20CrMnTi 齿轮钢的热处理工艺
1.前言
1.120CrMnTi钢概述
20CrMnTi是低碳合金钢，该钢具有较高的机械性能，零件表面渗碳0.7-1.1mm。在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，心部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。此外，20CrMnTi 还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi 钢是比较合适的。经过910-940℃渗碳，870℃淬火，180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1100Mpa、屈服强度≥850Mpa、延伸率≥10％、断面收缩率≥45％，冲击韧性≥680，硬度为58-62HRC。
20CrMnTi合金成分表1.1
C Si Mn Cr S P Ni Cu Ti
0.17～0.230.17～0.370.80～1.10 1.00～1.30≤0.035≤0.035≤0.030≤0.0300.04～0.10
1.220CrMnTi泵体齿轮的的工艺流程：
1.320CrMnTi钢常见的热处理工艺
表1.2 20CrMnTi钢常见的热处理工艺表
热处理工
艺工艺参数硬度要
求
工艺特点
完全退火加热860~880℃，保温，炉
冷
≤
217HB
S
消除残余应力，降低硬度
正火加热920~950℃，保温，空
冷156~2
07HBS
加热温度在Ac3825℃线之上，细化晶
粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少
量铁素体组织
淬火加热860~900℃，保温，油
冷48~54
HRC
淬火温度高，淬透性中等，变形较大，
硬度不高，耐磨性差
回火加热500~650℃，保温2h，
油冷30~36
HRC
回火索氏体组织
下料锻造正火清洗淬火回火
加工渗碳
包装
清洗检验
气体渗碳 加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h 计保温时间 加热温度不超过920℃，以避免晶粒长
大
渗碳后淬火与 回火
淬火：加热820~850℃，保温后油冷 60~63HRC 心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性 回火：加热180~200℃，保温2h ，空冷 表：56~62
HRC
心：
35~40HRC
气体碳氮共渗 共渗温度840~860℃，出炉油冷 60~65HRC 心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性 回火温度160~180℃，出炉空冷 表：58~62
HRC
心：
35~40
HRC
固体渗硼 渗硼温度900℃，保温4h ，油冷(渗硼剂：85%SiC+10%B4C+5%KBF4) 。
渗层
0.115~0.139mm 1689~1789
HV0.1
表面形成高硬度的硼化物层而心部为
淬火组织
1.4 20CrMnTi 钢的相变点/℃
钢号 Ac1 Ac3 Ar1
20CrMnTi 730 820 690
1.5 热处理的总工艺曲线
热处理总工艺曲线
2. 20CrMnTi 齿轮正火处理工艺
2.1正火目的
细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+铁素体组织。并使加工硬度适中，有利于切削。
2.2正火设备
选用RX3箱式电炉参数见表2.1
表2.1
产
品名称产品型
号
额定功
率（kv）
主要参数相
数炉膛尺寸（毫
米）
外形尺寸
（毫米）
重量（千
克）
额定
电压
（V）
额定温
度（℃）
箱
式电炉RX3-30-9 30 380 950 3 950x450x350 1920x1620x
2140
2200
2.3 正火温度
20CrMnTi钢AC3约为825℃，为促使奥氏体均匀化，增大过冷奥氏体稳定性，选择的加热温度在930~950℃。
2.4 加热方法
采用到温加热的方法，是指当炉温加热到指定温度时，再将工件装进热处理炉进行加热。这样做的原因是避免金属组织的出现不需要的相转变，加热速度快，节约时间。便于小批量生产。
2.5 加热介质
加热介质为空气。
2.6 保温时间
选定的依据：加热时间可按下列公式进行计算：t=a×K×D, 式中t为加热时间（min），K为反映装炉时的修正系数，可根据表2.2取K为1.4。a为加热系数min/mm，加热系数a可根据钢种与加热介质、加热温度进行取值，参数见表2.3。D为工件的有效厚度（mm），由公式可知，工件厚度=（工件最厚处直径+工件最薄处直径）/2。
可得t=a×K×D。
