20Cr2Ni4A钢轴承热处理工艺图

(完整word版)20CrNi2MoA火车轴承套圈的热处理工艺设计

攀枝花学院学生课程设计（论文)题目：20CrNi2MoA火车轴承套圈的热处理工艺设计学生姓名：X X学号：2011111020XX所在院（系）:材料工程学院专业:20XX级材料成型及控制工程班级:材料成型及控制工程指导教师：X X X 职称：讲师2013年12月15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设计了20CrNi2MoA火车轴承套圈的热处理工艺设计。

主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（完全退火）、渗碳、淬火+低温回火等过程。

通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。

20CrNi2MoA钢能承受高强度摩擦和载荷，有极高的韧性，可以作为表面强化型的渗碳钢应用于渗碳齿轮、渗碳轴承等零件上；也可以经低温回火后应用于诸如挖掘机斗齿（镐牙)、农用机械磨损件等要求耐磨损、耐冲击的零件上轴承套圈是火车中重要的承受载荷的零件.其在轮毂中起到固定连接其他部件的作用，并且在火车运动过程中起到缓冲的作用，降低主要工作部件承受的载荷,减少其损耗。

关键词:20CrNi2MoA钢，完全退火，低温回火，火车轴承套圈目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1 变速箱设计的分析 (2)2。

1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2。

1。

3性能要求 (2)2。

2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3。

2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (5)3。

2.2机械加工 (5)3。

2。

3渗碳工艺 (5)3。

2。

4淬火+低温回火热处理工艺 (6)4、分析与讨论 (8)5、结束语 (9)6、热处理工艺卡片 (10)参考文献 (11)1 设计任务1。

1设计任务20CrNi2MoA火车轴承套圈的热处理工艺设计。

20Cr2Ni4A螺旋锥齿轮热处理工艺

目录1.前言 (2)2.零件图分析 (3)3.材料的选择 (4)3.1 初步选材 (4)3.2 确定材料 (5)3.3 20Cr2Ni4A的化学成分、相变点及合金元素作用 (6)4 确定加工路线4.1 初步确定加工路线 (8)4.2 每个步骤的作用 (9)5 热处理工艺方法选择5.1 预备热处理工艺【4】的选择 (10)5.2 渗碳工艺【5】的选择 (11)5.3 最终热处理【6】的选择 (12)6 制定热处理工艺的制度6.1 正火工艺的制定 (12)6.2 高温回火工艺的制定6.3 渗碳工艺的制定 (17)6.4 高温回火工艺的制定 (21)6.5 淬火工艺的制定 (21)6.6 低温回火工艺的制定 (25)7 热处理设备选择7.1 箱式电阻炉的选择 (27)7.2 井式渗碳炉的选择 (28)7.3 热处理冷却设备的选择 (29)8 工装设计8.1 热处理夹具的选择 (30)8.2 热处理辅具 (31)9 检验设备及方法选择9.1 外观 (35)9.2 硬度 (35)9.3 金相检查 (36)9.4 渗层深度 (37)10 热处理缺陷分析10.1正火缺陷分析 (38)10.2 回火缺陷分析 (39)10.3 渗碳缺陷分析 (39)10.4 淬火缺陷分析 (41)11小结附热处理工艺卡参考文献1 前言零件设计是一个工程技术人员应该具备的最基本的专业技能。

零件分析是认识零件的过程，是确定零件表达方案的前提，一个好的视图表达方案离不开对零件的全面、透彻、正确分析。

零件分析也是确定零件的尺寸标注以及确定零件的技术要求的前提，因此，零件分析是绘制零件图的依据。

零件的工艺结构分析就是要求设计者从零件的材料、铸造工艺、机械加工工艺乃至于装配工艺等各个方面对零件进行分析，以便在零件的视图选择过程中，考虑这些工艺结构的标准化等特殊要求和规定，使零件视图表达更趋完整、合理。

课程设计可以培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题的能力，是锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

