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不同热处理工艺对IR3Mo不锈钢泵轴力学性能的影响

不同热处理工艺对IR3Mo不锈钢泵轴力学性能的影响
不同热处理工艺对IR3Mo不锈钢泵轴力学性能的影响

汽车半轴热处理工艺

40Cr钢汽车半轴的热处理工艺 *** (中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州 221116) 摘要:制定40Cr 钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工 艺, 测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性, 并进 行材料的金相组织分析, 得出了40Cr 钢调质处理具有良好综 合性能的结论。 关键词:汽车半轴;热处理工艺;金相组织;性能 1引言 汽车半轴是汽车的重要部件之一, 要求具有合理的最佳的静 扭强度和抗扭转疲劳性能. 是在汽车运行中承受自重和货物重量, 并传递扭矩的重要零件,常采用40Cr 钢制造, 其产品质量直接影 响着整车的性能。 40Cr 钢属于亚共析钢, 缓冷至室温后的显微组织为铁素体 加珠光体, 含有较少的合金元素, 属于低淬透性合金调质钢, 经 适当热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性, 即具有良好 的综合力学性能, 常用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床 主轴等机械零件。 2分析 汽车半轴的加工工艺流程如下:半轴材料采购→下料→花键 加热→锻造镦花键成形→另一端加热→锻造预镦制坯→加热→半 轴盘端摆辗成形→淬火→回火→校直→抛丸→铣端面钻中心孔→ 校正→粗车半轴法兰盘外端面和花键外圆→粗车法兰盘内端面和 外圆→精车法兰端和花键外圆→铣花键→清洗→中频淬火→回火 →校正→无损检测→钻半轴法兰盘孔→磨半轴法兰轴颈→精车半 轴法兰内端面→抛光→清洗→打标→包装。 对于40Cr的热处理,采用预备热处理和最终热处理。调质钢经热加工后, 必须经过预备热处理来降低硬度, 便于切削加工, 消除热加工时造成的组织缺陷,细化晶粒, 改善组织, 为最终热

处理做好准备。对于40Cr 钢而言, 可进行正火或退火处理。调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。一般可以采用较慢的冷却速度淬火, 可以用油淬以避免热处理缺陷。当强度较高时, 采用较低的回火温度, 反之选用较高的回火温度。 铁碳合金相图 40Cr的化学成分及临界温度见表1 从铁碳合金相图可以看出:40Cr钢属于亚共析钢, 在缓慢冷却到室温后的组织为铁素体和珠光体。从钢的分类来看, 40Cr钢属于调质钢, 具有很高的强度及良好的塑性和韧性,也就是有良 好的机械性能。40Cr钢主要应用于制造业,特别是机械类制造的材料。表1所示的是40Cr 的化学成分及临界温度。40Cr钢的热处理,各种参数都有规定,在实际操作中应注意: (1)40Cr 工件淬火后应采用油冷,40Cr 钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小,操作者要凭

材料及其热处理方式方法和性能影响

金属材料 一、金属材料包括黑色金属材料和有色金属材料。 二、黑色金属是指铁和碳的合金。如钢、生铁、铸铁等。 1、钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。 钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。生铁含碳量大于2% 2、把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。 三、有色金属材料 有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 金属材料在各种外力作用下所表现出來的性能称为机械性能。金属的机械性能主要包括:強度、塑性、硬度、韧性及疲劳強度等。 1.強度: 強度是金属材料在靜载荷作用下,抵抗变形和破断的能力。 A.弹性极限 : 材料在外力作用下只产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限,符号σe。 B.屈服极限 : 材料产生屈服现象时的应力称为屈服极限或屈服強度,符号σS。 C.抗拉強度: 材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度或強度极限,符号σb。 2.塑性: 金属材料在断裂前发生塑性变形的能力称为塑性。延伸率 (δ)和断面收缩率(ψ)是衡量金属材料塑性的指标。 3. 冲击韧性: 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力,称为冲击韧性。 4.疲劳強度: 疲劳強度又称疲劳极限。減少零件的应力集中,改善零件表面质量及使零件表面保留压应力均能有效地提高零件的疲劳強度。 5.硬度: 硬度即指材料抵抗局部变形,特別是塑性变形、压痕或划痕的能力,它是各种零件和工具必须具备的性能指标之一,也是热处理主要的质量检验标准。

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响 预习报告 姓名:崔立莹 班级:材科1202 学号:41230179 2015年11月

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响 一、实验目的 1. 了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作。 2. 了解材料成分、热处理工艺、组织和性能之间的关系。 3. 培养学生综合运用所学热处理理论知识和实验技术独立分析和解决实际问题的能力。 二、实验材料与设备 1. 45(Ф15mm)、40CrNi(Ф13mm)和T8(Ф16mm)钢试样 2. 箱式加热炉 3. 硬度计 4. 金相显微镜以及数码照相系统 5. 磨光机及金相砂纸 6. 抛光机及抛光液 7. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等 三、实验内容及要求 本实验采用的钢材有40、40CrNi和T8三种,对于每一种钢材,要求得到如下组织: 全班分三组,每组选一种钢材,每人选一种组织进行以下实验: 1. 根据所选钢种和组织,综合运用所学的热处理知识,制定合理的(或能得到