2.7 冷却方式
冷却方式为出炉空冷。
2.8 冷却介质
冷却介质：空气。
2.9 最终组织
细珠光体+铁素体 晶粒度：5~6级
若正火温度过高，则会导致工件脱碳甚至开裂，降低零件硬度，使正火后的组织粗大；
若正火温度过低，则组织转变不足，不能达到正火预期目的。
表2.2 工件装炉修正系数 工件装炉方式 修正系数
1.0
1.4
1.3
1.7
表2.3 工件加热温度
钢材 空气电阻炉的a 值（min/mm ） 盐浴炉的a 值
碳钢 0.9~1.1 25~30
2.10 正火工艺曲线
正火工艺曲线图见图2.1
图2.1 正火处理工艺曲线
3.20CrMnTi齿轮的渗碳处理工艺
3.1 渗碳的目的
渗碳后进行淬火与回火，使其心部保持良好的韧性的同时，表层获得高的强度、硬度和耐磨性。
3.2 渗碳温度
进行气体渗碳，加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h计保温时间，加热温度不超过920℃，以避免晶粒粗大。
渗碳进行淬火回火处理，淬火加热820~850℃，保温后油冷，180℃低温回火。
3.3 渗碳设备
选用RQ3-60-9D型井式气体渗碳炉，参数见表3.1
表3.1 RQ3-60-9D型井式气体渗碳炉参数
产品
名称产品型号额定功
率（KV）
主要参数炉膛尺寸
（mm）外壁尺寸（mm）
重量
（Kg）额定电
压（V）
额定温
度（℃）
井式
气体
渗碳
炉
RQ3-60-9D 60 380 950 450x600?1570x2000x2240 2630
说明：炉温均匀，介质流动性好，加热速度，温度均匀，工件变形小，加热质量好，利于提高产品质量，炉膛容积有效利用率高，产量大，耗电量小，可节
省电能与筑炉材料，电极寿命长，减少停炉时间。适用于中小型工件成批生产。
3.4 加热方法
采用到温加热的方法，是指炉膛加热到指定温度时，再将工件加入热处理炉进行加热。这样可以减少加热时间，便于批量生产。
3.5 装炉方法
筐装，10/次，垂直放入渗碳炉，齿轮一个个叠放，要注意每个齿轮之间轮齿不要接触，避免轮齿渗不上碳。
3.6渗碳温度
渗碳温度在Ac3以上，考虑碳在钢中的扩散速度等因素，目前再生产上广泛采用温度为910~930℃。随着渗碳层深度的升高，碳在钢中的扩散系数呈指数上升，渗碳速度加快，蛋渗碳温度过高会使晶粒粗大，工件畸变增大，设备寿命降低等负面影响。渗层厚度为0.8~1.2mm，可以选取t=920℃。
3.7 渗碳介质
渗碳介质：煤油。
渗碳介质煤油在不同温度下的分解产物及含量见表3.2。
表3.2 煤油在不同温度下的分解产物及含量
名称温度/℃分解产物
CO2CO H2CH4CmHn O2+N2煤油950 0.4~2.2 1.2~4.6 37~46 40~56 1~2 0.4~0.8 800 0.4~1.2 12~18 19~26 38.4~47.3 20~29 0.4~7.3 介质参数见表3.3。
表 3.3
名称分子式渗碳反应式用途
煤油航空煤油、灯油主要成
分为：C9~C14和C11~C17
850℃以下分解不充分，含大量的烯烃，
容易残生碳黑和结焦，反应式：
n1(C11H24~C17H36)→n2CH4+n2[C]+nH2
强渗碳剂
3.8 保温时间
保温时间：5小时
依据：20CrMnTi钢的渗碳层深度与渗碳时间的关系表3.4、表3.5。
表3.4 煤油-甲醇滴注式通用气体渗碳工艺
渗碳过程排气升温碳势调整强渗扩散预冷渗碳0.4~0.7mm 不少于1h 自然升温20min ——1h 30min
层深度及时间0.6~0.9mm 不少于1h 自然升温20min —— 1.5h 30min
0.8~1.2mm 不少于1h 自然升温20min ——2h 30min
1.1~1.6mm 不少于1h 自然升温20min ——3h 30min
表3.5 渗碳强渗时间
渗碳深度/mm
渗碳温度/℃强渗后渗碳
层深度/mm
扩散时
间/h
扩散后的渗
层深度/mm 920±10 930±10 940±
10
0.4~0.7mm 40min 30min 20min 0.20~0.25 1 0.5~0.6 0.6~0.9mm 1.5h 1h 30min 0.35~0.40 1.5 0.7~0.8
0.8~1.2mm 2h 1.5h 1h 0.45~0.55 2 0.8~0.9
1.1~1.6mm
2.5h 2h 1.5h 0.60~0.70 3 1.2~1.3
3.9渗碳工艺
装炉后排气，滴油量35~65滴/分钟，保温时间160~180滴/分钟，渗层达到要求后降温到850±10℃预冷30分钟，为淬火做准备。
渗碳工艺曲线见图3.1。
图3.1 渗碳工艺曲线图
3.10 渗碳缓冷后的组织
组织由表面至心部依次为：珠光体+二次渗碳体→珠光体→珠光体+铁素体→心部组织。
心部表层
