钢的热处理工艺设计经验公式
1 钢的热处理
1.1 正火加热时间
加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s)；D使工件有效厚度（mm）；K是加热时间系数（s/mm）。K 值的经验数据见表1。
表1 K值的经验数据
加热设备加热温度/℃(碳素钢）K/(s/mm) (合金钢)K/(s/mm)
箱式炉800-950 50-60 60-70
盐浴炉800-950 12-25 20-30
1.2 正火加热温度
根据钢的相变临界点选择正火加热温度
低碳钢：T=A c3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=A c3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A cm+（30～50℃）（4）亚共析钢：T=A c3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A cm+（30～50℃）（6）1.3 淬火加热时间
为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：
t=a·K·D （不经预热）（7）t=(a+b)·K·D （经一次预热）（8）t=(a+b+c)·K·D （经二次预热）（9）式中，t—加热时间（min）；
a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）；
b—到达预热温度的加热系数（min/mm）；
c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）；
K—装炉修正系数；
D—工件的有效厚度（mm）。
在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二
次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2。
表2 工件装炉修正系数K
工件装炉方式t030111.1 t030111.3 t030111.5 t030111.7
修正系数 1.0 2.0 1.3 1.0
1.4 淬火加热温度
按常规工艺，
亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）（10）共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）（12）1.5 回火加热时间
对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：
t=aD+b （13）式中，t—回火保温时间（min）；
D—工件有效尺寸；（mm）；
a—加热系数（min/mm）；
b—附加时间，一般为10～20分钟。
盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为 1.0～1.5min/mm；箱式电炉加热系数为2～2.5mim/mm。
1.6 回火加热温度
钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：
钢的回火温度的估算：
T=200+k(60-x) （14）式中，x—回火后硬度值，HRC；
k—待定系数，对于45钢，x>30，k =11；x≤30，k=12。
大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力
学性能相同。因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态（回火1h）时方可使用，实际生产应用受到限制。为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，文献中导出如下回火公式：
（1）在200～400℃范围：
HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+( T-200)(lgt-1.28)×0.036 （15）（2）在400～600℃范围：
HV=17.2×103 /T-(1gt-1.28)×29.4-(T-400)(Igt-1.28)×0.023 （16）式中，T—回火温度，℃；t—回火时间，min。
对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好，较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。
2 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算
2.1 A C1和A C3温度的经验公式
A C1和A C3分别表示在加热过程中组织开始转变为奥氏体和全部转变为奥氏体时的温度，它们对钢的热处理工艺的制定以及新材料和新工艺的设计都具有重要意义。因此，对AC1和AC3的预测具有较大的理论和应用价值。Andrews搜集了英，德，法，美等国家的资料通过对大量试验数据进行回归分析，获得了根据钢的化学成分计算AC1和AC3温度的经验公式：
A C3(℃)=910 – 203C1/ 2–15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo +13.1W （17）
A C1(℃)=723 – 10.7Mn – 13.9Ni + 29Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W （18）
式中的元素符号代表其含量（质量分数，wt%，下同），适用钢的成分范围为：≤0.6C，≤4.9Mn，≤5Cr，≤5Ni，≤5.4Mo。公式（17）（18）表达了钢的A C1和A C3与化学成分之间的关系，其优点是形式简明、直观，便于应用。
2.2 钢奥氏体化后冷却时,奥氏体开始转变为马氏体的温度Ms（℃）
Ms=550-350C-40Mn-35V-20Cr-17Ni-Cu-10Mo-5W+15Co+30Al+0Si （19）Ms=561-474C-33Mn-17Cr-17Ni-21Mo （20）式（19）（20）适用于中低碳钢。
Ms=539-423C-30.4Mn-17.7Ni-12.1Cr-7.5Mo （21）式（21）适用于0.11%≤C≤0.60%；0.04%≤Mn≤4.8%；0.11%≤Si≤1.89%；
0≤Ni≤5.04%；0≤Cr≤4.61% ；0≤Mo≤5.4%。
注意，上述Ms点的计算公式主要用于亚共析钢;对于过共析钢,由于淬火加热温度对奥氏体的成分影响较大,故根据钢的成分来计算Ms点是没有意义的。