所要求显微组织的)热处理工艺; 2. 按照制定的热处理工艺对钢进行热处理; 3. 测定热处理后钢材的性能(硬度、T8钢可作拉伸和冲击实验); 4. 制备金相试样,观察组织并记录(照相); 5. 总结并讨论实验结果。 本实验要求: 1. 每位同学均要首先根据实验总学时和实验要求制定实验方案(包括实验时间的具体安排)。注意本综合性实验为团队性实验,每位同学均无法单独完成,制定方案和时间安排时要与其他同学协调好; 2.在每个同学根据所选钢种和组织制定相应热处理工艺的基础上,以组为单位讨论并协调热处理方案; 3. 按照方案进行热处理、性能测定、组织观察与记录; 4. 以组为单位分析和总结实验结果,然后再以班为单位分析和总结实验结果。 四、实验准备内容 1、箱式电阻炉 箱式电阻炉主要由炉体和控制箱两大部分组成。炉体由炉架和炉壳、炉衬、炉门、电热元件以及炉门提升机构等组成,电热元件多布置在两侧墙和炉底。[1]图1中给出了炉体结构示意图,控制箱在炉体一侧。 图1 箱式电阻炉炉体示意图 1-底座;2-观察孔;3-炉门;4一热电偶;5-炉壳; 6-电热元件;7--耐火材料;8-保温材料;9-炉架箱式电阻炉一般工作在自然气氛条件下,多为内加热工作方式,采用耐火材料和保温材料做炉衬。用于对工件进行正火、退火、淬火等热处理及其他加热用

齿轮传动轴的热处理工艺

渤海船舶职业学院 毕业设计(论文)题目:42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺 系:材料工程系专业:金属材料与热处理姓名:吴超指导教师:王学武 班级:11G541 评阅教师: 学号:17 完成日期:

42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺 摘要:本文阐明42CrMo齿轮传动轴热处理工艺路线的选用及工艺参数的确定,具体包括,材料的选择、正火、调制处理、低温回火及齿轮的感应淬火等工艺内容。满足轧机齿轮传动轴的基本技术要求。热处理工艺的制定有利于提高传动轴的质量及加工效率。 关键词:42CrMo齿轮传动轴;调制处理;感应淬火

目录 2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计 (5) 2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求 (5) 2.1.1 服役条件、失效形式 (5) 2.1.2 性能要求 (5) 2.2 齿轮轴材料的选择 (5) 2.3 42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺设计 (6) 2.3.1 42CrMo的工艺流程 (6) 2.3.2 42CrMo钢的热处理工艺设计 (7) (1)预备热处理工序--正火 (7) 感应加热淬火工艺原理 (9) 2.4选择设备 (10) 2.6 42CrMo齿轮传动轴热处理质量检验项目、内容及要求 (12) 2.8 42CrMo齿轮传动轴热处理常见缺陷的预防和补救方法 (13) 2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 (13) (1)过热现象及其预防、补救 (13) 2.8.2调质时常见的缺陷的预防及补救方法 (14) 2.8.3感应加热淬火缺陷与预防、补救 (15) 3.结论 (16) 4.致谢 (17) 5.参考文献 (19)

循环水泵叶片断裂的原因分析与处理

循环水泵叶片断裂的原因分析与处理 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

循环水泵叶片断裂的原因分析与处理中山横门发电厂地处广东省珠江出海口岸的中山市横门水道,由4台循环水泵担负2台125MW汽轮发电机组冷却用水及化学制水,同时还提供整个电厂的消防、生活、绿化、环保等方面的需要。该厂循环水泵为1200HLCB3.2—16.5型立式混流泵,设计参数为H=16.5m, Q=11520m3/h,n=485r/min,配套电机功率N=710kW。1997年5月1号机A,B循环水泵正式投运,同年底2号机A,B循环水泵也相继投运。 1叶片断裂情况 2004-10-06,1号机A循环水泵在运行中出现叶轮叶片断裂,到11月25日止,在短短的49天内4台循环水泵相继出现断叶片事故。 1号机A循环水泵故障后进行了初步分析。该泵工作介质为海水、江河水,每年冬季至来年的春季为海水倒灌期,期间江河水氯离子的质量分数高达(2~10)×10-3,2003—2004年情况更为严重。该泵叶轮轮毂设

计材料为2Gr13,叶轮叶片材料为1Gr18Ni9Ti,叶轮叶片长度为270mm,宽度为 350mm,叶片端面厚度为20mm,根基厚度为 20mm,根部焊接宽度为180mm,共7个叶片组成叶轮组。运行中发现该泵电机上导轴承振动突然增大而紧急停泵,经解体检查,发现该泵叶轮叶片断裂一片,断口在叶片根部,呈亮白色,有金属的光泽,断面上带有明显的“人”字型纹路,属脆性断裂。除断的1片外,其余6片中的5片根部都有明显的深浅程度不一的断裂源。对7片叶片受力面进行显微组织分析,除1片外,其余6片均有纵横交错的龟裂纹。由上所述,判断造成循环水泵叶片断裂的原因,是典型的奥氏体不锈钢受晶间腐蚀、焊缝热裂纹及电化学等综合影响的结果。 2断裂原因分析