图3.2 20CrMnTi钢渗碳后缓冷组织
4.20CrMnTi齿轮渗碳后淬火处理工艺
4.1 淬火的目的
淬火的目的是为了使过冷奥氏体进行马氏体（或贝氏体）转变，得到马氏体（或贝氏体）组织，然后配合以不同温度的回火，以提高工件的硬度、强韧性、弹性、耐蚀性和耐磨性等，获得所需的力学性能。
4.2 淬火设备
气体渗碳后零件采用从渗碳温度随炉降温到适宜的淬火温度，经一段保温均热后直接淬火（水或油）的热处理工艺，因此淬火工艺与渗碳炉相同。
4.3 淬火温度
淬火温度：840±10℃
依据：20CrMnTi为低碳钢，加热温度t=Ac3+30~50℃。
4.4 保温时间
依据：公式t=a×K×D
t——保温时间
K——工件装炉方式修正系数，见表2.2
a——保温时间系数（一般取1.2~1.5之间值）
D——工件有效厚度
该公式是淬火加热、保温时间经验公式，当工件形状简单时，采用到温入炉加热，即公式计算出的时间为保温时间。由于工件是渗碳后直接淬火，该公式计算的保温时间依然适用。
4.5 冷却方式
淬火冷却方式为油冷。
4.6 淬火方式
单液油淬
淬火油：L-AN46全损耗系统油（40号机械淬火油）
淬入方式：垂直淬入，大的部分先淬入。淬入油后上下运动，再配合适当横向移动以提高工件的冷却速度。
4.7 淬火后的组织
渗碳淬火后齿轮由表面至心部的组织依次为：马氏体+碳化物（少量）+残余奥氏体→马氏体+残余奥氏体→马氏体→低碳马氏体（心部）。
a 节圆
b 齿顶
c 心部
图4.1 淬火后各部分的组织
4.8 淬火后的硬度
20CrMnTi轴经过渗碳处理表面W(C)>0.8%时得到高碳马氏体+碳化物+残余奥氏体，具有高的硬度，硬度高达60~66HRC，心部得到马氏体+残余奥氏体，硬度在35~45HRC，经过回火处理后可以满足零件的性能要求。
淬火工艺曲线见图4.2。
图4.2 淬火工艺曲线
5.20CrMnTi齿轮低温回火处理工艺
5.1 回火目的
低碳钢采取回火时可以使马氏体分解，析出碳化物转变成回火马氏体，淬火内应力得到部分消除，淬火时得到的微裂纹也得到大部分的愈合，因此低温回火可以在很少降低硬度的情况下使钢的韧性得到显著地提高，并提高钢的强度、耐磨性，使轴和齿轮部分得到优异的机械性能。并且可以稳定组织，使工件在适用过程中不发生组织转变，降低或消除淬火内应力，以减少工件的变形并防止开裂，从而保证工件的尺寸、形状不变。
5.2 回火设备
回火设备选用和正火处理相同的RX3箱式电炉。
5.3 回火温度
由于渗碳钢零件表面要求具有很高的硬度，耐磨性，同时要求心部具有较好的塑韧性。因此低温回火可以满足性能要求，故选择低温回火，且工件适中，温度t：150~250℃。
5.4 加热方式
用空气电阻炉采取到温加热的方式，可以减少工件加热时间，回火后硬度下降较小。即加热到200℃将工件放入电阻炉。
5.5 加热介质
加热介质：空气
5.6 保温时间
依据：工件有效厚度40mm，合金钢应按空气回火炉温表（表5.1），增加所列时间的1/3保温时间。
表5.1 空气回火炉保温时间表
有效厚度/mm ≤2020~40 40~60 60~80 80~100
保温时间/min 30~60 60~90 90~120 120~150 150~180 5.7 冷却方式
出炉空冷。
5.8 回火组织
表面：回火马氏体+碳化物+残余奥氏体；
心部：回火马氏体+残余奥氏体。
a)硬度
表面硬度58~62HRC，心部硬度30~45HRC。
b)回火工艺曲线
回火处理工艺曲线见图5.1。
图5.1 回火处理工艺曲线
6.热处理工艺的检验
6.1 实验设备的选择
1)HR-F洛氏硬度计。主要参数：实验力：1500N；压头类型：金刚石圆锥120°；
实验力保持时间6~99s，可设置；测试硬度范围20~70HRC。
2)金相显微镜
6.2 检验项目和具体操作
1)检验内容
a)外观检验：渗碳工件表面不得有氧化皮、碰伤及裂纹等缺陷。
b)渗层深度检验：渗层深度检验通常采用金相测定法对试块进行测定，如
结果出现争议需采用硬度法检验作为仲裁手段。
c)硬度检验：包括工件的表面和心部的硬度检验。
d)显微组织检验：主要有渗碳组织和心部组织的检验。渗层组织有马氏体
的粗细，碳化物的形状、大小、数量和分布，残余奥氏体的数量；心部
组织检验主要检验游离铁素体的数量、大小和分布。渗层的主要组织为
细针状马氏体、少量的残余奥氏体和数量不多、均匀分布的细小粒状碳
化物。马氏体和残余奥氏体1~5级为合格；碳化物1~6级为合格，受冲
击载荷的工件1~5级为合格。
e)畸变：按图样技术要求或工艺规定进行检验。
2)具体操作
a)硬度的检验：选取三点进行硬度测试，根据原理HB=F/S（淬火钢球），
用硬度实验测试。
b)力学性能检测：利用实验仪器进行抗拉强度和屈服强度的测试。
c)进行组织检验（GB/T 13298—91金属显微组织检验方法）