Ms=41.7(14.6-Cr)+0.6(6.9-Ni)+33(1.33-Mn)+28(0.47-S)
+1677(0.068-C-Ni)-17.8 （22）式（22）适用于SUS类不锈钢(日本)。
2.3 奥氏体转变为马氏体(M)的终了温度Mf(℃)
Mf点根据不同的马氏体转变量的计算公式:
Mf=(100%M)=Ms-(215±15) （23）Mf=(90%M)=Ms-(103±12) （24）Mf=(50%M)=Ms-(47±9) （25）Mf=(10%M)=Ms-(10±3) （26）2.4 贝氏体组织开始转变的温Bs(℃)
Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo （27）2.5 钢的再结晶温度TR(K)
TR=0.4Tm （28）式中，Tm—钢的熔点温度，K。
3 钢在空气炉中加热时间(考虑节能)的计算
3.1 按工件形状确定加热时间t(min)
t = kiw （29）式中，ki—形状系数，k圆柱=1/6～1/9，k板=1/3～1/6，
k薄壁管=(δ/D<1/4)=1/4～1/5，k厚壁管(δ/D>1/ 4) = 1/2～1/4
w—形状特征尺寸,直径、板厚或壁厚,mm。
3.2 按实际装炉量确定加热时间t(min)
t=(0.6～0.8)∑Gw （30）式中，∑Gw—装炉工件总重量，kg。式（30）适用于45kW箱式电炉加热。
4 钢的临界冷却速度的计算
4.1 钢在油中淬火时心部得到马氏体的临界冷却速度νM(℃/h)
logνM=9.81-4.62C+1.10Mn+0.54Ni+0.50Cr+0.60Mo+0.00183PA （31）式中，PA—奥氏体化参数(加热时间×加热温度，此处加热时间为1h)。
4.2 钢在油中淬火时心部得到贝氏体的临界冷却速度νB(℃/h)
logνB=10.17-3.80C+1.07Mn+0.70Ni+0.57Cr+1.58Mo+0.0032PA （32）4.3 钢在油中淬火时心部得到珠光体-铁素体混合物的临界冷却速度νPF(℃/h)
logνPF=6.36-0.43C+0.49Mn+0.78Ni+0.26Cr+0.38Mo+0.0019PA （33）4.4 钢在油中淬火时心部得到50%马氏体+50%贝氏体的临界冷却速度ν50MB(℃/h)
logν50MB=8.50-4.13C+0.86Mn+0.57Ni+0.41Cr+0.94Mo+0.0012PA （34）式（31）～（34）适用条件：C≤0.50%，Mn≤1.75%，Ni≤3.0%，Cr≤2.25%，Mo≤1.0%，Mn+Ni+Cr+Mo≤5.0%。
5 钢的淬火冷却时间的计算
5.1 钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s)
ty=12+(3～4)D （35）式中，D—淬火工件危险截面厚度，mm。
5.2 钢Ms 点上分级冷却时间tf(s)
tf=30+5D （36）6 钢的淬火硬度的计算
6.1 钢终端淬火试验时，距试样顶端4～40 mm范围内各点硬度H4～40 (HRC)
H4～40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2 +2.11E-2 （37）式中，E—到顶端距离，mm；
G—奥氏体晶粒度。
6.2 钢的最高淬火硬度，即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC)
Hh=30+50C （38）6.3 钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得50%马氏体时的硬度Hl(HRC)
Hl=24+40C （39）6.4 钢淬火组织为马氏体时的硬度HVM
HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logνM （40）6.5 钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVB
HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logνB(89+54C-55Si-22Mn -10Ni-20Cr-33Mo) （41）6.6 钢淬火组织为珠光体-铁素体的硬度HVPF
HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo
+logνPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) （42）式（40）～（42）适用条件同式（31）～（33）。
7 钢回火后硬度的计算
7.1 钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVM
HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V
+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) （43）式中，PB—回火参数(回火温度×回火时间,此处加热时间为1h)。
7.2 钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVB
HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857
+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) （44）式（42）、（43）适用条件：C≤0.83%，Mn≤2.0%，Si≤1.0%，Cr≤2.0%，Mo≤1.0%，Ni≤3.0%，V≤0.5%，Mn+Ni+Cr+Mo≤5.0%。
7.3 钢回火后硬度回归方程
HRC=75.5-0.094T+0.66CM （45）式中，T—回火温度，℃；
CM —钢的含碳量或碳当量，%；
CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+（Ni+Cu）/15 （46）7.4 45钢回火后硬度回归方程
HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036 （47）20≤T≤400
HV=17.2×104 /T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014 （48）400≤T≤600
式中，t—回火时间，min。
8 钢的回火温度的估算(适用于碳素钢)
T=200+k(60-x) （49）式中，x—回火后硬度值，HRC；
k—待定系数，对于45钢，x>30，k=11；x≤30，k=12。
9 钢的力学性能的换算