20Cr2Ni4钢正火新工艺的研究

(3)经固溶处理后 ,由于二次相向晶内溶解 , ZW 21镁合金的断裂机制发生改变。铸态合金的室温拉伸断口为解理断裂 ,固溶处理后呈现出局部韧性的准解理断裂特征。
参考文献 [ 1 ] Humbl E. P. . Towards a cheap creep resistant magnesium
towards the 21 st century [ J ]. M aterials Science Forum , 2000, 350 - 351 (1) : 179 - 281. [ 4 ] 张静 ,潘复生 ,郭正晓等. 含锆镁合金系中的合金相 [ J ]. 兵器材料科学与工程 , 2002, 25 (6) : 50 - 56. [ 5 ] Zhang Ya, Zeng Xiaoqin, L iu L ifa et al. Effects of yttrium on m icrostructure and mechanical p roperties of hot - extru2 ded M g - Zn - Y - Zr alloys [ J ]. M aterials Science and Engineering, 2004, A373: 320 - 327. [ 6 ] 师昌绪 ,李恒德 ,王淀佐等. 加速我国金属镁工业发展的建议 [ J ]. 材料导报 , 2001, 15 (4) : 5 - 6. [ 7 ] 范才河 ,陈刚 ,严红革等. 稀土在镁及镁合金中的作用 [ J ]. 材料导报 , 2005, 19 (7) : 61 - 63. [ 8 ] M atsudaa M. , Iib S. , Kawamuraa Y. et al. Interaction between long period stacking order phase and deformation tw in in rap idly solidified M g97Zn1Y2 alloy[ J ]. M aterials Science and Engineering, 2004, A386: 447 - 452. [ 9 ] Singh A. , Tsai A. P. . On the cubic W phase and its rela2 tionship to the icosahedral phase in M g - Zn - Y alloys [ J ]. Scrip ta M aterialia, 2003, 49: 143 - 148.

轴承钢热处理工艺流程

轴承钢热处理工艺流程
轴承钢热处理工艺流程主要包括预先热处理和最终热处理两个步骤。

预先热处理包括正火和球化退火。

正火是通过将工件加热至适宜的温度后在空气中冷却，以细化材料晶粒，均匀化组织，消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。

球化退火则是通过将工件加热至略低于Ac1点温度，保温一段时间后缓慢冷却，使钢的碳化物球化，降低硬度，改善切削性能。

最终热处理则是根据不同的使用要求，选择不同的热处理方式。

常用的热处理方式有淬火、回火、表面淬火等。

淬火是将工件加热至Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间后快速冷却，使钢的奥氏体转变为马氏体，提高硬度和耐磨性。

回火则是将淬火后的工件加热至某一温度，保温一段时间后缓慢冷却，以消除内应力，稳定组织，提高韧性。

表面淬火则是通过将工件表面快速加热至淬火温度，然后迅速冷却，使工件表面硬化，而内部保持韧性。

在轴承钢的热处理过程中，应注意控制加热温度、保温时间、冷却速度等工艺参数，以保证工件的性能和精度。

同时，为避免氧化和脱碳等表面缺陷，通常在加热过程中进行保护处理。

20CrNi2Mo钢热处理工艺及性能研究

材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等，材料经冷热加工制成各种机器零件使用，在加工过程和使用过程中对其提出工艺性能方面和使用性能方面的要求。工艺性能要求主要包括材料的切削性能、铸造性能、冷变形性能、热变形（锻轧）性能、焊接性能、热处理性能等，使用性能方面包括材料的力学性能（强度、塑性、韧性）、工作可靠性能（冷脆性）、工作寿命（磨损、腐蚀、疲劳）等【３１。对于重载齿轮制造者而言，其对材料使用性能的关注点主要在于材料的强度、韧性、磨损与疲劳；对材料工艺性能的关注点主要在于材料的切削性能、锻轧性能和热处理性能。材料的热处理性能包括材料的淬透性、硬化性能、渗碳性能、热处理变形倾向、熟处理裂纹倾向等，材料的热处理性能好则可以简化工艺，提高工件精度和延长使用寿命，热处理性能差则可导致工件开裂、变形或者性能不合格、产生脆性等。热处理变形是最常见的热处理缺陷，尤其像渗碳齿轮等复杂零件，热处理变形尤为严重。热处理变形是热处理工作者一直十分关注的问题。对斗齿材料来说，对其使用性能的关注主要在于它的冲击韧性和耐磨损能力。
１．绪论
１．１引言
２０ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢是一种优质低碳中合金结构钢，按照其最终使用状态的热处理工艺划分，它属于淬火和低温回火钢。淬火和低温回火使用的结构钢主要有两大类，一类为表面强化型的渗碳钢，主要应用于渗碳齿轮、渗碳轴承等零件上：另一类为传统的整体强化型的高强度和超高强度合金结构钢，这类钢可以代替调质钢应用于轴类等机械零件上，也可以应用于诸如挖掘机斗齿（镐牙）、农用机械磨损件等要求耐磨损、耐冲击的零件上。２０ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢的合金元素配比良好，冶炼工艺优良，近年来，在上述两个方面都有所应用‘１一。
ｇｅａｒｓａｓｃａｒｂｕｒｉｚｅｄｓｔｅｅｌ．Ａｓｌｏｗｃａｒｂｏｎｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｓｔｅｅｌ，２０ＣｒＮｉ２Ｍｏ