试样制备：选取试样横截面切取，横截面在砂纸上由粗至细进行打磨后
进行抛光。4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，用酒精清洗后吹干。
试样观察：在金相显微镜下进行观察试样的金相组织。
7.常见缺陷及防止办法（表7.1）
20CrMnTi钢热处理常见缺陷及防止办法参考表7.1
常见缺陷产生原因防止办法
渗碳后表面出现裂纹
表面渗层浓度高严格控制加热温度和速度，尽量均
匀加热；
渗层浓度梯度不好严格控制渗碳工艺过程；
冷却速度不合适选择合适的冷却速度；
钢材本身枝晶偏析严重检查钢材成分是否存在偏析。
心部硬度不够淬火温度不够选择合适的淬火温度
冷去速度不够正确的选择合适的冷却介质
渗层不均匀
渗碳时温度不够选择合适的加热温度和加热方法工件放置的位置错误将工件放置在炉膛中央
碳化物出现网状分布淬火温度低或保温时间不够指定正确的正火、淬火规范，使碳
化物充分溶解淬火冷却过程慢冷却操作要迅速、正确
渗层浓度过高渗碳剂选择正确，渗碳操作规范准
确
淬火后变形
淬火方式错误指定正确的淬火方式
淬火冷却速度过大选择合适的淬火介质，正确淬火操
作规范
淬火加热温度过高选择正确的淬火加热温度
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
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
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
华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多，对外业务增大，方便更好的管理铸造件产品，特制定本规定，要求各部门严格按照规定执行。 1目的： 为确保铸钢产品的热处理质量，使其达到国家标准规定的力学性能指标，以满足顾客的使用要求，特制定本热处理工艺规范。 2范围 3术语 经保温一段时间后， 经保温一段时间后， 3.3淬火：指将铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一段时间后， 快速冷却的操作工艺。 3.4回火：指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一 段时间后出炉，冷却到室温的操作工艺。 3.5调质：淬火＋回火 4 职责
4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录，并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作，负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1 错位炉底板应将其复位后再装， 5.2 对特别 淬铸件应控制入水时间，水池应有足够水量，以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素，热处理园盘记录纸可多次使用，但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格，应及时通知相关部门。
6.2技术部门负责对不合格品的处置。 7 附表 7.1碳钢及低合金钢铸件正火、退火加热温度表7.2碳钢及低合金钢铸件退火工艺 7.3铸钢件直接调质工艺 7.4铸钢件经预备热处理后的调质工艺 7.5低合金铸钢件正火、回火工艺
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。
第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ
会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。
浙江 X X 重型锻造有限公司 热处理中心 文件名称：热处理工艺规程 文件编号：HT/GC-01-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共12页受控号：生效日期：2010.9.15