轴类零件的材料与热处理

轴类零件的材料与热处理 一般轴类零件常用中碳钢,如45钢,经正火、调质及部分表面淬火等热处理,得到所要求的强度、韧性和硬度。 对中等精度而转速较高的轴类零件,一般选用合金钢(如40Cr等),经过调质和表面淬火处理,使其具有较高的综合力学性能。对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件,可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢,经渗碳淬火处理后,具有很高的表面硬度,心部则获得较高的强度和韧性。对高精度和高转速的轴,可选用38CrMoAl 钢,其热处理变形较小,经调质和表面渗氮处理,达到很高的心部强度和表面硬度,从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。 附:钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。淬火能显著提高2钢的强度和硬度。如果再配以不同温度的回火,即可消除(或减轻)淬火内应力,又能得到强度、硬度和韧性的配合,满足不同的要求。所以,淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。

车床主轴加工工艺过程分析 ⑴ 主轴毛坯的制造方法 锻件,还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。 ⑵ 主轴的材料和热处理 45钢,普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较大,加工后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。 ①毛坯热处理 采用正火,消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀。 ②预备热处理 粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,提高其综合力学性能 ③最终热处理 主轴的某些重要表面需经高频淬火。 最终热处理一般安排在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。 加工阶段的划分 ①粗加工阶段

用大的切削用量切除大部分余量,及时发现锻件裂纹等缺陷。 ②半精加工阶段 为精加工作好准备 ③精加工阶段 把各表面都加工到图样规定的要求。 粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。 工序顺序的安排 毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。 在安排工序顺序时,还应注意下面几点:①外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度,应先加工大直径后加工小直径,以免一开始就降低主轴钢度。 ②就基准统一而言,希望始终以顶尖孔定位,避免使用锥堵,则深孔加工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序,要切除大量金属,加工过程中会引起主轴变形,所以最

泵轴损坏的主要形式及原因及修复方法

泵轴损坏的主要形式及原因及修复方法 1 泵轴损坏的主要形式及原因 (1)轴弯曲轴弯曲多发生在深井泵、多级泵,这些泵轴长径比较大。QJ深井泵轴弯曲的原因是:转子动不平衡过大,转子振动,泵基础水平度超差。对于卧式多级泵,多是由于不及时盘车引起的跨中下垂,转子上下部分温差引起的变形,转子动不平衡过大、对中偏离引起的振动。 (2)磨损偏磨多是伴随轴弯曲而产生的,另外在轴承轴径部位由于轴承内圈过松或轴承损坏而引起的磨损也经常出现。解决轴弯曲的主要办法是冷校、热校、混合校等。6.1. 2 热校直法修复弯曲泵轴 (1)加热校直法①原理用乙炔焰加热轴局部,被加热的区域因受热而膨胀,但周围的冷区又因自身的刚性而限制它的膨胀。因此,热区受挤压,降温后,热区体积又要收缩,从而拉动周围区域收缩。这样就产生了反向的弯曲,弥补了原来的弯曲量,从而达到校直的目的。②适用范围适用于弯曲半径较小、直径较大、硬度≥35HRC的碳钢、合金钢、不锈钢轴。③操作工艺在测出轴弯曲的情况后,将轴放在车床上,使弯曲的高点在最上端,用石笔标上弯曲范围;用氧一乙炔火焰加热,冷却后打表检查,如不符合要求再校直,直至符合要求。用具有氧一乙炔烤把、石棉绳、电加热带、油壶、百分表、车床、红外温度计。加热区域的形状、温度及校直方法见表6—1。④注意事项 a.加热前,应先将夹紧轴件的顶尖松开,再进行加热,以免轴加热伸长后损坏顶尖。 b.当一次加热调直不够,须再次校直时,对于点状加热或条状加热,应避开原加热区域,防止反复加热,减少金相组织变化及收缩裂纹产生。⑤校后热处理为防止产生新的变形,消除内应力,应进行校后热处理。其方法为将轴加热区域用石棉绳缠绕,并均匀加热到580-600℃,缓冷。 (2)热校直轴的操作热校直轴的一般操作规范如下(见图6—2)。表6-1 加热区域的形状、温度及校直方法 加热区形状温度方法使用范围条状加热用中性焰加热,温度应控制在200~300℃,最高不超过回火温度把工件用有孔的石棉布包紧,将加热区露出,快速加热,然后立即喷水快速冷却,冷后再加热,再冷却,直至合格在均匀变形和扭曲变形时常用蛇形加热用中性焰加热,加热温度300~400℃,最高温度不超过回火温度选择加热区,沿轴中心线长为0.10~0.15D,其表面宽度为0.3D,D为加热处轴径。把工件用有孔的石棉布包紧,将加热区露出,对弯曲较大的立即用水冷,否则自然冷却在严重变形、需加热面积较大时采用,高合金钢须防止产生裂纹,不可用水冷,同时还应保温缓冷圆点状加热用氧化焰加热,温度700~800℃加热区圆点直径约2~4mm,轴径大,弯曲量大时取大值。快速加热,快速水冷,加热时间一般3~5s,热点数视弯曲大小而定,一般从最高点开始向左右两侧对称延伸加热①用于精加工的细长轴②渗碳层含碳量在0.35%~1.3%的低碳钢,低合金钢,HRC≥35,渗碳层厚度超过0.8mm ①利用车床或V形铁,找出弯曲零件的最高点,确定加热区。②加热用的氧一乙炔火焰喷嘴,按零件直径决定其大小。③加热区的形状有:条状,在均匀变形和扭曲时常用;蛇形,在变形严重、需要加热区面积大时采用;圆点状,用于精加工后的细长轴类零件。④若弯曲量较大时,可分数次加热校直,