20Cr2Ni4A钢淬火参数对齿轮心部硬度的影响分析

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（上接第 4+ 页）
和奥氏体化温度，它们对其改变和降低热应力与组织应
共渗后的耐磨性对比。
力有着很大的影响。
表 ! !"$%?/=’ 渗碳和碳氮共渗后的耐磨性对比
碳氮共渗中，渗层碳含量的降低、氮原子的渗入，
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0#,淬火后，可得到了齿表硬度和心部的最佳配合，同时金相组织也符合图样要求。因而，确定该齿轮淬火参数为：*+# , 保温!0# , 油温淬火冷却!!0# , 低温回火。

20cr2ni4a渗碳后空冷的金相组织

20Cr2Ni4A是一种低合金高强度结构钢，通常用于制造重型机械零件。

渗碳是一种常见的表面处理工艺，通过在材料表面将碳原子渗入材料内部，以提高材料的表面硬度和抗磨损性能。

而空冷则是一种常见的冷却方式，通常用于渗碳后的钢材，以让表面产生理想的金相组织。

让我们来了解一下20Cr2Ni4A渗碳后的金相组织。

在金相显微镜下观察，我们可以看到经过渗碳处理后的20Cr2Ni4A表面，形成了一层均匀且致密的渗碳层。

这层渗碳层的厚度通常为几十至几百微米，具有高硬度和良好的耐磨损性能。

而空冷处理则是将渗碳后的材料暴露在空气中自然冷却，这种冷却方式可以有效地控制材料的内部应力，避免产生裂纹和变形，并且可以使金相组织得到进一步的调整和稳定。

在空冷过程中，渗碳层和基体金相组织之间的相互作用得到了最佳的平衡，从而使材料表面具有更好的耐磨损性能和高强度。

接下来，让我们深入探讨一下20Cr2Ni4A渗碳后空冷的金相组织在实际应用中的意义。

经过渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料表面硬度大大提高，可以有效地提高零件的耐磨损性能，延长使用寿命，特别是在重载和高磨损环境下的使用更加明显。

金相组织的优化也使得材料具有更好的抗疲劳性能和高温稳定性，这对于一些需要长时间高强度工作的零部件来说尤为重要。

而且，渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料还具有较好的焊接性能和加工性能，这使得其在制造行业中得到广泛的应用。

我们还要注意到，金相组织的稳定性也决定了材料在使用过程中的可靠性和安全性。

经过渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料表面金相组织的细密和致密，有效地改善了材料的表面质量和细微组织，使得材料具有更好的抗应力腐蚀性能和抗氧化性能。