热处理工艺规程 1.0热处理工艺规范 1.1退火及其目的 把钢加热到其一适当温度并保温，然后缓慢冷却的热处理方法，称为退火。根据退火的目的和工艺特点，可分为去应力退火，再结晶退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等。 退火的目的主要有以下几点： （1）降低硬度，改善切削加工性能。 （2）细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布，为最终热处理做好组织准备。 （3）消除内应力，消除由于塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力以及铸件内残留的内应力，以减小变形和防止开裂。 （4）使碳化物球状化．降低硬度。 （5）改善或消除钢在铸造、锻造和焊接过程中形成的各种组织缺陷，防止产生白点。 在大多数情况下，退火一般为预备热处理，通常安排在铸造或锻造之后．粗加工之前，目的是为了降低硬度．改善切削加工性能，细化组织，为最终热处理做组织准备。对于一些要求不很高的工件，退火也可作为最终热处理。消除内应力退火往往在铸造、焊接、压力加工或粗加工之后。 1.2均匀化退火 （1）定义： 均匀化退火也称扩散退火，是把钢加热到远高于Ac3或Acm的温度，经长时间保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。 （2）目的： 是使钢的成分均匀化，消除成分偏析。在高温下，钢中原子具有大的活动能量，有利于原子进行充分的扩散，从而消除成分偏析及组织的不均匀性。以减轻钢在热加工时产生脆裂的倾向和消除铸钢件内应力，并提高其力学性能。 （3）范围： 适用于铸钢件及具有成份偏析的锻轧件。 （4）工艺： 加热温度为Ac3+150～200℃，保温时间为10～20h ,随炉缓冷至350 ℃以下出炉。由于退火的加热温度很高，保温时间又长，很容易引起晶粒长大，需在退火后进行细化晶粒的处理，如进行压力加工使晶粒碎化，或通过完全退火、正火使晶较细化。 1.3再结晶退火 （1）目的： A、消除加工硬化，降低硬度。 B、消除冷塑性变形后的内应力。 （2）范围： 主要用于冷变形加工的工件。如工件经冷冲压或拉伸后，为降低硬度，便于继续进行冷变形加工，均需进行再结晶退火，也称工序间退火。对于某些冷变形加工零件，为消除加工硬化及内应力，再结晶退火也可作为最终热处理。 （3）工艺： 再结晶退火温度 Ac1－50～150℃。碳钢的再结晶退火温度一般为600～700℃。由于再结晶温度与钢的化学成分及冷塑性变形量有关，因此应根据具体情况确定。温度太高，晶粒会明显长大；温度过低，再结晶过程不能完全进行，晶粒大小不均匀。保温后空冷。 1.4去应力退火 （1）定义：
《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
热处理工艺规范 一、淬火、回火工艺规范 1．淬火、回火准备工作：1）检查设备，仪表是否正常；2）正确选择夹具；3）检查零件表面是否有碰伤、裂纹、锈斑等缺陷；4）确认零件要求的淬火部位硬度、变形等的技术要求，核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件相符合；5）表面不允许氧化、脱碳的零件，当在空气炉加热时，应采取防氧化脱碳剂装箱保护或采用真空炉加热；6）易开裂的部位如尖角靠边的孔，应采取预防措施，如塞石棉、耐火泥等。 2．常见材料淬火、回火工艺规范 1）加热温度 表1 常用材料的常规淬火、回火规范 注：Cr12Mo1V1 即 D2（美国）、1.2379（德国）、SLD（日立）、SKD11（日本）、K110（奥地利）； 9CrWMn 即 O1（美国）、1.2510（德国）、K460（奥地利）； 4Cr5MoSiV1 即 H13（美国）、1.2344（德国）、8407/8402（一胜百）、W302（奥地利）； 7Cr7Mo3V2Si 即 LD1；
HS-1是高级火焰淬火，多用模具钢； 除45号钢或特别说明均采用回火两次的工艺。 2）淬火保温时间t =8～10 min+kαD k——装炉系数（1～1.5）；α——保温系数（见表2）；D——零件有效厚度。 表2 淬火保温系数 3）回火保温时间 ①工件有效厚度d<=50mm，保温2小时； ②工件有效厚度d>50mm，按照保温时间t=d/25（小时）计算； ③每次回火后空冷至室温，再进行下次回火。 4）去应力（入炉时效） ①高合金钢550~650℃，热透后，保温时间>3小时； 3．淬火和回火设备 1）淬火设备——真空淬火炉、中温箱式炉、高温箱式炉。 2）回火设备——真空回火炉、中温箱式炉。 3）冷却设备——水槽、油槽、风箱。 4．操作方法 1）零件应均匀摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间适当间隙。 小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间。 2）细长零件加热要考虑装炉方法，以减少工件变形，如垂直吊挂，侧立放平支稳等。
热处理工艺的特点 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。 热处理的发展史 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。
