40CRNIMO热处理工艺的改进

40钢轴承热处理工艺设计与优化
钢轴承的热处理工艺设计和优化是确保钢轴承具有良好性能和寿命的关键步骤。

下面是一些针对钢轴承热处理工艺设计和优化的建议：
1.确定适当的材料：选择适合轴承应用的高质量钢材，确保其具有良好的耐磨性、强度和韧性。

2.控制加热温度和时间：合理的加热温度和时间可以确保轴承的显微组织均匀、稳定，减少内部应力的产生。

3.采用适当的炉具：选择适当的炉具，确保加热过程中的温度均匀性和稳定性。

4.选择适当的冷却介质：根据轴承的材料和要求，选择适当的冷却介质，以确保轴承的显微组织得到适当的转变。

5.控制冷却速率：合理控制冷却速率可以控制钢的相变，从而获得所需的显微组织和性能。

6.加工后处理：根据具体的需求，进行适当的加工后处理，例如回火、淬火等，以进一步优化钢轴承的性能和寿命。

7.质量控制：在整个热处理过程中，严格控制各项工艺参数，如温度、时间、冷却速率等，确保每一件轴承都符合所需的质量要求。

总之，钢轴承的热处理工艺设计和优化是一个复杂的过程，需要考虑材料特性、工艺参数、冷却介质和后处理等多个因素。

通过合理设计和优化工艺，可以获得具有良好性能和寿命的钢轴承。

专利名称：一种提高柔性齿轮40CrNiMo钢强度的热处理工艺专利类型：发明专利
发明人：乔珺威,刘笑笑,张杰,杨燃,俞城双,张铮
申请号：CN202011298665.7
申请日：20201119
公开号：CN112375882A
公开日：
20210219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种提高柔性齿轮40CrNiMo钢强度的热处理工艺，首先将40CrNiMo钢在1000±50℃固溶2h，油冷，使成分更加均匀；然后将40CrNiMo钢加热到870±20℃保温1h后迅速转移到280~300℃等温0.5~1h，空冷，形成了一部分马氏体；最后250℃回火2h以去除内应力；在等温保持阶段，马氏体和未转变奥氏体界面为贝氏体转变提供了更多的形核位点，提高了贝氏体转变动力学，促进了贝氏体的转变。

本发明通过将40CrNiMo钢在稍低于马氏体开始转变温度下等温淬火，最终获得了马氏体+下贝氏体+残余奥氏体的复相组织，提高了柔性齿轮40CrNiMo钢的强度，同时改善了40CrNiMo钢的带状组织。

申请人：太原理工大学,浙江来福谐波传动股份有限公司
地址：030024 山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号
国籍：CN
代理机构：太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：申艳玲
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研究40CrNiMo合金钢热处理工艺对其硬度的影响1.概述40CrNiMo合金钢是一种重要的结构钢材料，广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。

其力学性能对于材料的使用性能和寿命具有重要影响。

而合金钢的热处理工艺是影响其硬度和力学性能的关键因素之一。

2.40CrNiMo合金钢的组成和性能40CrNiMo合金钢是一种低合金高强度钢，其主要成分包括碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍和钼。