曲轴的热处理工艺

曲轴的热处理工艺 曲轴是引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的。曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率,承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩,同时承受着长时间的高速运转的磨损,圆角过渡处处于薄弱环节,主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而,需要合适的热处理工艺,以保证其达到所要求的各项性能指标。 在曲轴工作的过程中,往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲---扭转应力,轴颈表面容易磨损,且轴颈与曲臂的过渡圆角处最为薄弱。除曲轴的材质,加工因素外,曲轴的工作条件(温度、环境介质、负荷特性)等都是影响曲轴服役的。 曲轴的主要失效形式有(1)疲劳断裂:多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹,随后向曲柄深处发展,造成曲柄的断裂,其次是曲柄中部的油道内壁产生裂纹,发展为曲柄处的断裂。(2)轴颈表面的严重磨损。 因此,曲轴的选材十分重要,既需要满足曲轴的力学性能,也需要考虑强度和耐磨性。由于曲轴需要承受交变的弯曲---扭转载荷以及发动机的大的功率,因此,要求其具有高的强度,良好的耐磨、耐疲劳性以及循环韧性等。因而,根据曲轴材料的要求,各项技术要求,及材料的成分,机械性能,淬透性,同时需考虑成本的经济性,最终可以选择40Cr作为汽车发动机的材料。 所以曲轴的大致加工路线是,锻造→正火→机械加工→去应力退火→调质处理→表面热处理(高频淬火+低温回火),其中预备热处理为正火,然后可能有必要进行去应力退火,最终热处理为调质处理和表面热处理的高频淬火和低温回火。 40Cr的显微组织不均匀,且晶粒粗大,需要进行预备热处理来细化晶粒和改善其内部组织。翻阅书籍后我决定采用正火的方法来作为预备热处理。正火温度为Ac3或Acm以上40到60℃,故取正火温度为880℃,来改善晶粒大小,使晶粒细化,可以获得更好的切削加工性能,并为后续热处理工艺打好基础。 正火后组织变成了片状P和片状渗碳体,此时的钢的切削性能较好,硬度较低,便于切削加工。在进行粗加工后组织内部可能会产生一些残余应力,影响后续热处理工艺,于是需要用去应力退火来消除组织应力。一般去应力退火加热温度低于回火温度,故取540℃,再保温2小时,以防止产生新的残余应力。 完成上述工序后40Cr的性能任未满足曲轴的要求,需要进行更进一步的操作,即最终热处理,在这里选择的是调质处理以及表面高频淬火。 对于调质处理,40Cr是亚共析钢,淬火温度为Ac3+30到50℃,所以取淬火温度为830℃,而40Cr淬透性较好,为了避免40Cr钢在淬火时出现淬裂现象,因此选择淬火介质——油,保温10分钟。淬透之后采用高温回火,加热温度在560℃左右,保温两个小时空冷。 实现淬火的必要条件是加热温度必须高于临界点温度以上,以获得奥氏体组织,其冷却速度必须大于临界冷却速度,而淬火得到的组织是马氏体或下贝氏体。对40Cr进行淬火前,其组织状态为珠光体,而淬火后组织为马氏体。马氏体具有很高的硬度,但很脆,所以需要高温回火来提高韧性适当降低硬度。回火后40Cr的组织为回火索氏体,保留了淬火效应,索氏体均匀细密,晶粒细小,具

轴用材料及其热处理

45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。1. 45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。如果用45号钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。0.35%从来没见过实例,只在教科书里有介绍。可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火,达到的性能为屈服强度≥355MPa GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,伸长率为16%,断面收缩率为40%,冲击功为39J 一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求 果是卡车传动轴,首先要确定用钢,建议:细一些轴选用40Cr,40Cr、40MnB、40MnVB、 粗一些轴选用40CrNiMo、42CrMo等中碳低合金钢; 传动轴一般由两部分组成:一是实芯轴或空心厚壁管;二是与万向节连接的花键轴。实芯轴与花键轴一般为一根钢料加工而成,也有将其焊接而成。 轴的热处理为:整根轴轧为棒料后进行退火或正火处理(含Mo、V、Ti的钢一般退火:840-860度加热一定时间后炉冷,得到铁素体+珠光体组织;低合金含量的钢一般正火:840-860度加热一定时间后空冷,得到铁素体+珠光体组织),获得较好的切削加工性能,加工后整体进行调质热处理(一般为:840-860度加热一定时间后油淬,再进行550-650度的高温回火,得到回火索氏体组织),获得强度、韧性、塑性都较好的综合力学性能(抗扭、抗弯、无脆性断裂),然后对其花键进行精加工,此时的花键硬度较低(约HRC35-40)不耐磨,还需要对花键进行二次热处理强化,目前多为高频感应热处理,获得隐晶马氏体,花键表面硬度可达到HRC58-62,具有较高的抗磨寿命。 表l一31钢铁材料的力学性能 名称量的符号单位符号含义 强度指金属在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力 1强度 1)抗拉强度ób 金属试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度 ób=Pb/Fo 式中Pb——试样拉断前的最大负荷(N) Fo——试样原横截面积(mm2) 2)抗弯强度óbb MPa 试样在位于两支承中间的集中负荷作用下,使其折断时,折断截面所 承受的最大正压力 对圆试样:óbb=8PL/Лd³; 对矩形试样:óbb=3PL/2bh² 式中 P——试样所受最大集中载荷(N) L——两支承点间的跨距(mm)