9.1 切削性能
M=0.087HBt0.8D1.8 （50）
T=0.195HBt0.8D1.8+0.0022HBD2（51）M是扭矩，T是轴向推力，t是进给量，D为钻头直径，HB是布氏硬度。
9.2 抗拉强度与布氏硬度HB
（1）普通碳钢及合金钢
σb≈1/3HB≈3.2HRC=2.1HS （52）（2）铸铁
σb=(.030～0.40)HB （53）（3）灰口铸铁
σb=1/6(HB-40) （54）9.3 屈服极限σs（MPa）与抗拉强度σb（MPa）
（1）退火状态结构钢
σs=（0.55～0.65）σb （55）（2）调质状态结构钢
σs=（0.75～0.0.85）σb （56）9.4 对称弯曲疲劳极限σ-1（MPa）与抗拉强度σb（MPa）
（1）碳钢（奥金格公式）
σ-1=(0.49±0.13)σb，σb<1200MPa （57）（2）合金钢（茹科夫公式）
σ-1=0.35σb+12.2，σb>1200MPa （58）（3）铸铁（莫尔公式）
σ-1=0.35σb+2.0 （59）9.5 对称拉压疲劳极限σ-1p（MPa）与对称弯曲疲劳极限σ-1（MPa）
（1）普通钢
σ -1p=0.85σ -1（60）（2）铸铁
σ -1p=0.65σ -1（61）9.6 剪切强度Γb（MPa）与抗拉强度σb（MPa）
（1）退火钢及碳钢
Γb=（0.50～0.60）σb，σb<700MPa （62）（2）中高强度钢
Γb=（0.60～0.65）σb，σb=800～1200MPa （63）
（3）生铁
Γb=（0.80～0.10）σb （64）9.7 对称扭转疲劳极限Γ-1（MPa）与对称弯曲疲劳极限σ-1
（1）普通钢
Γ-1=0.55σ-1（65）（2）铸铁
Γ-1=0.80σ-1（66）9.8 解除疲劳极限σRH(MPa) 与布氏硬度（HB）(应力循环基数为107 )
（1）σRH=280(HB-25)，HB>400 （67）（2）σRH=290(HB-30)，HB<400 （68）9.9 钢的硬度换算
（1）HRC≈HS-15 （69）（2）HV≈HB，HB<450 （70）（3）HS≈1/10HB+12 （71）（4）HB≈10HC，HB=200～600 （72）10 由钢的化学成分估算力学性能
10.1 求屈服比（屈服极限σs/抗拉强度σb）
（1）油夜淬火调质σs/σb(﹪)
σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V （73）式中，金属元素重量百分数（﹪）适用范围：
Si≤1.8，Mn≤1.1﹪，Cr≤1.8﹪，Mo≤0.5﹪，Ni≤5﹪，V≤0.25﹪。
材料适用直径在Ф150～200mmm。
（2）空气淬火调质钢σs/σb(﹪)
σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V （74）10.2 求抗拉强度σb（9.8×MPa ）
（1）调质钢
σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V （75）适用C≤0.9﹪，Si≤1.8﹪，Mn≤1.1﹪，Cr≤1.8﹪，Ni≤5﹪，V≤2﹪。
（2）普通正火及退火钢
σb=20+100C M（76）
（3）热轧钢
σb=27+56C M（77）（4）锻钢
σb=27+50C M（78）（5）铸铁
σb=27+48C M（79）式中，CM---钢的碳当量。
C M=[1+0.5(C-0.20)]C+0.15Si+[0.125+0.25(C+0.20)Mn]+[1.25-0.5(C-0.20)]P
+0.20Cr+0.10Ni （80）（6）压延状态及正火高张力钢
σb=3.5±(61C M+24.3) （81）
C M=C+1/5Mn+1/7Si+1/7Cu+1/2Mo+1/9Cr+1/2V+1/20Ni （82）
11 由钢的显微组织估算力学性能
11.1 空冷a-Fe的力学性能
（1）抗拉强度σb=300MPa （83）（2）延伸率δ=40﹪（84）（3）布氏硬度HB=90 （85）11.2 亚共析钢（退火状态）的力学性能
（1）抗拉强度(MPa)
σb=300(a-Fe﹪)+1000(P﹪)=300(1-C/0.83)+1000(C/0.83) （86）式中，a-Fe﹪、P﹪—分别表示亚共析钢中的a-Fe、P组织体积百分数。
（2）延伸率(﹪) δ=40(1-C/0.83)+15(C/0.83) （87）（3）布氏硬度HB=90(1-C/0.83)+280(C/0.83) （88）11.3 空冷珠光体(0.83﹪C)的力学性能
（1）抗拉强度σb=1000MPa （89）（2）延伸率δ=15﹪（90）（3）布氏硬度HB=280 （91）
钢的热处理工艺设计经验公式 1钢的热处理 1.1 正火加热时间 加热时间t=KD （1） 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2） 中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3） 高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4） 亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5） 共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6） 1.3 淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7） t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8） t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9） 式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K