该合金钢具有较高的强度、韧性和耐磨性，因此在机械制造行业得到广泛应用。

3.热处理工艺的影响热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等工艺。

不同的热处理工艺对40CrNiMo合金钢的组织结构和硬度有着不同的影响。

3.1 退火工艺退火是将合金钢加热至一定温度，保温一段时间后再冷却到室温的工艺。

通过退火工艺可以降低合金钢的硬度，提高其韧性和塑性。

但过高或过低的退火温度和时间都会影响其性能。

3.2 正火工艺正火是在适当温度下将合金钢加热保温后冷却的工艺。

正火可以提高合金钢的硬度和抗拉强度，但可能降低其韧性。

因此正火工艺需要根据具体要求来选择适当的工艺参数。

3.3 淬火工艺淬火是将加热至临界温度的合金钢迅速冷却的工艺。

淬火可以显著提高合金钢的硬度，但也可能使其产生变形和裂纹。

因此淬火工艺需要严格控制冷却速度，以保证合金钢的力学性能。

3.4 回火工艺回火是在淬火后加热合金钢到一定温度并保温一段时间后进行冷却的工艺。

回火可以降低合金钢的硬度，提高其韧性和塑性，同时消除淬火时产生的内部应力。

4.40CrNiMo合金钢的硬度测试硬度是材料抵抗外界力量或形变的能力。

通常使用洛氏硬度计或布氏硬度计等设备对40CrNiMo合金钢的硬度进行测试，以获取其力学性能。

5.实验设计为研究不同热处理工艺对40CrNiMo合金钢硬度的影响，设计了不同热处理工艺下40CrNiMo合金钢硬度的实验。

5.1 实验材料选取40CrNiMo合金钢为实验材料，确保材料成分和组织均匀一致。

40crnimoa热处理工艺
40CrNiMoA是一种低合金钢，常用于制造大型机械零件和工程结构。

热处理是对该钢材进行加热和冷却处理，以改变其组织和性能。

下面将详细介绍40CrNiMoA的热处理工艺。

热处理工艺主要包括加热、保温和冷却三个步骤。

首先是加热过程，将40CrNiMoA钢材加热到适当的温度，一般采用火焰加热或加热炉进行。

加热温度通常根据该钢的具体化学成分和应用要求来确定。

接下来是保温过程，将40CrNiMoA钢材保持在一定的温度下，使其组织发生相应的变化。

保温时间一般较长，以保证钢材内部温度均匀并达到所需的组织转变。

最后是冷却过程，将40CrNiMoA钢材迅速冷却到室温，以固定其新的组织结构。

冷却方式可以选择空气冷却、水淬或油淬等，具体取决于所需的性能要求。

热处理后，40CrNiMoA钢材的性能会发生明显的改变。

一般来说，热处理可以提高其硬度、强度和耐磨性，同时降低其韧性和塑性。

因此，在选择热处理工艺时，需要根据具体应用要求来平衡这些性能指标。

综上所述，40CrNiMoA的热处理工艺涉及加热、保温和冷却三个步骤，通过改变钢材的组织结构来调整其性能。

这需要根据具体应用要求选择合适的加热温度、保温时间和冷却方式，以实现预期的性能提升。

40crnimoa去应力退火热处理工艺一、40CrNiMoA钢的特性和应用40CrNiMoA钢是一种含有较高合金成分的钢材，通常包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、硫(S),磷(P)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)等元素。

这些合金元素的添加可以显著提高钢材的强度、硬度和耐磨性，使其具有出色的机械性能和耐磨性。

40CrNiMoA钢通常用于制造各种高强度、高硬度和耐磨性要求较高的零件和工件，例如汽车传动轴、发动机曲轴、摆杆等。

这些零件在使用过程中需要承受很大的载荷和冲击，因此需要具有优异的力学性能和耐用性。

二、40CrNiMoA钢的应力退火热处理工艺1. 热处理工艺参数40CrNiMoA钢的应力退火热处理工艺通常包括两个主要步骤：均匀加热和退火。

在进行热处理之前，需要对钢材进行预处理，包括清洗、去油和表面处理等，以确保工艺参数的准确性和生产质量的稳定性。

在进行均匀加热时，需要控制好炉温和加热速度，通常将其加热至800-850℃左右，然后保温一段时间，使钢材内部达到均匀加热状态。

退火时，一般采用空冷或强制冷却方式，以减小材料的组织变化和应力产生。

2. 应力退火效果通过应力退火热处理，40CrNiMoA钢材内部的应力可得到有效消除，从而提高钢材的弯曲性能、冲击性能和疲劳性能，延长材料的使用寿命和降低零件的失效率。

此外，还可以提高钢材的加工性能和表面质量，使其更易于机械加工和表面处理。

3. 工艺控制和质量检验在进行40CrNiMoA钢的应力退火热处理时，需要密切监控工艺过程中的温度、时间、炉气流速等参数，确保每个环节都能符合工艺要求。

同时，还要对热处理后的钢材进行质量检验，包括硬度测试、金相分析、显微组织观察等，以验证热处理效果和产品质量。

三、应力退火热处理的注意事项1. 避免过热和过冷在进行40CrNiMoA钢的应力退火热处理过程中，需要注意控制加热温度和冷却速度，避免材料的过热和过冷现象发生，以防止对钢材的组织和性能产生不良影响。