在总结回顾这篇文章的内容时，我们可以明显看到20Cr2Ni4A渗碳后空冷的金相组织对材料性能的提升有着重要的作用。

从表面硬度、耐磨损性能、抗疲劳性能、高温稳定性、焊接性能、加工性能以及抗应力腐蚀性能等方面都得到了明显的改善。

20Cr钢常见的热处理工艺

1h）获得板条马氏体，变形小
加热880C，保温，油冷。再加热780C,保温，400C硝盐浴等温5min后油冷（200C回火1h）获得板条马氏体，变形小。6b:653.2MPa,35:26.9%
加热920C,保温，10%NaCI水冷（350C回火1h） 37HRC获得回火屈氏体。6b:
1200MPa6s:1000Mpa,ak:64.1J/cm2,K1c：3335.7MPa
20Cr
—北京京鲁兴华工业炉有限公司
名称：ML20Cr
碳C:0.17〜0.24（答应偏差：土0.01）
硅Si: <0.30
<0.035
<0.035
0.70〜1.00
答应残余含量w0.020
答应残余含量w0.020
常见用途
名称
性能
常见产品
ML20Cr
弯形塑性好，强度和淬透性均高于
ML15Cr和ML20钢,热处理后有良
性与耐蚀性
回火温度150~180C出炉空冷
表58~62HRC心28~32HRC
固体渗硼
渗硼温度900C,保温4h,油冷（渗硼剂：
85%SiC+10%B4C+5%KBF4）
渗层
0.115~0.139mm1689~1789HV0
.1
表面形成咼硬度的硼化物层而心部为淬火组织
整理人：解振磊
整理时间：2012年11月3日
北京京鲁兴华工业炉有限公司
避免晶粒长大
表面感应淬火
表面温度840~860C
59~63HRC
表面温度不宜过咼，以防表面晶粒粗大
低温回火
加热170~190C，保温2h,
空冷
表面硬度58~62HRC

20Cr2Ni4钢材的正火热处理工艺[发明专利]

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1847413A [43]公开日2006年10月18日[21]申请号200510050228.2[22]申请日2005.04.12[21]申请号200510050228.2[71]申请人万向钱潮股份有限公司地址311215浙江省杭州市萧山区宁围镇万向集团技术中心[72]发明人王晓华 [74]专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司代理人尉伟敏[51]Int.CI.C21D 1/28 (2006.01)C21D 11/00 (2006.01)C22C 38/10 (2006.01)权利要求书 1 页说明书 3 页附图 2 页[54]发明名称20Cr2Ni4钢材的正火热处理工艺[57]摘要本发明涉及一种钢材的热处理，特别是涉及一种20Cr2Ni4钢材的正火工艺。

工艺步骤如下：(1)将钢材放入炉温度850℃－930℃的炉内加热到850℃－930℃后保温4－11小时，(2)通过7－12小时的降温时间降温至540℃－650℃后保温0.5－5小时，(3)出炉整筐空冷。

它工艺较为简单，成本较低，20Cr2Ni4钢材一次正火后硬度就能达到180HBS－227HBS，解决了现有技术所存在的正火加二到三次高温回火热处理工艺存在着工艺较为复杂和成本较高等问题。

200510050228.2权利要求书第1/1页 1.一种20Cr2Ni4钢材的正火热处理工艺，其特征在于工艺步骤为： (1)、将钢材放入炉温度850℃-930℃的炉内加热到850℃-930℃后保温4-11小时，(2)、通过7-12小时的降温时间降温至540℃-650℃后保温0.5-5小时，(3)、出炉整筐空冷。

2.根据权利要求1所述的20Cr2Ni4钢材的正火热处理工艺，其特征在于所述的炉温为860℃-910℃。

3.根据权利要求1或2所述的20Cr2Ni4钢材的正火热处理工艺，其特征在于所述(1)的保温温度为860℃-900℃。

20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理

表 1 热处理变形测量
名称项目外径内径公法线键宽键深
H0101 - 4 渗碳前斜齿轮渗碳后
( Ⅱ) 淬回火后 H010401 - 5 渗碳前
行星轮渗碳后淬回火后
218125 218116 218135 191140 191140 191150
71174 71163 7211 84130 84124 84165
N总
=
7 ×104 201752 ×10 -
3
=
31456
×106
(次)
N总 = 1182 ×107 (s)
N总 = 21395 (y)
图 1 测点位置及布片图
4 结论
根据测试结果分析 ,测试数据的线性和重复性均好。为此 ,实验数据是可靠的。经过主要构件的疲劳安全寿命估算 ,可看出整个清淤机的结构设计是合理的 ,保证了主要构件的强度要求 ,主要构件的使用寿命超过设计要求。因此 ,SLQ - 40 型两栖清淤机能满足设计要求。
通过上述试验 ,确定了 20Cr2Ni4A 钢齿轮的热处理工艺[1 ] ,见图 1 。
1 齿轮试样试制过程及分析
坯料锻造后进行 940 ～950 ℃、2 h 空冷正火 , 650 ℃、5 h 高温回火 ,回火后选定几种齿轮进行机械加工 ,内孔预留加工余量。
渗碳温度选定 930 ℃,渗碳 7h 后炉冷 ,860 ℃出炉空冷。渗层深 112 mm ,碳化物级别符合要求。此时 ,表层组织为马氏体和大量残余奥氏体。对这种组织不能直接重新加热淬火 ,否则容易恢复渗碳时所形成的较粗大的奥氏体晶粒 ,即生成二次织构。因此在淬火加热之前 ,需先进行一次高温回火 ,使马氏体和残余奥氏体分解为回火索氏体 ,降低基体中碳、铬的含量。这样重新加热淬火时 ,由于奥氏体中熔入的碳和铬等元素的含量减少 ,淬火后不仅残余奥氏体量减少 ,马氏体也较细小。但渗碳后实测齿轮硬度即达 HRC 40 ,所以渗碳后增加了一道正火工序 ,然后再进行高温回火 (650 ℃、6 h) 。