热处理升温工艺程序 1、常温至300℃：升温情况按每15分钟升10℃，到温后 保温4小时；（注：在前200℃时，底室门打开，各区水蒸气流出口打开，升温至200℃后，需把水蒸气流出口关闭）2、300℃至600℃：升温情况按每12分钟升10℃，到温 后保温4小时； 3、600℃至工作温度：升温情况按每10分钟10℃至工作 状态； 4、温度升至850℃后，即可往炉内提供发生气；前期天然 气不供给，供入发生气后，观察保温室两个废气点火嘴及加热炉进料门燃气口点燃，关闭底室门等候稍许，使底室门点火嘴点燃，方可通入天然气，使炉内气氛还原，还原气体过程中，可持续升温，850℃直接升温至工作温度即可； 5、发生炉常温升温需用加热一档预热一小时至两小时， 在切换到二档加热，升温情况为每小时升50℃，常温升温至200℃保温一小时； 6、200℃升温至400℃保温一小时，升温情况为每小时升 50℃；400℃升温至800℃保温一小时后切换至三挡升温至加热温度，升温情况为每小时升50℃； 注：1、炉内温度高于200℃时，需保证循环风扇运转；炉温低于800℃或废气点火嘴没有点燃的状态下，不可向炉
内送入天然气；各区送入天然气后才可将碳控仪表由手动改为自动（“Man”为手动自动切换）； 2、起炉前，碳控仪差值需归零，碳势升至设定值保持1~2个小时由技术员进行定碳分析，并根据定碳结果对碳控仪显示值进行修正，碳势测定标准详见《JB/T 10312-2011 钢箔称重法》 3、连续炉各区碳势设定值如下： a、强渗一区设定值为1.08； b、强渗二区设定值为1.09； c、扩散三区设定值为0.85； d、预冷四区设定值为0.8； e、保温室设定值为0.77； 4、低温回火炉升温可在产品进满预冷炉后进行，升温前需启动风扇； 5、废气排放系统可在设备运行前启动； 6、设备正常运行前需确认各基本位置是否在规定位置上，各行程开关及限位块都在规定位置上，如不满足，需调整到指定位置上；
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。
50钢调速弹簧的 热处理工艺设计 1 热处理工艺课程设计的意义 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。 2热处理课程设计的任务 ①普通热处理工艺设计 ②特殊热处理工艺设计 ③制定热处理工艺参数 ④选择热处理设备 ⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具 ⑥分析热处理工序中材料的组织和性能 ⑦填写工艺卡片 350调速弹簧的技术要求及选材 3.1 技术要求 50钢喷油泵调速弹簧技术要求如下： 硬度：46～51 3.2 零件图 喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。
图3.1 喷油泵调速弹簧 3.3 材料的选择 3.3.1零件用途 喷油泵调速弹簧，利用弹簧的受力形变和恢复来调节气门的开合，从而调节喷油泵的喷油速度与喷油量。 3.3.2工作条件 （1）喷油泵调速弹簧工作时，要承受高应力。 （2）喷油泵调速弹簧要承受高频率往复运动。 （3）喷油泵调速弹簧要在较高的温度下工作。 3.3.3性能要求 弹簧的性能要求为如下几个方面：
力学性能：由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许有永久变形。要求弹簧材料有良好的微塑性变形能力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要高。 理化性能方面：喷油泵调速弹簧的工况很复杂，要在较高的温度下长期工作，因此要求弹簧材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。 工艺性能方面：尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成型后不经淬火、回火，只须进行低温退火。这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。 3.3.4材料选择 选用50钢热轧弹簧钢丝卷制。由于50钢中含有铬能够提高淬透性并且可降低锰引起过热的敏感性，铬熔于铁素体中使弹性极限提高。钒可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。可用作特别重要的承受高应力的各种尺寸的螺旋弹簧，也可也用作在300°C以下工作的重要弹簧，如各种阀门弹簧，喷油嘴弹簧。 