40crmnmo热处理工艺40CrMnMo是一种常见的工程结构钢，热处理工艺对于其性能和组织结构的控制至关重要。

本文将以40CrMnMo热处理工艺为主题，探讨其工艺参数、热处理过程和处理后的性能。

一、工艺参数的选择热处理工艺的核心是确定适宜的工艺参数，包括加热温度、保温时间和冷却方式。

对于40CrMnMo钢来说，常用的热处理工艺参数如下：1. 加热温度：一般选取A3点以上的温度，即超过钢的非磁性转变温度，以确保钢材达到充分奥氏体化。

2. 保温时间：根据钢材的厚度和加热温度来确定，一般情况下保温时间为1小时左右。

3. 冷却方式：常用的冷却方式有空冷、水淬和油淬。

具体的选择要根据40CrMnMo钢的具体要求来确定，以获得理想的组织和性能。

二、热处理过程1. 加热阶段：将40CrMnMo钢材置于加热炉中，加热温度逐渐升高，直至达到设定的加热温度。

2. 保温阶段：将加热后的钢材保温一段时间，使其内部温度均匀，并使其组织转变为奥氏体。

3. 冷却阶段：根据具体要求选择合适的冷却方式，将保温后的钢材迅速冷却，使其组织转变为马氏体或珠光体。

三、热处理后的性能40CrMnMo钢经过适当的热处理后，其性能会得到明显改善。

1. 组织结构：经过热处理后，40CrMnMo钢的组织结构会发生变化。

在适当的热处理工艺下，钢材可以获得细小均匀的奥氏体、马氏体或珠光体组织，从而提高钢材的硬度、耐磨性和强度。

2. 硬度：热处理后的40CrMnMo钢硬度明显提高，这主要是由于组织结构的改变和相变所致。

通过适当的调整热处理工艺参数，可以获得理想的硬度值。

3. 韧性：适当的热处理工艺可以改善40CrMnMo钢的韧性，提高其抗冲击性能。

通过控制热处理参数，可以使钢材在保持一定硬度的同时，具备较好的韧性和塑性。

4. 抗腐蚀性：热处理可以提高40CrMnMo钢的表面硬度和耐蚀性，减少因腐蚀而引起的损坏。

总结：40CrMnMo钢的热处理工艺对其性能和组织结构的控制至关重要。

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：40CrNiMo车床主轴热处理工艺设计学生姓名： XXX 学号： 20111110XXXX 所在院(系)：材料工程学院专业：材料成型及控制工程班级： 20XX级材料成型一班指导教师： XXX 职称：讲师2013年12 月16 日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。

课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要本课程设计了40CrNiMo车床主轴的热处理工艺设计。

车窗主轴是传递动力的零件，需要承受弯曲、扭转、冲击载荷等力的作用。

并且在局部地方还要受到摩擦力的作用。

所以在主轴钢材的选取上应选择具有高强度、高硬度、韧性好、变形小的钢材。

40CrNiMo有高的强度、韧性和良好的淬透性和抗过热的稳定性。

所以对车床主轴的设计使用40CrNiMo钢是比较好的选择。

但40CrNiMo钢也有一些缺点，白点敏感性高，有回火脆性。

焊接性较差，焊前需经高温预热，焊后需消除应力，经调质后使用。

所以在热处理时，应特别注意。

对40CrNiMo的热处理大致如下，先对其进行正火，加热到正火温度，保温一段时间空冷；在调质，加热到淬火温度，保温一段时间出炉油冷到室温；最后，按照回火温度进行两次回火。

关键词：40CrNiMo、车床主轴、正火、淬火、回火。

目录摘要...............................................................................................................................1、设计任务 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计的技术要求 (3)2、设计方案 (3)2.140CrNiMo车床主轴设计的分析 (3)2.1.1工作条件 (3)2.1.2失效形式 (3)2.1.3性能要求 (3)2.2钢种材料 (4)3、设计说明 (5)3.1加工工艺流程 (5)3.2具体热处理工艺 (6)3.2.1锻造工艺 (6)3.2.2预备热处理工艺 (6)3.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (7)4、分析与讨论 (9)5、结束语 (10)6、热处理工艺卡片 (11)参考文献 (12)1.1设计任务40CrNiMo车床主轴热处理工艺。

40crni曲轴的热处理设计工艺40CrNi是一种合金结构钢，主要用于生产曲轴等高强度和高疲劳性能的零件。

对于40CrNi曲轴的热处理工艺设计，首先需要考虑的是材料的成分和机械性能指标。

然后根据要求的使用条件和零件的尺寸形状，选择适合的热处理工艺，并确定热处理参数，以实现对材料的优化改性。

1. 材料成分和性能指标：40CrNi钢的主要成分为：碳（C）：0.37-0.45%，硅（Si）：0.17-0.37%，锰（Mn）：0.50-0.80%，磷（P）：≤0.035%，硫（S）：≤0.035%，铬（Cr）：0.60-0.90%，镍（Ni）：1.25-1.65%。

机械性能要求：抗拉强度≥980 MPa，屈服强度≥835 MPa，断面收缩率≥12%，冲击韧性≥47 J/cm²。

2. 热处理工艺设计：2.1 固溶处理（淬火工艺）：40CrNi钢的淬火温度一般为860-880℃，淬火介质常选择矿物油或水。

淬火温度和速度的选择会对材料的组织和性能产生重要影响。

过高的温度和快速的冷却速率可以增加材料的硬度和强度，但会导致脆性增加。

需要根据具体要求选择温度和速度。

2.2 回火处理：淬火后的40CrNi钢材料需要进行回火处理，一般回火温度范围为150-350℃。

回火的目的是消除残余应力，调整材料的硬度和强度，提高塑性和韧性，从而提高曲轴的使用寿命和疲劳性能。

具体回火温度和时间的选择需要根据零件的尺寸和要求进行确定。

2.3 表面处理：针对曲轴的使用条件和要求，可以选择进行表面处理，如渗碳处理、氮化处理等，以提高曲轴的表面硬度和耐磨性。

具体表面处理工艺和参数需要进行试验和分析，才能确定最佳方案。

以上为40CrNi曲轴的热处理设计工艺，需要根据具体的使用条件和零件要求进行详细的工艺参数确定和试验验证。

一个合适的热处理工艺可以显著改善钢材的性能，提高曲轴的使用寿命和疲劳性能，降低零件的失效风险。

因此，在实际应用中，需要在综合考虑材料成分、机械性能和使用要求的基础上，制定出最佳的热处理工艺方案。

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响作者：李子健贾丽敏韩鹏彪梁小凯田燕李昕悦王蕾来源：《河北科技大学学报》2024年第01期摘要：为了提高矿用链轮耐磨性，延长其使用寿命，选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材，研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。