常用的几种热处理方法 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关表面处理及精密零件加工展示，就在深圳机械展！ 1.常用热处理方式 1.1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温。 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a.将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降 低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力． b.把钢加热到750度，保温一段时间，缓慢冷却至500度下，最后在空气中冷却叫球 化退火。目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢。 c.去应力退火又叫低温退火，把钢加热到500～600度，保温一段时间，随炉缓冷到 300度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力。 1.2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。 1.3.淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃，碳素工具钢的淬火温度为760～780℃），保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
1.4.回火 钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火150～250．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性。 B 中温回火350～500；提高弹性，强度。 C 高温回火500～650；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。 淬火+高温回火称为调质处理。 2.Q235热处理工艺 Q235属于碳素结构钢，含碳量大概0.12%-0.2%之间，相当于普通的10、20钢，淬火后硬度改变不大。具有较高的强度，良好的塑性，韧性和焊接性能，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。 Q235一般买来就用不热处理，一般它都用在工程上大量需要钢材的地方，数量巨大，一般是热轧后就使用，热轧也就是有正火这个热处理，不热处理的原因有几个： 1)这些场合不需要太高的力学要求。 2)这些钢构件的体积太大了，你想热处理也不现实。 3)这些钢很多情况下要被焊接使用的，你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的 热处理给破坏了。 4)材料价格便宜，质量要求比较低，而且是低碳钢，热处理的效果也不太好。 5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳，但是一件很不划算的事情。 Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低，淬火后的硬度很低，只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出
钢铁基本知识 纯铁是很软的金属，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。纯铁中含碳在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量0.25%至0.6%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。铁中含碳量0.6%至2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一般生铁含碳量为3.5%—5.5%。所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。 在铁与钢的生产中，首先是把铁矿石在炼铁高炉中用碳还原成铁的同时铁中也吸收了4.5%—5.5%的碳，然后再把生铁装入炼钢炉中把碳和其他杂质用氧气氧化去除降低到所需要的含量，即炼成各种含碳量的碳素钢。据《世界金属导报》报告的“国际钢协”统计2002年上半年（1至6月）累计我国钢产量为8480万吨，居世界首位；同期世界的十大产钢国排列顺序为：第2名日本5230万吨，第3美国4440万吨，第4俄罗斯2840万吨（独联体为4840万吨），第5德国2240万吨（欧盟15国总计8040万吨），第6韩国2230万吨，第7乌克兰1650万吨，第8巴西1410万吨，第9印度1400万吨，第10意大利1340万吨；英国607万吨，居第17位。 随着科学技术的发展，碳素钢在强度、硬度、韧性、弹性、抗腐蚀性等各方面都不能满足现代化工农业和国防上的需要了。冶金工作者们研究发现在钢中加入一些其他元素可改善碳素钢的性能，使碳钢获得更优异的和特殊的性能，扩充其用途和使用范围，从而研制出各种合金钢。在普通碳素钢的基础上，只要加入小于5%的总含量的硅、锰、铁、钛、铌、硼、稀土等合金元素就可炼出强度高于同等含碳量的普通碳素钢30—40%的低合金高强度钢，一吨钢可顶1.3—1.4%吨普通碳素钢用。若在含碳1%的碳素钢中加入6—15%铬，能炼出各种高级滚珠钢和滚动轴承钢。钢中加入13—19%铬就成为有磁性不锈钢，如在这种钢中再加入9%镍就变成无磁性不锈钢了；所以不能用有无磁来鉴别是否是不锈钢，因生活上用的大部分不锈钢是有磁的，可被磁铁吸起来。含碳低于0.06%的钢中加入8—27%铬和4.5—6.5%铝的钢称为电热合金，拔成丝缠成电炉，最高的可加热到1200℃。中碳钢中加1%锰炼成的钢制弹簧，弹性特别好。高碳钢中加2%锰和少量钼可炼成硬度特别高可做刀枪、模具和破碎机颚板寿命特别长。钢中加9—18%钨和少量钒就成为高速钢。低碳钢中加少量钼和铬成为高温下耐热并不起皮的钢。低碳钢中加2.5—4%的硅可炼成导磁性能非常好，可轧制制造电机，变压器的硅钢片。而低碳钢中加12%铝和25%镍炼出的就是永磁合金，可制永久性强磁铁。在高碳钢中加入适量硅可生产出石墨钢，既耐磨又有润滑作用，可制造在使用过程中不宜使用润滑油，而又需要耐磨的机械零件和轴承等部件。钢中加入稀土金属能提高钢的韧性；而生铁中加入稀土金属和镁则可变成和钢一样强度高，又有韧性的球墨铸铁。硼则是非晶合金和高科技钕铁硼合金中不可缺少的非金属元素。铁和钢中加入各种金属和非金属元素后可使其性能变幻无穷，用途多样。在钢铁中加入各种金属和非金属元素，能创造出多种多样的高科技新金属材料供工农业、国防、科学技术、生活上等各个领域中应用。 在铁钢中加入各种金属和非金属元素，能创造出各种不同性能，多种用途的各种高科技材料。但这些金属和非金属在炼钢时大部都不能或不宜以纯金属和非金属元素单体状态直接加入钢液中。如钨、钼、铌等金属熔点太高，比炼钢温度高一倍以上，炼钢温度为1600℃左右，而钨熔点高达3380℃，钼熔点为2600℃，铌熔点为2500℃，所以在钢液中难熔化，另外这些金属比重又太高，液态钢比重约7克/毫升，而钨比重高达19.3克/毫升，钒、钛比重低，钛比重4.5克/毫升，钒6.1克/毫升；熔点又高，钒为1860℃、钛为1690℃，又易氧化，在