3.3.550钢化学成分及合金元素作用 表3.1 50钢的化学成分[1]（3077-1990）ω C V P S 0.44～0.54 0.17～0.37 0.50～0.80 0.80～1.10 0.10～0.20 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.030 50钢的化学成分示于表3.1 化学元素作用： ① C ：保证形成碳化物所需要的碳和保证淬火马氏体能够获得的硬度 ②：提高钢的淬透性并有二次硬化作用，是刚在高温时仍具高强度和高硬度，增加钢的耐磨性，增高钢的淬火温度。 ③：能提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合机械性能，还能增高淬火温度，阻碍碳元素溶于钢中。 ④：能增加钢的强度和硬度，有脱氧及脱硫的功效（形成），防止热脆，故能改善钢的锻造性和韧性，可增进刚的硬化深度，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善机械性能。 ⑤ V：可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。
文件编号：DCH-WI-7.1-2013典型产品1Cr18Ni9Ti和022Cr19Ni10钢管 热处理工艺确认方案 一．目的 验证热处理能力及过程的可靠性是否满足标准及客户要求。 二．依据 GJB509B:2008《热处理工艺质量控制》 DCH-ZD-2010《钢管热处理技术作业指导》 GJB9001B-2009《质量管理体系要求》 GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》 H2510/H2519《不锈钢无缝钢管技术协议》 三．热处理再评价准则 1.热处理工艺再评定要求 1.1评定的提出 A.新材料投入生产时，由热处理责任工程师根据工艺路线提出评价方案； B.新工艺应用于生产时，由热处理责任工程师提出评定方案； C.以前未涉及材料首次生产时，由热处理责任工程师提出评定方案； D.产品质量理化性能出现较大波动时，由热处理工艺员提出评定方案； E.其它原因（如炉子大修后）认为应该进行热处理工艺评定时，由相关人员提出评定方案；F．客户对工艺要求进行确认或评审时，由生产部门提出要求，技术部组织进行工艺评审。 2、评定准备 A.在接到评定通知后，热处理责任工程师准备评定的具体实施，并提出具体方案交工艺负责人及技术副总会签。 B.评定方案由公司生产技术副总（总工）审批。评定的实施由热处理工序负责实施，相关单位配合。 C.在评定前，必须进行热处理过程确认，确保过程质量。 3、评定程序 A.评定应达到的要求 ⑴新材料应用，应达到相应材料标准检测项目的最低要求； ⑵新工艺应用，要达到相应工艺方案的最低要求； ⑶要达到图纸或技术规范提最低要求，产品质量出现较大波动，要达到质量稳定可靠； B.热处理工序按批准的工艺评定方案进行产品的热处理。
1、范围 本标准规定了碳钢、低合金钢焊接构件的焊后热处理工艺。 本标准适用于锅炉、压力容器的碳钢、低合金钢产品，以改善接头性能，降低焊接残余应力为主要目的而实施的焊后热处理。其他产品的焊后热处理亦可参照执行。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB9452-1988 热处理炉有效区测定方法。 3、要求 3.1 人员及职责 3.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格，取得上岗证，方可进行焊后热处理操作。 3.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。 3.1.3 热处理工应严格按焊后热处理工艺进行操作，并认真填写原始操作记录。 3.1.4 热处理责任工程师负责审查焊后热处理原始操作记录（含时间—温度自动记录曲线），核实是否符合焊后热处理工艺要求，确认后签字盖章。 3.2 设备 3.2.1 各种焊后热处理及装置应符合以下要求： a）能满足焊后热处理工艺要求； b）在焊后热处理过程中，对被加热件无有害的影响； c）能保证被加热件加热部分均匀热透； d）能够准确地测量和控制温度； e）被加热件经焊后热处理之后，其变形能满足设计及使用要求。 3.2.2 焊后热处理设备可以是以下几种之一： a）电加热炉；