采用正交试验法，研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响，并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算，得出最优热处理工艺参数，最后进行试验验证。

结果表明，正交试验法得到的最优热处理工艺为880 ℃淬火0.5 h，600 ℃高温回火2 h，样品热处理后的组织主要为回火索氏体，维氏硬度为364 HV，抗拉强度为1 166 MPa，磨损率为0.427×10-4 mm3/（N·m）；验证试验结果与正交试验分析结果相近，且热处理后的样品性能可达到使用要求。

研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据，对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有參考价值。

关键词：黑色金属及其合金；40CrNiMoA合金；热处理工艺；显微组织；力学性能；正交试验中图分类号：TG406文献标识码：ADOI：10.7535/hbkd.2023yx06008收稿日期：2023-10-12；修回日期：2023-11-05；责任编辑：冯民基金项目：河北省重点研发项目（19211007D）第一作者简介：李子健（1996—），男，河北邢台人，硕士研究生，主要从事金属材料成型及控制方面的研究。

通信作者：贾丽敏，副教授。

E-mail：********************梁小凯，高级工程师。

E-mail：****************李子健，贾丽敏，韩鹏彪，等.热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响[J].河北科技大学学报，2023，44（6）：67-73.LI Zijian，JIA Limin，HAN Pengbiao，et al.Effect of heat treatment process on the microstructure and mechanical properties of 40CrNiMoA steel[J].Journal of Hebei University of Science and Technology，2023，44（6）：67-73.Effect of heat treatment process on the microstructure andmechanical properties of 40CrNiMoA steelLI Zijian1，JIA Limin1，2，HAN Pengbiao1，2，LIANG Xiaokai3，TIAN Yan1，LI Xinyue1，WANG Lei1（1.School of Materials Science and Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang，Hebei 050018， China;2.Hebei Key Laboratory of Material Near-Net Forming Technology，Shijiazhuang， Hebei 050018， China;3.Institute of Structural Steels， Central Iron and Steel Research Institute， Beijing 100081，China）Abstract：In order to improve the wear resistance and service life of mining sprockets，40CrNiMoA sprockets cast by centrifugal electroslag casting were selected as the base material to study the effects of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of the alloy. The effects of different heat treatment processes on the mechanical properties of the steel， such as microhardness， friction and wear， and tensile strength were investigated with the orthogonal experiment method.The test results were analyzed by range analysis and comprehensive weighted scoring calculation to obtain the optimal heat treatment process parameters. Finally， experimental verification was conducted. The results show that the optimal heat treatment process obtained by the orthogonal test method is quenching at 880 ℃ for 0.5 hours and high-temperature tempering at 600 ℃for 2 hours. The microstructure of the sample after heat treatment is mainly tempered sorbite， with a Vickers hardness of 364 HV， a tensile strength of 1 166 MPa， and a wear rate of 0.427×10-4 mm3/（N·m）. The validation test results are similar to the orthogonal experimental analysis， and the sample performance after heat treatment can meet the usage requirements. Therefore， the research results can provide a theoretical basis for the heat treatment process of mining sprocket parts， and are of great significance for effectively solving the wear resistance and service life of sprockets.Keywords：ferrous metals and their alloys; 40CrNiMoA steel; heat treatment process; microstructure; mechanical properties; orthogonal experiment近年来，随着煤炭开采技术的进步及大型现代化矿井建设步伐的加快，刮板输送设备逐步向大功率方向发展，配套链轮的规格也越来越大，同时，对强度、韧性、耐磨性等性能的要求越来越高[1]。