超高锰钢热处理工艺优化及力学性能的提高

? ?基金项目:河南省杰出人才创新基金资助项目(项目编号:0621000600)。收稿日期:2006-03-27收到初稿,2006-07-03收到修订稿。作者简介:闫华(1982-),男,河南罗山人,硕士研究生,主要从事高强韧耐磨铸钢的研究。E-mail:yanhua19820915@sina.com 闫 华1,谢敬佩1,王文焱1,李继文1,王爱琴1,张东海2,王 伟2 (1.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;2.鞍钢集团鞍山矿山机械制造厂,辽宁鞍山114042) !!!!!" !" !!!!!" !" 摘要:优化了含Cr、Mo及RE-Si-Fe变质处理超高锰钢的热处理工艺,研究了超高锰钢不同温度回火处理后的组织和力 学性能。结果表明,沉淀(弥散)强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状M23C6型碳化物,强化了奥氏体基体。优化出超高锰钢的最佳热处理工艺为,加热至1100℃保温4h,水淬,再经250℃保温4h,空冷。该热处理工艺条件下奥氏体晶粒细小,晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布,力学性能得到显著提高,即σb=994.51MPa,σs=430.98MPa,αk=260 J/cm2 ,HB227,δ=55.03%。与常规水韧处理相比σb提高了18.2%,σs提高了7%,αk提高了22%,δ 提高了30.3%,硬度提高了9.7%。 关键词:热处理工艺;力学性能;超高锰钢 中图分类号:TG142.72;TG142.1文献标识码:A文章编号:1001-4977(2006)10-1067-04 YANHua1,XIEJing-pei1,WANGWen-yan1,LIJi-wen1,WANGAi-qin1,ZHANGDong-hai2,WANGWei2 (1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,Henan,China;2.AngangGroupAnshanMining-machineryandManufacturing Plant,Anshan114042,Liaoning,China)Abstract:Theheattreatmentprocessofsuper-highmanganesesteelwithRE-Si-FemodificationwhichcontainsalloyingelementsCrandMoisoptimizedandthestructureandmechanicalpropertiesofthesteelbydifferenttemperingtemperaturetreatmentprocessarealsostudied.Theexperimentresultsshowthatafterprecipitation(dispersion)strengtheningtreatment,thesecond-phase,carbideparticlesM23C6aredistributinginausteniticgrains,whichintensifytheausteniticmatrixofthesteel.Theoptimalheattreatmentistreatedbywatertougheningat1100℃andtemperingat250℃for4hours.Themicrostructureofthesuper-highmanganesesteelisfinecarbideparticlesrelativelyevenprecipitatinginausteniticmatrix,anditsmechanicalpropertiesis enhanceddramatically:σb=994.51MPa,σs=430.98MPa,αk=260J/cm2 ,HB227,δ=55.03%.Comparedwiththatoftheconventionaltreatment,theσb,σs,αk,δandhardnessareincreasedby18.2%,7%,22%,30.3%,and9.7%respectively. Keywords:heattreatmentprocess;mechanicalproperties;super-highmanganesesteel应用技术 超高锰钢热处理工艺优化及力学性能的提高 OptimizationofHeatTreatmentProcessandMechanical PropertiesEnhancementofSuper-highManganeseSteel 由英国的R.A.Hadfield于1882年发明的高锰钢是历史最悠久的耐磨材料。高锰钢作为耐磨材料,在抵抗强冲击、大压力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面,其优异的耐磨性是其他材料所无法比拟的。在较大的冲击载荷或接触应力作用下,其表层迅速产生加工硬化,并有高密度位错和形变孪晶相继生成,从而产生高耐磨的表面层,而此时内层奥氏体仍保持着良好的韧性。高锰钢的这种加工硬化特性使其长期以来广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、电力、煤炭等机械装备中[1-5]。 随着现代工业的发展,在冶金、矿山等行业不断出现大型设备,如采矿、破碎、挖掘设备等,其抗磨 配件重达几吨到几十吨,有效厚度均在100mm以上,传统高锰钢(ZGMn13)的热处理工艺、力学性能和耐磨性已不能满足这些大型厚壁耐磨件的要求[4]。经本课题组长期以来对耐磨材料的研究并跟踪厂家使用情况,超高锰钢代替传统的高锰钢能满足抗磨件大型化的需要,在高应力、强冲击工况条件下具备优异抗磨性能、高韧性、高水韧化能力,使用过程中使厂家获得了良好的工程效果和经济效益。 1 试验内容和方法 1.1 超高锰钢的化学成分 向奥氏体锰钢中加入Cr、Mo等合金元素,改进热 Oct.2006Vol.55 No.10 铸造 FOUNDRY 1067