目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3)
3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)
12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1
图3.1 12CrNi3叶片泵轴 2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表
本构方程来预测V150级石油套管钢的高温下的屈服应力 关键词: V150级石油套管钢;热压缩变形;流动应力;本构方程 摘要 从热等温压缩试验测试中，在很宽的温度范围内（1173-1473K）和应变率（0.01-10S-1），被雇用来研究变形行为和发展V150级石油套管的本构方程的真应力- 应变数据钢基于阿列纽斯型方程。流变应力随变形温度的降低和应变率，其可通过衡量温度和应变速率对热变形行为影响的参数中的指数式表示的增加。应变的影响，在开发本构方程注册成立，考虑应变对材料常数的影响. 流动应力本构方程预测显示了良好的一致性 ,实验值在整个实验温度和应变速率范围内，除了有轻微偏差下0.01S-1变形预测在1173K的压力，平均相对误差为4.21％。 1引言 无缝套管是建设和修复的超深井的重要辅助材料，其极端地质条件下进行。无缝套管是建设和修复的超深井的重要辅助材料，其可以在极端地质条件下进行, 为了确保超深井，特高的要求，包括全面的服务性能和寿命，已经提出了套管的安全运行。该V150钢级已被用于制造超高强度和高韧性无缝套管，材料在热变形中的流变行为是复杂的，即在硬化和软化机制显著地受温度和应变速率这一事实的影响。对材料热变形行为进行全面的研究确定非常重要是直接影响材料的组织演变和形成的产品的机械性能热机械工艺的重要参数。然而，一些研究上的认识，评估和预测V150的高温流动行为钢级是可记录的科学文献。 在流程建模领域，有限元（FEM）仿真已成功地用于分析和优化的热变形处理的参数，本构方程是材料的流动行为的数学表示，作为的有限元代码输入在特定负载条件下模拟材料的响应，大部分的本构关系的要么是现象学的或经验的性质。提出了一种现象学的方法由塞拉斯和McTegart[12]，其中的流动应力是由双曲线法在阿累尼乌斯型方程表达。还已经尝试改进这种唯象模型通过引入应变的影响。应变相关的参数到双曲正弦本构方程来预测在变形镁合金的流动应力是由Sloof等人介绍[13]，后来被用来预测在改良的9Cr-1Mo钢中[10]高温流变应力。一个双曲正弦本构方程应变和应变率补偿
1简述常用的热处理的方法及时效处理。 答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。时效处理有人工时效处理，自然时效处理。 退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。 正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。 淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。 回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。 自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。 人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。 2简述钢回火的目的 答：回火又称配火。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。 3简述钢的表面淬火的作用及分类。 答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 4简述感应热处理技术的工作原理及特点。简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。 答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超
钢的热处理 1、钢的热处理工艺主要有几种 退火、淬火、正火、回火、表面热处理 2、什么是同素异构转变、多形性转变 同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。 多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。 3、奥氏体及其结构特点 奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。 奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因 奥氏体的形核 1）球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核 2）片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因： (1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏. (2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 △G = -△Gv + △Gs + △Ge △Gv—体积自由能差，△Gs —表面能，△Ge —弹性应变能
5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一部分碳化物没有溶解？ （1）奥氏体的形核；（2）奥氏体的长大；（3）残余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化； 奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一部分渗碳体没有溶解。 6、晶粒度概念 奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。 奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小 奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。 7、共析碳钢IT图
北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27
课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。