第18卷第4期 湖南工程学院学报 V o1.18.No .4　2008年12月 Journal of H unan Institute of Engineering Dec .2008　收稿日期:2008-06-19基金项目:湖南省自然科学基金项目(07jj6077)作者简介:高为国(1962-),男,教授,研究方向:金属材料及热处理.40C r 钢汽车半轴淬火缺陷分析及热处理工艺改进高为国,董丽君,胡凤兰,覃　波(湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101) 摘　要:根据40C r 钢汽车半轴的实际淬火工艺,分析了淬火开裂的主要原因,并针对淬火开裂的主要形式,制定出了三种热处理工艺方案并实施.通过分析热处理后的金相显微组织和硬度数据,确定出最终的热处理工艺及其主要参数.试验结果表明:40Cr 钢在860℃油淬后,再进行860℃淬入5%～10%的盐水冷却、580℃回火,使强度、硬度低的网状铁素体相对量有所下降,可有效的防止淬火开裂,并提高其疲劳寿命.关键词:汽车半轴;淬火开裂;热处理工艺;力学性能;显微组织中图分类号:TG162.71　文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2008)04-0033-040　引言汽车半轴是汽车的重要部件之一,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.汽车半轴的热处理一般采用调质处理.采用的半轴材料与其工作条件有关,如中型载重汽车目前大多选用40Cr 钢制造,多半在机加工后进行调质处理,再经喷丸、矫直后精加工成最终产品,有时还会增加一次表面淬火工艺,以提高汽车半轴的静扭转强度和疲劳寿命.由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且在工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂,一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度,甚至开裂.因此,研究汽车半轴的淬火开裂原因及相应的解决办法是十分必要的.随着新型淬火液的广泛应用,像40C r 一类的中碳低合金钢较大直径的工件,用常规方法淬冷(机油、柴油冷却)后,仍不能满足设计要求时,改用其他淬火液淬火并调整相应的热处理工艺参数,在满足设计要求的前提下,可有效解决常规油淬时出现硬度不足的问题.汽车半轴传统上采用中碳或中碳合金钢制造,经调质处理后,得到由铁素体基体和弥散分布于其上的细粒状渗碳体组成的回火索氏体组织,使钢的强度、塑性、韧性配合恰当,具有良好的综合力学性能.与片状珠光体组织相比,在强度相同时,回火索氏体的塑性和韧性有较大幅度提高.锻造后进行正火以消除过热倾向,法兰盘加工后,整体进行调质处理,最后加工花键.调质后要求杆部硬度为29～34H RC ,淬透层应为回火托氏体和回火索氏体组织,心部(从轴心到花键底半径3/4范围内)允许有铁素体存在.本文根据40Cr 钢汽车半轴的实际淬火工艺,分析其导致淬火开裂的主要原因,特别是热处理操作方面的不足,并对给定40Cr 钢汽车半轴进行金相组织和热处理工艺分析,找出造成半轴开裂时的组织状态和断裂的主要形式;根据分析结果确定出最终的热处理工艺及其主要参数,以提高40Cr 钢汽车半轴的使用寿命.DOI :10.15987/j .cn ki .hgbjbz .2008.04.0031　淬火缺陷分析热处理之所以能使金属材料的性能发生变化,主要是因为金属材料的内部组织结构可以发生一系列的变化.采用不同的热处理工艺,将会使金属材料得到不同的组织结构,从而获得所需要的性能.40Cr 钢的淬火加热温度一般选择850℃左右.如果淬火温度太高,会使晶粒变大,力学性能变差.淬火保温时间只要保证试样内外温度一致,碳和合金元素有充分扩散的时间,即可达到奥氏体成分均匀化的目的.淬火时,常采用半轴杆部先进行淬火,而使盘部进行空冷,待盘部冷至Ar 3以下后,再全部浸入淬火液中冷却,这样往往因淬火操作不当而产生盘部淬裂和存在软点的质量问题,生产中曾发生过一次淬裂28根半轴的严重质量事故.从宏观上看,主裂纹均在两孔之间呈放射状分布,如图1所示.图1　盘部淬火裂纹200× 从裂纹处取样进行金相分析,发现所有的裂纹均沿原奥氏体晶界发展,裂纹两侧的组织与杆部基体组织完全相同,均为回火索氏体和回火托氏体组织,无脱碳、氧化和过热现象产生.汽车半轴断裂的位置均在盘和杆的连接处,断口都是由疲劳源扩展形成的光滑区域(疲劳区)和瞬时断裂的粗糙部分组成,断口为棘轮状花样及清洗的海滩花样的故障半轴,其端口附近的组织为网(块)状铁素体和珠光体.在对淬裂的40C r 钢汽车半轴进行化学成分分析、夹杂物分析、晶粒度分析时,并无异常情况出现,均符合要求,原材料合格.根据40Cr 钢汽车半轴的具体淬火操作可知,盘上16个孔的边缘部分首先与淬火液接触形成马氏体组织,而盘与杆部的过渡区因散热条件较差,冷却较慢,后发生马氏体转变,其体积膨胀产生的应力可能使已淬硬的盘部边缘承受很大的拉应力,再加上应力集中的出现,结果产生辐射状淬火裂纹.由于半轴的盘和杆连接处因冷却速度缓慢而产生了大量的网(块)状铁素体组织,硬度和疲劳强度降低,在试车时则出现早期的疲劳断裂,由此可见,这是由于淬火冷却时的工艺和操作不当,导致局部淬火不足造成的.2　热处理工艺的改进根据40Cr 钢汽车半轴的服役条件及失效形式分析,所拟定的技术路线如下:下料※锻造※退火(或正火)※粗加工※淬火※回火※精加工※适当的表面处理※成品.本文主要针对40Cr 钢汽车半轴的最终热处理工艺进行试验研究,所选定的热处理工艺方案如表1所示.表1　选定的热处理工艺方案热处理工艺工艺1工艺2工艺3工艺参数860℃(25min )油淬+520℃(70min )油冷回火860℃(25min )盐水(5%～10%)淬火+580℃(70min )油冷回火860℃(25min )油淬+自行回火+860℃(25min )盐水(5%～10%)淬火+580℃(70min )油冷回火2.1　硬度测试将若干经过热处理后的试样在H RS -150洛氏硬度计上进行硬度测定,所得数据如表2所示.表2　热处理后试样的硬度值(H RC )工艺类别12345678910平均工艺129.132.932.230.933.331.834.132.034.333.632.4工艺229.330.430.329.129.730.030.529.330.430.029.9工艺328.931.729.530.030.230.030.030.330.430.030.134 湖南工程学院学报 2008年2.2　组织分析40Cr 钢热处理工艺1的显微组织如图2所示.该金相组织为晶粒较细、分布均匀的回火索氏体,内应力很小.图2　40Cr 钢工艺1的显微组织500×回火索氏体的渗碳体颗粒比回火托氏体粗,弥散程度较小.其硬度一般为220～330H BS .