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影 响 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响 预习报告 姓名:崔立莹 班级:材科1202 学号: 2015年11月 材料成分和热处理工艺对钢的组织与性能的影响 一、实验目的 1. 了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作。 2. 了解材料成分、热处理工艺、组织和性能之间的关系。 3. 培养学生综合运用所学热处理理论知识和实验技术独立分析和解决实际问题的能力。 二、实验材料与设备 1. 45(Ф15mm)、40CrNi(Ф13mm)和T8(Ф16mm)钢试样 2. 箱式加热炉 3. 硬度计 4. 金相显微镜以及数码照相系统 5. 磨光机及金相砂纸 6. 抛光机及抛光液 7. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等

三、实验内容及要求 本实验采用的钢材有40、40CrNi和T8三种,对于每一种钢材,要求得到如下组织: 全班分三组,每组选一种钢材,每人选一种组织进行以下实验: 1. 根据所选钢种和组织,综合运用所学的热处理知识,制定合理的(或能得到所要求显微组织的)热处理工艺; 2. 按照制定的热处理工艺对钢进行热处理; 3. 测定热处理后钢材的性能(硬度、T8钢可作拉伸和冲击实验); 4. 制备金相试样,观察组织并记录(照相); 5. 总结并讨论实验结果。 本实验要求: 1. 每位同学均要首先根据实验总学时和实验要求制定实验方案(包括实验时间的具体安排)。注意本综合性实验为团队性实验,每位同学均无法单独完成,制定方案和时间安排时要与其他同学协调好; 2.在每个同学根据所选钢种和组织制定相应热处理工艺的基础上,以组为单位讨论并协调热处理方案; 3. 按照方案进行热处理、性能测定、组织观察与记录; 4. 以组为单位分析和总结实验结果,然后再以班为单位分析和总结实验结果。 四、实验准备内容 1、箱式电阻炉

轴类零件选材及热处理工艺分析

轴类零件选材及热处理工艺分析 1 轴类零件的作用 轴类零件的主要作用是支承传动零件、传递运动和动力。 2 工作条件 (1)承受较大的交变弯曲应力、扭转应力。 (2)轴颈和花键部位承受较大的摩擦。 (3)一定的冲击载荷。 3 失效形式 常见的时效形式有疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。 4 力学性能要求 (1)良好的综合力学性能。 (2)轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性。 (3)高的疲劳强度 5 轴类零件常用材料及热处理 (1)中碳钢和中碳合金钢。考虑到轴类零件的综合力学性能要求,主要选用经过轧制或锻造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB钢等,一般应进行正火或调质;若轴颈处耐磨性要求高,可对轴颈处进行表面淬火。具体的钢种应根据载荷的类型、零件的尺寸和淬透性的大小决定。承受弯曲载荷和扭转载荷的轴类,应力的分布是由表面向中心递减的,对淬透性要求不高;承受拉、压载荷的轴类,应力沿轴的截面均匀分布,应选用淬透性较高的钢。(2)对承受冲击载荷较大,对强韧性要求高时或要求进一步提高轴颈的耐磨性时,可选用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢并进行渗碳、淬火、低温回火处理。 (3)对于受力小、不重要的轴可选用Q235~Q275等普通质量碳钢。 (4)球墨铸铁和高强度灰铸铁可用来制作形状复杂、难以锻造成形的轴类零件,如曲轴等。 6 轴类零件选材举例 (1)机床主轴。下图是C6132卧式车床主轴,工作时主要承受交变弯曲应力、扭转应力作用和一定的冲击载荷,运转较平稳。要求具有良好的综合力学性能,锥孔、外圆锥面、花键表面要求耐磨。现选用45钢制造,其工艺路线如下: 下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工(花键除外)→局部淬火(内外圆锥面)+低温回火→粗磨→铣花键→花键感应淬火+低温回火→精磨。 整体调质硬度可达到220~250HBS;内外圆锥面采用盐浴局部淬火和低温回火,硬度为45~50HRC;花键部分采用高频感应淬火和低温回火,硬度为48~53HRC。

水泵故障分析报告

泵类故障大汇总,也许就能解决你的问题! 2016-07-05泵阀之家 泵阀之家合作伙伴,点击下方蓝色字体进入 江南泵阀--专业氟塑料泵--值得信赖 ★泵阀管行业,企业管理软件免费送★ 有氟密管阀- 国内非金属阀门专业制造商 离心泵常见故障及解决方法01泵不吸水 故障分析: ?吸入阀有杂物或未打开,或吸入管堵塞 ?管路系统密封性差 ?从轴封处吸入空气 ?灌泵系统故障 解决方法:

?打开吸入阀,排除杂物,疏通吸入管。 ?检察管路,尤其分段试压连接法兰处,堵漏。?更换轴封,压紧填料密封 ?检查及维修灌泵系统 02泵不能启动 故障分析: ?原动机发生故障(包括电源); ?泵卡住; ?填料函压得太紧; ?排出阀门未关。 解决方法: ?检查电源及原动机情况; ?再次盘车确定联轴器情况; ?放松填料; ?管进出口阀门,再次启动。

03泵不排液 故障分析: ?灌泵不足(或泵内气体未排净); ?泵转向不对; ?泵转速太低; ?滤网、吸入管堵塞; ?吸入高度太高,或吸入口液体供给不足,造成吸入真空。 解决方法: ?重新灌泵; ?再次确定泵的旋转方向; ?检查电机空转转速,检查减速器的减速比,确定泵转速是否符合设计转速;?清洗滤网,疏通吸入管; ?调整吸入口管线,高于泵的入口,调整泵的上部供液系统,保证介质供应充分。

04泵排液后中断 故障分析: ?吸入管路漏气; ?灌泵时吸入侧气体未排尽; ?吸入侧突然被异物堵住,或吸入口滤器堵塞; ?吸入管脱水,大量气体吸入 解决方法: ?检查吸入侧连接处及填料函的密封情况; ?重新灌泵; ?停泵,清洗滤芯,疏通吸入管路; ?检查吸入管路是否破裂,并联进口管线上的阀门是否打开(不常用的管线)。05流量不足

汽车发动机曲轴的热处理工艺

摘要:本文对一般汽车发动机曲轴的各项性能与技术参数进行了分析,制定出相应材料(35CrMo)曲轴的热处理工艺方案,在工艺试验的基础上对方案进行了验证与改进,保证曲轴的各项性能达到要求。 关键词:曲轴热处理工艺35CrMo 调质高频淬火

目录 1.引言 (3) 2.曲轴的服役条件与失效形式 (3) 2.1.服役条件 (3) 2.2.失效形式 (4) 3.技术要求与材料的选择 (5) 3.1 锻钢曲轴热处理的技术要求 (5) 3.2 材料的选择 (5) 3.2.1选材条件 (5) 3.2.2 锻钢曲轴材料的要求 (5) 3.2.3 备选材料的化学成分与力学性能的对比与分析 (5) 3.2.4 材料的确定 (6) 4.加工工序 (6) 5.具体热处理工艺的制定与用材分析 (7) 5.1 35CrMo热处理的技术要求 (7) 5.2 具体工艺与用材分析 (7) 5.2.1 原始材料的组织与性能 (7) 5.2.2调质工艺与用材分析 (8) 5.2.2.1 调制工艺参数的确定 (8) 5.2.2.2 组织性能分析 (8) 5.2.3 去应力退火 (10) 5.2.4表面处理 (10) 5.2.4.1表面热处理工艺 (10) 5.2.4.2 组织性能分析 (11) 6.结论 (12) 7.参考文献 (14) 致 (15)

1.引言 曲轴是汽车发动机的最关键的零部件之一,曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率,承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩,同时承受着长时间的高速运转的磨损,圆角过渡处处于薄弱环节,主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而,需要合适的热处理工艺,以保证其达到所要求的各项性能指标。 图(1).曲轴结构示意图 2.曲轴的服役条件与失效形式 2.1.服役条件 曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率,承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩,同时承受着长时间的高速运转的磨损,圆角过渡处处于薄弱环节,主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而,需要合适的热处理工艺,以保证其达到所要求的各项性能指标。在曲轴工作的过程中,往复的惯性力和离

给水泵震动大的原因分析

给水泵震动大的原因分析 针对水泵机组的各部件存在的振动,分析了产生振动的原因。从水泵的水力、机械结构设计,到泵的安装、运行、维护等方面几提出了减轻泵振动的措施。结果表明,保证泵零部件结构尺寸、精度与泵的无过载性能等水力特性相适应;保证泵的实际运行工况点与泵的设计工况点吻合;保证加工精度与设计精度的一致性;保证零部件安装质量与其运行要求的一致性;保证检修质量与零部件磨损规律的一致性,可以减轻泵的振动。 振动就是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标。振动超标的危害主要有:振动造成泵机组不能正常运行;引发电机与管路的振动,造成机毁人伤;造成轴承等零部件的损坏;造成连接部件松动,基础裂纹或电机损坏;造成与水泵连接的管件或阀门松动、损坏;形成振动噪声。 引起水泵振动的原因就是多方面的。泵的转轴一般与驱动电机轴直接相连,使得泵的动态性能与电机的动态性能相互干涉;高速旋转部件多,动、静平衡沐能满足要求;与流体作用的部件受水流状况影响较大;流体运动本身的复杂性,也就是限制泵动态性能稳定性的一个因素。 1 对引起泵振动原因的分析 1、1电机 电机结构件松动,轴承定位装置松动,铁芯硅钢片过松,轴承因磨损而导致支撑刚度下降,会引起振动。质量偏心,转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均,造成静、动平衡量超标川。另外,鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂,造成转子所受的磁场力与转子的旋转惯性力不平衡而引起振动,电机缺相,各相电源不平衡等原因也能引起振动。电机定子绕组,由于安装工序的操作质量问题,造成各相绕组之间的电阻不平衡,因而导致产生的磁场不均匀,产生了不平衡的电磁力,这种电磁力成为激振力引发振动。 1、2基础及泵支架 驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好,基础与电机系统吸收、传递、隔离振动能力差,导致基础与电机的振动都超标。水泵基础松动,或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础,或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱,水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速,从而使水泵振动频率增加,如果增加