采购必须要精通的公式 纸箱价格：（长+宽+2）*（宽+高+1）*单价*2 /1000 纸板价格：（长+1）*（宽+1）*单价/1000 保力龙：长*宽*高*单价/648000 胶袋价格：长*宽*厚度*0。262*单价/1000 玻璃价格：长*宽*单价/10000（正规）（长+1）*（宽+1）*单价/10000 汽泡袋价格：长*宽*2*单价/10000 收缩袋价格：长*宽*3。8*厚度*每磅单价 /22000 纸箱材积预算：长*宽*高/1728（英寸）长*宽*高/35。31（立方米） 天地盖计算公式：（高*2+长+1）*（高*2+宽+1）*单价/1000 刀卡计算公式：长*宽*单价/1000+0.01(打刀费） 平卡计算公式：长*宽*单价/1000单价为每千平方英寸材质的价格. PE袋:長(英吋)x寬(英吋)x厚(mm)x2.63x單價(3.15/磅)/1000 印刷費:30cm以下10.00/千個 30cm以上200cm以下15.00/千個 單面汽泡袋: 長x寬x平方單價(0.48㎡)x2 雙面汽泡袋: 長x寬x平方單價(0.68㎡)x2 珍珠棉袋(1mm厚): 長x寬x平方單價(0.6㎡)x2 珍珠棉袋(2mm厚): 長x寬x平方單價(1.2㎡)x2 收縮膜: 厚0.035mmx長x寬x3.75/2.2/1000x單價(13.0㎡) 包材物料計算公式: PE袋單價計算公式: 長(英吋)x寬(英吋)x厚(mm)x2.63(密度)x單價 (3.15HK/磅)/1000﹢印刷費 PE袋重量計算公式: 長(英吋)x寬(英吋)x厚(mm)x2.63/2.2/1000 印刷費: 30cm以下10.00HK/千個 30cm以上200cm以下15.00HK/千個 例如:PE4x30x30W單價計算: 11.81x11.81x0.04x2.63x3.15/1000+0.01=0.056HK/PCS
金属材料热处理方法有几种？各有什么特点？ 金属材料热处理方法有退火、谇火及回火，渗碳、氮化及氰化等。 (1) 退火处理 退火处理按工艺温度条件的不同，可分为完全退火、低温退火和正火处理。 ①完全退火是把钢材加热到Ac3 (此时铁素体开始溶解到奥氏体中，指铁碳合金平衡图中Ac3，即临界温度）以上20?30℃，保温一段时间后，随炉温缓冷到400?500(，然后在空气中冷却。 完全退火适用于含碳量小于0.83%的铸造、锻造和焊接件。目的是为了通过相变发生重结晶，使晶粒细化，减少或消除组织的不均匀性，适当降低硬度，改善切削加工性，提高材料的韧性和塑性，消除内应力。 ②低温退火是一种消除内应力的退火方法。对钢材进行低温退火时.先以缓慢速度加热升温至500?600匸，然后经充分的保温后缓慢降温冷却。 低温退火（消除内应力退火）主要适用于铸件和焊接件，是为了消除零件铸造和焊接过程中产生的内应力，以防止零件在使用工作中变形。采用这种退火方法，钢材的结晶组织不发生变化。 ③正火是退火处理中的一种变态，它与完全退火不同之处在于零件的冷却是在静止的空气中，而不是随炉缓慢降温冷却。正火处理后的晶粒比完全退火更细，增加了材料的强度和韧性，减少内应力，改善低碳钢的切削性能。 正火处理主要适合那些无需调质和淬火处理的一般零件和不能进行淬火和调质处理的大型结构零件。正火时钢的加热温度为753?900°C。 (2) 淬火及回火处理 淬火可分整体淬火和表面淬火，淬火后的钢一般都要进行回火。回火是为了消除或降低淬火钢的残余应力，以使淬火后的钢内纟且织趋于稳定。钢材淬火后为了得到不同的硬度，回火温度可采用几种温度段。 ①淬火后低温回火目的是为了降低钢中残余应力和脆性、而保持钢淬火后的高硬度和耐磨性，硬度在HRC58?64范围内。适合于各种工具、渗碳零件和滚动轴承。回火温度为150?250匸。 ②淬火后中温回火目的是为了保持钢材有一定的韧性、在此基础上提高其弹性和屈服极限。适合于各种弹簧、锻模及耐冲击工具等。回火温度为350?500"，淬火后回火得到的钢材硬度为HRC 35?45。 ③淬火后高温回火这种回火温度处理通常称之为调质处理。回火温度为500?650℃，材料的硬度为HRC25?35。 调质处理广泛应用在齿轮与轴的机械加工工艺中，以使零件在塑性、韧性和强度方面有较好的综合性能。 表面淬火是使零件的表面有较髙的硬度和耐磨性，而零件的内部（心部）有足够的塑性和韧性。如承受动载荷及摩擦条件下工作的齿轮、凸轮轴、曲轴颈等，均应进行表面淬火处理。 表面淬火用钢材的含碳量应大于35%，如45、40Cr、40Mn2 等钢材，都比较适合表面淬火。表面谇火的方法可分为表面火焰淬火和表面髙频淬火。 a. 表面火焰淬火是用高温的氧-乙块火焰，把零件表面加热到Ac3线以上温度，
焊接接头焊后热处理基本知识培训 一、焊后热处理的概念 1.1后热处理（消氢处理）：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200℃～350℃保温缓冷的措施。 目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。 后热温度：200℃～350℃ 保温时间：即焊缝在200℃～350℃温度区间的维持时间，与后热温度、焊缝厚度有关，一般不少于30min 加热方法：火焰加热、电加热 保温后的措施：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温 NB/T47015-2011关于后热的规定： 1.2焊后热处理（PWHT）：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理，内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等。狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火，即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响。 1.3压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处理。焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间，然后缓慢降温冷却至室温。