回火索氏体组织既具有一定的硬度、强度,也具有良好的塑性和韧性,即有良好的综合力学性能.40Cr 钢热处理工艺2的显微组织也是晶粒较细、分布均匀的回火索氏体组织,如图3所示.回火索氏体组织的获得,使材料具有了较高的弹性极限、屈服强度和韧性等优良的力学性能.硬度偏高说明回火温度稍低,对应的组织中是较细的渗碳体分布在铁素体基体上,当回火温度高,则渗碳体长大,硬度降低.回火温度愈高,渗碳体质点愈大,弥散程度愈小,则钢的硬度和强度愈低,而韧性却有较大提高.图3　40Cr 钢工艺2的显微组织500×在亚共析钢中随着碳含量的增加,奥氏体的稳定性增强.而碳含量减少时,奥氏体稳定性也相对减弱,故在冷却过程中,奥氏体将在较高温度下转变,容易析出共析铁素体(碳含量愈低,先析出铁素体的可能性愈大).当工件用盐水淬火时,由于食盐晶体在工件表面的析出和爆裂,不仅有效的破坏了包围在工件表面的蒸汽膜,使冷却速度加快,而且能破坏在淬火加热时所形成的附在工件表面上的氧化铁皮,使它剥落下来.因此用盐水淬火的工件容易得到高的硬度和光洁的表面,不易产生软点.但由于盐水的淬冷能力很强,将使工件变形严重,甚至发生开裂.40Cr 钢热处理工艺3的显微组织如图4所示.该金相组织为更加致密,分布更加均匀的回火索氏体.图3　40Cr 钢工艺3的显微组织500×回火索氏体组织与一般组织相比,具有较优的性能.如硬度相同时,回火托氏体和回火索氏体比一般屈氏体(油淬)和索氏体(正火)具有较高的强度、塑性和韧性.这主要是组织形态不同所致.经调质热处理后的回火索氏体组织,不允许有块状铁素体出现,否则会降低硬度和韧性.热处理工艺3相对于热处理工艺1、热处理工艺2来说,组织比较致密、均匀.且晶粒度介于前两者之间,即与热处理工艺方案1相比硬度较低,但塑性韧性相对有所提高;与热处理工艺方案2相比硬度较高,但塑性、韧性有所下降.热处理方案3的热处理工艺使40Cr 钢的综合性能得到提高,在一定程度上减少了淬火裂纹的产生.3　结　论40Cr 钢汽车半轴热处理中发生的淬裂和早期疲劳断裂,主要是由于热处理工艺不良,盘部入水时间过早或离水面太近、淬火应力过大;淬火时采用油冷却,为了获得较深淬硬层,法兰盘部分先行油冷(为了防止开裂)后自行回火,然后再进行整体水淬的淬火工艺.调质后硬度控制在269～321H BS .(1)确定合理的热处理工艺参数改变热处理工艺,严格控制40Cr 钢的淬火温35第4期 高为国等:40Cr 钢汽车半轴淬火缺陷分析及热处理工艺改进度、冷却方式、回火温度,使热处理后的组织细小均匀,有高的硬度、耐磨性和强韧性等性能.通过试验,确定的热处理工艺及其相应参数如下:①油淬:加热到860℃,保温25min,出油后自行冷却;②水淬:加热到860℃,保温25min,出炉淬入5%～10%(质量分数)盐水冷却;回火加热到580℃,保温70min,出炉空冷.(2)得到的组织经过热处理后得到回火索氏体组织.具有较高的强度、硬度、塑性和韧性,即具有良好的综合力学性能.(3)可以使用一些先进的处理方法可以进行表面热处理如:离子渗氮处理、中频加热淬火等方法,提高40C r钢的强韧性,从而达到提高40Cr钢汽车半轴的使用寿命的目的.参　考　文　献[1]　金容植.汽车行星和半轴齿轮热处理工艺的改进[J].汽车工艺与材料,2006,(7).[2]　毕建中,李继亮.汽车半轴的机械加工技术[J].锻压技术,2007,(2):13.[3]　傅　璞.40Cr热处理工艺及其组织与性能[J].常州工程职业技术学院,2005,(5):110-111.[4]　高为国.机械基础实验[M].华中科技大学出版社,2006.[5]　赵　静.几种汽车半轴成型技术[J].山东农机,2004,(9):10-11.[6]　刘柯军,高淑兰.汽车半轴失效分析[J].汽车工艺与材料,2004,(7):91-94.[7]　陆　兴.热处理工程基础[M].机械工业出版社,2007:175.[8]　应跃明.浅谈40Cr钢重要零件的调质处理[J].工艺技术,2005,(7):26.[9]　张启军.40Cr轴类零件的淬火工艺改进[J].热处理,2003,(10):44.[10]张志波,高艳丽,李　峰,等.40Cr钢在水中淬火的研究[J].一重技术,2004,(2):32-33.[11]高为国.机械工程材料基础[M].长沙:中南大学出版社,2006.[12]李洪涛,杨　东.汽车半轴中频感应淬火的质量实时控制[J].材料科学与工艺,2005,13(1).[13]那顺桑.金属热处理300问[M].北京:化学工业出版社,2007.[14]康煜平.金属固态相变及应用[M].北京:化学工业出版社,2007.[15]高为国,等.45钢橡胶成型模具热处理工艺的研究[J].湖南工程学院学报,2007,17(3):26-27.Analysis of Quenching Cracking and Improvement of HeatTreatment Process for Steel40Cr Axle VehicleGAO Wei-guo,DONG Li-jun,H U Feng-lan,QIN Bo(Colleg e of M ech.Eng.,H unan Institute o f Eng ineering,Xiang tan411101,China)A bstract:According to the actual quenching proce ss of steel40C r ax le vehicle,the m ain reaso ns for its quenching cracking are analyzed.Considering the m ain form s of quenching cracking,three kinds of heat treatment pro cesses are im plemented.Based on the m icro structure state and the hardness data after heat treatment,the final heat treatm ent process and its main param eters are determined.The results sho w that after860℃oil quenching,and then860℃quenching w ith5%to10%of salt w ater co oling and580℃tempering,the streng th and hardness o f the fer rite in steel40Cr are reduced relatively,w hich effectively prevents quenching from cracking and improves the fatigue life.Key words:axle vehicle;quenching cracking;heat treatment pro cess;mechanical prope rties;microstruc-ture36 湖南工程学院学报 2008年。