45钢车床主轴的热处理工艺的设计说明

《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计 学院化学工程与现代材料 专业金属材料工程 姓名高治峰 学号13042127 指导教师美丽 完成时间

目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 2 设计分析 2.1 车床的使用工况及性能要求析 (3) 2.2 45号钢的成分及性能点 (3) 2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4) 2.2.2 45号钢的性能 (4) 2.3 热处理技术条件 (5) 2.3.1加工工艺路线 (5) 3 热处理工艺分析 3.1 锻坯正火 (5) 3.1.1锻坯正火的作用 (5) 3.1.2 热处理工艺 (5) 3.1.3 操作技巧 (5) 3.2调质 (6) 3.2.1 调质目的 (6) 3.2.2 热处理工艺 (6) 3.2.3 操作技巧 (6) 3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6) 3.3.1 局部淬火方式 (6) 3.3.2 热处理工艺 (6) 3.3.3 操作技巧 (6) 3.4 花键高频淬火 (6) 3.4.1 淬火方式 (6) 3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7) 3.4.3 花键回火工艺参数 (7) 3.4.4 操作技巧 (7) 4 结语 (8) 参考文献 (9)

摘要 主轴是机床上传递动力的零件,常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用,同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。因此,要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。而45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高且容易切削加工,直接用在车床主轴上不太合适,所以需要对45号钢进行适当的热处理。在主轴大端上需要使用锻坯正火,消除毛坯的锻造应力,降低硬度以改善切削加工性能,然后再进行调质,使主轴具有良好的综合力学性能,最后经过淬火后高温回火,其硬度可达220~250 HBS,提高主轴的硬度,使主轴能达到良好的工作性能。在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬,提高耐磨性;在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。车床主轴经过适当的热处理工艺,可以达到良好的工作性能,使主轴能在正常的工作中有足够的硬度,且在花键等部分有良好的耐磨性。 引言 车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转精度:主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动(见形位公差),主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。②动、静刚度:主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。 ③速度适应性:允许的最高转速和转速围,主要决定于轴承的结构和润滑,以及散热条件。 通过对车床主轴的工作条件及性能要求分析,根据要求选用适当的材料,通过对45号钢的材料成分特点及性能特点,确定车床主轴的热处理工艺。首先,分析零件的使用工况及性能,根据要求选用材料;然后,确定加工工艺流程,针对流程中的具体热处理工艺查看热处理手册查找钢种的方法、参数等做出设计。最后,根据钢种设计写出总结。

热处理与表层改性工艺对零件性能的影响

热处理与表层改性工艺对零件性能的影响热处理与表层改性赋予先进材料极限性能和关键构件极限服役性能,属于国家核心技术,它在中国从材料大国和机械制造大国走向强国的进程中具有举足轻重的作用。因此,提高认识,倾举国之力,优先发展热处理与表层改性技术,改变落后状况具有战略意义。 表层改性功效有:①抑制关键构件疲劳强度应力集中敏感。一旦采用了表层改性技术,关键构件的疲劳强度便与应力集中无关,并恢复到材料的固有疲劳强度水平。②表层硬化提高传动关键构件疲劳寿命。③提高转动关键构件疲劳寿命。④提高高温转动关键构件的疲劳寿命。⑤解决了关键构件重大服役故障问题。⑥飞机起落架疲劳寿命达到国外先进水平。⑦表层改性引发机械制造新理念。将关键构件从现行的“成形”制造,跨越发达国家的表面完整性制造到达抗疲劳制造。 以打造成“精密-高效-经济-清洁-产业”中国特色热处理与表层改性产业:1)建立表层硬化技术体系与产业,2)建立传统、高能、高能复合表层改性技术体系和产业,达到国际先进水平,3)建立真空热处理技术体系和产业,营造精密、清洁的环境,满足各种关键构件和元器件需求,4)聚焦特大型和轴类关键构件,建立中国特色感应热处理技术体系和产业,5)聚焦关键构件的特殊部位和特殊性能要求,自主创新并建立激光束、电子束、太阳能束表面热处理技术体系与产业,6)建立精密热处理技术体系,7)自主创新并建立中国特色特大型关键构件热处理产业,8)以特大型关键构件为切入点,自

主创新并建立虚拟热处理技术体系和产业,9)自主创新淬火冷却介质并建立技术体系,快速形成无污染的中国特色关键构件淬火冷却介质产业,10)自主创新热处理和表层改性传感器及其技术体系,快速形成产业,11)建立热处理和表层改性设备技术体系和产业,12)建立热处理和表层改性工程化技术体系和规模产业。 中国只有抓住这次机遇,“精密-高效-经济-清洁-产业”将把中国热处理、表层改性技术与关键构件带入一个国际先进水平、竞争发展的轨道。

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