目的、作用： (1)降低或消除由于焊接而产生的残余焊接应力。 (2)降低焊缝、热影响区硬度。 (3)降低焊缝中的扩散氢含量。 (4)提高焊接接头的塑性。 (5)提高焊接接头冲击韧性和断裂韧性。 (6)提高抗应力腐蚀能力。 (7)提高组织稳定性。 热处理的方式：整体热处理、局部热处理 1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的措施 焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化（热涨冷缩）及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的残余应力。 1.4.1焊接应力只能降低，不可能完全消除，焊接残余应力形成的的危害：1）影响构件承受静载的能力；2）会造成构件的脆性断裂；3）影响结构的疲劳强度；4）影响构件的刚度和稳定性；5）应力区易产生应力腐蚀开裂；6）影响构件的精度和尺寸的稳定性。 1.4.2降低焊接应力的措施 1）设计措施： （1）构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量，可减少焊接变形，同时降低焊接应力 （2）构件设计时避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力叠加 （3）优化结构设计，例将如容器的接管口设计成翻边式，少用承插式 2）工艺措施
《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 指导教师 张美丽 完成时间 目录 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 (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 摘要 ....... 1引言…… 2设计分析 2 . 1 析 ........ 2.2 45 号钢的成分及性能点 ........ 2.2.1 45 号钢的元素成分及其作用 车床的使用工况及性能 ? (1) ….2 .4
链轮计算公式汇总
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第6章链传动 本章提示:?链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件---－-链条所组成。靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。其中，应用最广泛的是滚子链传动。 本章介绍了链传动的工作原理、特点及应用范围;重点分析了链传动的运动不均匀性(即多边形效应）产生的原因和链传动的失效形式;阐明了功率曲线图的来历及使用方法；着重讨论了滚子链传动的设计计算方法及主要参数选择;简要介绍了齿形链的结构特点以及链传动的润滑和张紧的方法。 基本要求 1)．了解链传动的工作原理、特点及应用?２）.了解滚子链的标准、规格及链轮结构特点。 ３).掌握滚子链传动的设计计算方法。 ４).对齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑等方面有一定的了解。 6.１概述 链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，见图６.1,以链作中间挠性件,靠链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。
在链传动中，按链条结构的不同主要有滚子链传动和齿形链传动两种类型： １.滚子链传动 滚子链的结构如图6．２。它由内链板1、外链板2、销轴3、套筒４和滚子５组成。链传动工作时,套筒上的滚子沿链轮齿廓滚动,可以减轻链和链轮轮齿的磨损。 把一根以上的单列链并列、用长销轴联接起来的链称为多排链,图6.３为双排链。链的排数愈多,承载能力愈高,但链的制造与安装精度要求也愈高,且愈难使各排链受力均匀,将大大降低多排链的使用寿命,故排数不宜超过4排。当传动功率较大时，可采用两根或两根以上的双排链或三排链。
常见的热处理方法、目的和工序位置的安排 由于热处理工序安排对车削类工艺影响较大，更重要的是往往由于热处理工序安排颠倒，使工件无法继续加工，而且所产生的废品往往是无法挽回的。为此对热处理工序的安排要加以了解，并引起重视。 下面将常见的热处理方法、目的和工序位置的安排分别介绍如下： 一、预备热处理 预备热处理包括退火、正火、调质和时效等。这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。退火、正火、调质工序多数在粗加工前后，时效处理一般安排在粗加工、半精加工以后，精加工之前。 1.退火和正火 目的是改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织；为以后热处理作准备。 例如：含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理； 含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。 一般用于锻件、铸件和焊接件。退火一般安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。2.调质 目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能，并为以后热处理作准备。 用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前。 调质是最常用的热处理工艺。大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能，即提高拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击功。调质处理能大大提高材料的拉伸和屈服强度，提高屈强比和冲击功，使材料具有强度和塑韧性的良好配合。由于屈服强度、疲劳强度、冲击强度的提高，在零件设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少机械设备的整体重量，节省零件占用空问和能量消耗。因此在某些场合为了减少机械空间和机械重量在设计过程中要有意识地利用调质工艺。 需要强调的是，一般来讲调质钢应该为中碳钢( C = 0．3％～0．6％)；碳钢中像30、 35、40、45、50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用；而对高碳钢和低碳钢则 不宜采用调质工艺 调质过程是淬火加高温回火。首先需要将零件加热到材料的Acl点以上30～50℃ (800．950℃)，保温一定时间，然后在油中或水中冷却。冷却后立即入炉进行回火(500～650℃)，以降低淬火应力、调整组织成份，进而达到机械性能要求。而回火温度的制定是根据硬度或性能高低而定的，硬度和强度越高，回火温度越低。调质工序后的任何高于回火温度的加热，都将降低已达到的强度。 选择调质处理时应特别注意以下几点： (1)图纸中应明确要求 应明确写明“调质”。若只写“热处理…H B”外协厂家可能采用其他热处理工艺，比如正回火达到所要求的硬度。而正回火所达到的同样硬度的材料其屈服强度和冲击功会非常低。实际工作中曾发生过地脚螺栓使用时发生早期断裂的事故就是由此导致的。 (2)调质的硬度和硬度范围 要按材料标准选择调质的硬度和硬度范围。这一方面有利于工厂配炉生产，另一方面过窄的硬度范围要求在实际生产中根本无法满足。