40crni曲轴的热处理设计工艺对于40CrNi曲轴的热处理设计工艺，以下是一个常见的工艺流程：
1. 预热处理（调质）：
•将40CrNi曲轴加热到800-850°C的温度区间。

•保持在该温度下足够的时间，通常为1小时/25mm厚度，最少1小时。

•冷却速度通常采用油冷或水冷，以获得适当的硬度。

2. 回火处理：
•将调质后的40CrNi曲轴加热到中温回火区，通常为500-650°C。

•保持在该温度下足够的时间，通常为1小时/25mm厚度，最少1小时。

•冷却速度可以选择空冷或以适当速度冷却。

3. 表面处理（可选）：
•进行表面淬火或渗碳处理，以增加40CrNi曲轴的表面硬度和耐磨性。

4. 精加工：
•对40CrNi曲轴进行机械加工、抛光等工艺，以获得所需的尺寸和表面质量。

在热处理设计中，确保控制温度、保持时间和冷却速度的准确性非常重要，以保证40CrNi曲轴达到所需的机械性能。

具体的工艺参数和处理时间应根据实际情况和相关标准进行调整。

此外，热处理工艺设计的详细性和准确性需要依赖于具体的应用
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和材料要求。

建议在进行40CrNi曲轴的热处理前，咨询专业的冶金工程师或热处理专家，以确保选择和设计适当的工艺，以满足特定应用的要求。

2/ 2。

辽宁工业大学材料工艺学课程设计（论文）题目：40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺设计院（系）：材料学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师起止时间：2014-6-30~2014-7-10课程设计（论文）任务及评语前言金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

调质钢是结构钢中使用最广泛的一类钢，用于各类机器上的结构零件。

如紧固件、传动轴、齿轮等。

要求具有很好的综合机械性能，较高的强度，稳定的室温性能，良好的塑性和韧性。

由于确定调质硬度确定调质零件的硬度时要注意到零件的工作条件和零件的形状要求硬度值高，抗拉强度、屈服强度和光滑样品的疲劳强度高，但是塑性指标降低，脆性破坏倾向和应力集中的敏感性增加，因此，当零件上有起应力集中作用的缺口时，为使应力分布均匀、减少应力集中，这时较低的硬度反而可以获得较高的疲劳性能。

为了满足上述性能要求，调质钢选用，铬镍钼钢（40CrNiMo）。

40CrNiMo钢的锻件进行正火＋高温回火，加热到正火温度、保温回火：加热到正火温度、保温一定时间空冷，随后入炉进行高温回火、调质，加热到淬火温度、保温一定时间出炉淬火＋油冷，按照回火温度进行一次回火。

