣。沖擊韌性是工件抗沖擊能力的關(guān)鍵指標(biāo),需借助理化室的沖擊試驗(yàn)機(jī)完成,建議提前與理化室溝通,確保檢測工作順利推進(jìn)?!彼?,工件不僅需要足夠的硬度和強(qiáng)度,還需要良好的韌性,否則在使用過程中容易斷裂,補(bǔ)充沖擊韌性試驗(yàn),能讓試驗(yàn)結(jié)果更全面,為后續(xù)工藝優(yōu)化提供更可靠的依據(jù)。
第二天一早,林辰將完整的正交試驗(yàn)方案交給張廣發(fā)。張廣發(fā)從頭到尾仔細(xì)看了一遍,時(shí)不時(shí)點(diǎn)頭,臉上露出贊許的神色:“方案寫得很清楚,步驟詳細(xì),考慮得也周全,就按你這個方案來。說說看,完成整個試驗(yàn)需要多長時(shí)間?”
林辰早已計(jì)算好時(shí)間,從容回答:“準(zhǔn)備試樣需要一天,主要是棒料切割、打磨和編號;熱處理過程需要一天,9組試驗(yàn)分批進(jìn)行,確保操作規(guī)范;送理化室檢測硬度、顯微組織和沖擊韌性,大概需要兩天,總共四到五天就能出完整的試驗(yàn)結(jié)果?!?br>“好,你牽頭負(fù)責(zé)整個試驗(yàn),王根生給你打下手,有什么需要配合的,直接安排。需要什么材料,直接找我批條,倉庫全力配合。”張廣發(fā)語氣堅(jiān)定,給予了林辰充分的信任。
林辰拿著張廣發(fā)批好的材料領(lǐng)用單,立刻去材料庫領(lǐng)取了50A鋼的棒料,棒料直徑50毫米,長度足夠切割出30個試樣?;氐杰囬g后,劉師傅主動過來幫忙,用車床將棒料切成30毫米長的小段,每一段都精準(zhǔn)控制長度,誤差不超過0.5毫米,隨后將每段試樣的兩端車平,確保端面平整光滑,避免影響后續(xù)熱處理和檢測。王根生則拿著砂紙,仔細(xì)打磨每個試樣的端面,去除表面的毛刺和氧化層,然后用鋼印在每個試樣上打上編號,從1到30,清晰可辨,方便后續(xù)試驗(yàn)記錄和結(jié)果對應(yīng)。