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1、DOE试验案列（提高金属热处理后的强度）作者：【应用示例】目的：提高金属材料热处理后的强度经与工程部、品质部及生产部的技术工程师、品质工程师和现场 调机人员的充分讨论，影响金属材料热处理后的强度主要有以下4因 子，即：恒温时间、热处理温度、升温时间、处理时间。决定采用4 因子2水平的全因子试验来进行分析。（1）确定响应变量、试验因子和因子水平，编制因子水平表，见表1-1.因子水平-1+1A （恒温时间）/min5060B （热处理温度）/（ ）820860C （升温时间）/min23D （处理时间）/h1.41.6表1-1（2）按4因子2水平的全因子试验编制试验计划表（考虑中心点重复 和随机化
2、）得到下述试验计划（采用M ini tab软件）见表1-2。表1-24因子2水平的全因子试验计划表（考虑中心点重复和随机化）标准序运行序中心点区组A（热处理 温度）CB（升温时 间）/minC （处理 时间）/hD （恒温时间）/min强度MPa181018402.51.555549.81521182031.660550.2331182031.450526.81441186021.660548.31651186031.660574.51061186021.460549.11171182031.460549681186021.650536.2179018402.51.555535.3121011
3、86031.460561.81111182021.450522.513121182021.660523.81913018402.51.555544.82141186021.450536.59151182021.460518.37161182031.650531.58171186031.6505534181186031.450549.85191182021.650528.3（3）按计划表完成试验并将试验结果填入表中。（4）禾U用Minitab软件，对结果做因子主效图、交互效应图和立方图。如图1- 1（a）、（b）、（c）所示：（a）强度主效应图点类型 角点 中心从（a）图可以看出：A（热处理温度
4、）、B（升温时间）及D（恒温时间时间）主效应显著。560540A（热处理温度）C540520-*B（升温时间）/minC （处理时间）/h540A（热处理温度）C点类型 820 角点840中心860角点B（升温时 间）/min点类型2.0角点2.5中心3.0 角点C （处理 时间）/h点类型1.4角点1.5中心1.6角点（b）强度交互作用图D （恒温时间）/min从（b）图可以看出B（升温时间）跟D（恒温时间）存在明显交互作用。从（c）可以看出强度的最大值为574.5MPa，它对应的各因素水平分别是：热处理温度860弋、处理时间1.6h、升温时间3min、恒温时间60min ;即：当选择热热处
5、理温度860弋、处理时间1.6h、升温时间3min、恒温时间60min，可获得较好的强度结果。（5）作标准化效应的Pareto图和正态图，如图l-2（a）、（b）所示。标准化效应的正态图（响应为 强度MPa, Alpha = 0.05）5 0 OOOOOOO 0 59 9 8765432 1比分百JTI I TII_L_十I-ll-lITI11 1+1 丄| 4-t-lTlTl-t ILIL广广LI1-J一丄I4-I I I I I I I I I I I I I -I T 一 一 L 一十II T 一 一 L 一十It-一一L一十一I T-H- + II T一一 I- 一十I卜效应类型不显著
6、 显著因子名称AA（热处理温度）。CBB（升温时间）/minCC （处理时间）/hDD （恒温时间）/min1234567(a)标准化效应标准化效应的Pare to图（响应为 强度MPa, Alpha = 0.05）2.365（b）标准化效应因子名称AA（热处理温度）。CBB（升温时间）/minCC （处理时间）/hDD （恒温时间）/min从上两图可以看出A、B、D显著，C不显著，BD交互作用处于临界点，做显著处理。 增加B*D项，对实验结果最方差和回归分析。如图1-4所示。回归分析:强度MPa与A（热处理温度）C, B（升温时间）/min, C （处理时间）/h, D（恒温时间）/min, B*D回归方程为强度MPa = 192 + 0.496 A（热处理温度）。C -63.6 B（升温时间）/min+ 20.0 C（处理时间）/h 一 2.52 D （恒温时间）/min+ 1.46 B*D自变量系数系数标准误TP常量191.5590.862.110.055A（热处理温度）C0. 496250. 063247.850.000/p0.05不显著)B（升温时间）/min-63.6027.94-2.280.040 -0.05，残插符合正态分布。(10) 调优找出因子最佳方案。当热处理温度=860乜升温时间=3min，处理时间=1.6h，恒温时间=60min,强度最大值Y=57368