在进行调质钱先进行正火＋高温回火；装炉温度≤650℃升温到880℃，保温18min出炉空冷，随后入井式回火炉加热到650℃左右保温15min；然后调质装炉温度≤650℃升温到860℃，保温180℃，出炉8％盐水冷20s 左右，然后入N32号油冷却到室温，立即回火590℃×240min出炉油冷。

40crnimo热处理工艺40CrNiMo是一种常用的合金结构钢，具有较高的强度和韧性，被广泛应用于机械制造领域。

热处理是对40CrNiMo钢进行加工和调质的重要工艺，可以改善其力学性能和耐磨性。

热处理过程主要包括加热、保温和冷却三个阶段。

首先，将40CrNiMo钢件置于加热炉中，以逐渐升温至适宜的温度。

加热的目的是使钢件内部的组织发生相变，从而改善其机械性能。

在加热过程中，需要控制加热速度和温度均匀性，以避免产生过多的残余应力和组织非均匀现象。

当钢件达到所需温度后，需要保持一定时间，以确保组织的充分转变和相平衡的达成。

这个保温时间取决于钢件的尺寸和材料的特性。

保温时间过短会导致组织未能完全转变，从而影响钢件的性能；而保温时间过长则可能导致晶粒长大，使材料的塑性和韧性下降。

在保温结束后，需要进行冷却处理，以稳定和固定钢件的组织结构。

一般情况下，采用淬火和回火的方式进行冷却处理。

淬火是将钢件迅速冷却至室温以下，以产生马氏体组织，提高其硬度和强度。

回火则是将淬火后的钢件加热至较低的温度，使马氏体发生部分分解，从而改善其韧性和可加工性。

淬火和回火的温度和时间需要根据具体的要求进行调整，以获得最佳的力学性能。

40CrNiMo钢经过热处理后，其组织结构会发生明显的改变。

在经过适当的加热和冷却处理后，钢件的晶粒变细，结构更加致密，硬度和强度得到提高，同时韧性和可塑性也有所改善。

这使得40CrNiMo钢在承受大应力和重负荷时具有较好的抗拉强度和抗疲劳性能，能够满足各种机械制造领域的需求。

40CrNiMo钢的热处理工艺是通过加热、保温和冷却三个阶段的处理，使钢件的组织结构发生变化，从而改善其力学性能和耐磨性。

热处理后的40CrNiMo钢具有较高的强度和韧性，在机械制造领域有着广泛的应用。

为了获得最佳的热处理效果，需要根据具体要求和材料特性进行合理的加工和调质处理，以确保钢件的质量和性能。

技术与应用经济与社会发展研究新材质40CrNiMoA钩舌销工艺优化中车大连公司机械装备分公司　王建，封伟民，胡晓飞摘要：本文首先对40CrNiMoA钩舌销调质后强度指标与塑性指标不匹配问题进行简要介绍，然后在保证原材料化学成分、尺寸、组织状态及设备运行状况一致的情况下，分别探究了淬火介质、回火冷却速度和亚温淬火三个因素对钩舌销性能的影响规律，并对产生的结果进行了详细的理论分析，最后找到适合40CrNiMoA钩舌销生产的最佳热处理工艺。

关键词：40CrNiMoA；钩舌销；淬火介质；回火冷却速度；亚温淬火；工艺优化一、试验方案查阅《结构钢热处理技术数据手册》[1]，40CrNiMoA钢在不同介质中的临界直径见表1。

表1 40CrNiMoA钢在不同介质中的临界直径淬火冷却介质静油水，20℃水，40℃5% NaCl水溶液临界直径/mm22.53935.541由上表可以看出，40CrNiMoA钢在静油中的临界直径为22.5mm，而钩舌销实物直径为59mm，淬火后不能达到半马氏体状态，因而此材质的调质组织性能不能完全体现，故选择改变淬火介质，以冷却性能更好的水或Ucon(一种有机溶剂)作为淬火介质以提高马氏体转变程度，使材料本身的性能特点得以充分体现，进而研究其性能变化规律。

查阅《结构钢热处理技术数据手册》[2]，40CrNiMoA钢的临界温度见表2。

表2　临界温度温度符号Ac1Ac3Ar1Ar3Ms Mf 温度值/℃713761654571320—由表2可以得出，40CrNiMoA钢奥氏体与铁素体两相共存的温度区间为713~761℃之间，为使钩舌销尽可能多的获得马氏体组织，我们首先选定Ac3温度761℃作为亚温淬火温度值，即组织恰好全部转变为奥氏体的温度，而又考虑到实际生产中出炉降温及转变驱动力问题，我们将亚温淬火温度最终确定为810℃。

综上所述，为在保证钩舌销强度不降低的基础上，提升其塑韧性，本文分别以淬火介质、回火冷却速度及亚温淬火为变量进行试验，探究其对钩舌销性能的影响规律。