轴承热处理工艺(第十一章)

粗大碳化物与网状碳化物是在渗碳过程中检查的。渗碳时间及渗碳剂的供给量就是根据渗碳层深度与粗大碳化物（即粗大块状碳化物）的大小及分布来确定的。高温回火时要对粗大碳化物与网状碳化物进行气查。检查方法是用显微镜来检查前面所述的用来检查硬化层深度的试片。粗大碳化物（指大块状、条状碳化物）多存在于表层奥氏体晶界中，网状碳化物则是指沿奥氏体晶界析出的成网状分布的碳化物。粗大碳化物测量部位的确定必须考虑碳化物的尺寸与分布的密集程度这两个因素。 3.渗碳层组织及脱碳层深度在渗碳过程中应检查渗碳层组织及脱碳层深度，高温回火后应对脱碳层深度进行复查。渗碳出炉油冷的显微组织，最表层为马氏体、残余奥氏体、屈氏体及粗大碳化物，往里过渡是残余奥氏体，粗大碳化物逐渐减少，马氏体逐渐增加，再向中心过渡，迸而出现马氏体、索氏体以及由珠光体和铁素体构成的心部组织。在检查渗碳层组织的同时，应特别注意检查零件表面是否有脱碳现象以及检查渗层深度。应保证成品的工作表面没有脱碳层.
三、特大型渗碳轴承零件在渗碳热处理过程中质量检查 1.渗碳层深度渗碳层深度主要在渗碳过程中检查，高温回火后要进行复查。特大型轴承零件渗碳层很深（，渗碳层深度在显微镜下不易测量准确，故用硬化层深度（硬度 H RC≥60的的深度）表示。测量硬化层深度时先切取试样，然后将试样磨平，再以与零件淬火相同的温度淬火。抛光腐蚀后，试样截面由外向里呈不同颜色，最外层（过共析层）为灰色，往里（共析层）是暗黑色的，再往里（心部低碳区)）为灰白色，在暗黑色与灰白色交界处测金硬度，找出 HRC60 的区域，用带刻度的放大镜观侧 HRC60 区的中心至边沿的距离，此距离即为硬化层深度。 2.粗大碳化物与网状碳化物
当温度在 700 ℃ 以下时，工件表面吸收碳的能力弱，故渗碳剂应在仪表指示温度达到 800 ℃ 时（此时工件温度在 700 ℃ 以上）才开始供给。在工艺规定的渗碳温度渗碳 1.5~2 小时后，亦即在工件完全奥氏体化的后期，渗碳剂采用最大供给量，一昼夜后降低供给量，以后根据过程试样的检查结果再调整。在渗碳初期（第一昼夜渗碳速度较快，平均为 0.08~0.1 毫米／小时，以后逐渐减慢，全过程中平均渗速为 0.035 ~0.045 毫米／小时。在渗碳过程的末期，渗碳层达到或将要达到要求时，在适当的碳势下保温一段时间，这段时间称为渗碳的扩散期。扩散阶段的作用是：进一步使碳的浓度均匀化、使碳梯度平缓并使粗大碳化物减少。 (3)渗碳出炉为了防止渗碳层析出网状碳化物，强化心部组织，渗碳出炉采用油冷 · .特大型零件在渗碳温度下直接淬油易产生裂纹，故通常随护冷至 89 0℃ 再淬火。零件出油时温度不得低于150 ℃ 。