一、齿轮 1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程 毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程 配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用调质 3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程 锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿 二、滚动轴承 1.套圈工艺流程 棒料→锻制→正火→球化退火 棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品 2.滚动体工艺流程 （1）冷冲及半热冲钢球 钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （2）热冲及模锻钢球 棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （3）滚子滚针 钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品 三、弹簧 1.板簧的工艺流程
切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收 2.热卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 3.冷卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 四、汽车、拖拉机零件的热处理 1.铸铁活塞环的工艺流程 （1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品 （2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品 2.活塞销的工艺流程 棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品 棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 3.连杆的工艺流程 锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品 4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程 棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品 5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程 合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品 钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品 6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程 马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品 7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程
第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢
前言 众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。 得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。 由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。 在齿轮热处理工艺显著提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。 本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
热处理常用计算公式 一、 高斯误差函数（根据菲克第一、第二定律及边界条件导出） )2( 12 120 002 dt x erf cl e c c c c dt x s -=- =--?-λλπ 注：C ——在时刻t 离表面距离为x 处的浓度；0c ——原始的 均一浓度；s c ——恒定值的表面浓度 二、 气体渗碳层深、温度、时间、碳势之相关经验公式 1. F.E 哈里斯（F.E.Harris ） (1) t bboe H T /8287-= (H 为渗碳层深) (2) () T t D 6700106.31= （D 为全渗碳层深） （?? += bo F T 4金兰绝对温度） (3) () t t D 370010 800= （T 为开尔文绝对温度） 2. F.E.Harris 公式简化 (1) t H 457.0= （T =870C ?） (2) t H 533.0= （T =900C ?） (3) t H 635.0= （T =825C ?） 3. 回归方程（仅适用于900~930C ? 20Cr 渗碳） t H 243.04697.0+= （T 为渗碳时间） 4. 真空渗碳经验公式 (1) ?? ? ??+= 4925.16700106.802T t dt
(2) 2 0201??? ? ??--?=c c c c t tc 注：dt 为总渗碳深度（mm ）；tc 为渗碳期时间（h ）；t 为渗 碳总时间（h ）；1c 为技术要求的表面碳浓度；T 为工艺 （渗碳）温度（C ?）；0c 为工件原始碳浓度。扩散期时间为 c t t t d -= 5. 渗碳深度数学模型[热加工工艺，1991（4）] [金属热处理，1997 （4）] (1) P ++-=C t S Mo CrMn 5747.05773.06149.0:20 (2) P ++-=C t S CrMnTi 4218.05576.05248.0:20 S :渗碳层深度（mm ） t ：渗碳时间（h ） P C ：渗碳碳势（%） 6. 几种渗碳钢渗层深度与渗碳时间对照表 (1) 20Cr.20CrMnTi 渗层深度与渗碳时间对照表