b）罩式煤气炉； c）红外线高温陶瓷电加热器； d）能满足焊后热处理工艺要求的其他加热装置 3.3 焊后热处理方法 3.3.1 炉内热处理 a) 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其热处理炉应满足GB9452的有关规定。在积累了炉温与被加热件的对应关系值的情况下，炉内热处理时，一般允许利用炉温推算被加热件的温度，但对特殊或重要的焊接产品，温度测量应以安置在被加热件上的热电偶为准。 b) 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内，并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。 c) 为了防止拘束应力及变形的产生，应合理安置被加热件的支座，对大型薄壁件和结构、几何尺寸变化悬殊者应附加必要的支撑等工装以增加刚性和平衡稳定性。 3.3.2 分段热处理 焊后热处理允许在炉内分段进行。被加热件分段进行热处理时，其重复加热长度不小于1500mm。被加热件的炉外部分，应采取合适的保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。 3.3.3 整体炉外热处理 进行整体炉外热处理时，在满足3.2.1的基础上，还应注意： a）考虑气候变化，以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施； b）应采取必要的措施，保证被加热件温度的均匀稳定，避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形 3.3.4 局部热处理 B、C、D类焊接接头，球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍（δs为焊接接头处钢材厚度）；接管与壳体相焊时加热宽度不
热处理工艺课程设计任务书 学院材料科学与工程专业材料科学与工程学生姓名肖娅丹班级学号材料0901 U200910994 课程设计题目45钢传动轴零件热处理工艺 设计任务： 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合适材料、热处理方法，确定工艺参数（温度及时间等），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，制定热处理工艺卡。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。 针对所选择的材料为45钢的轴零件，先绘出零件工作图，根据材料和零件加工技术要求，确定工艺流程及热处理方法，并进行工艺参数的设定并分析各热处理工序中材料的组织、性能，选择设备并制作热处理工艺卡，最终写出设计说明书。 设计进度安排： 第一周周一~周三学习相关热处理工艺的设计方法，明确设计任务和所需要注意的事项。 周四~周六绘制45钢轴零件工作图 第二周周一~周二查阅资料确定热处理工艺流程及工艺参数的确定 周三~周四撰写设计说明书 周五答辩 指导教师（签字）： 年月日主管院长（签字）： 年月日
目录 1.热处理工艺课程设计的意义及方法 (3) 1.1热处理工艺课程设计的意义 (3) 1.2热处理工艺设计的方法 (3) 2.绪论——45钢轴类零件简介 (4) 2.1.45钢简介 (4) 2.1.1主要化学成分作用分析 (4) 2.1.2 45钢加热和冷却临界点 (5) 2.2传动轴零件加工工艺 (5) 3.加工工艺 (6) 4.热处理工艺设计的内容 (7) 4.1调质处理 (7) 4.1.1加热温度 (7) 图4-2装炉安装简图 (8) 4.1.2保温时间 (8) 4.1.3冷却方法及介质 (10) 4.1.4检验方法 (10) 4.1.5调质处理材料的组织、性能 (10) 4.2高频感应淬火 (11) 4.2.1原理 (11) 4.2.2加热温度和时间的确定 (12) 4.2.3冷却方法及介质 (12) 4.2.4组织和性能 (12) 4.2.5常见缺陷及分析 (13) 4.3低温回火 (14) 4.3.1加热温度和时间 (14) 4.3.2加热设备及方法 (14) 4.3.3回火后组织和性能 (14) 4.3.4冷却介质和方法 (15) 附录一热处理工艺卡 (17) 5.热处理工艺设计感想和体会 (18) 6.参考文献 (19)
金属材料与热处理技术课程设计 题目：T12钢热处理工艺课程设计 院（系）：冶金材料系 专业年级：材料1201 负责人：陈博 唐磊，杨亚西， 合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青 指导老师：罗珍 2013年12月
热处理工艺课程设计任务书 系部冶金材料系专业金属材料与热处理技术 学生姓名陈博，杨亚西，唐磊，谭平，多杰仁青，潘佳伟 课程设计题目T12 设计任务： 1，课程设计的目的：为了使我们更好地了解碳素工具钢的性能及其热处理工艺流程。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。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进行热处理设计的基础技能训练。 2.课程设计的任务分组（碳素工具钢T12） ①：锉刀的热处理工艺（唐磊） ②：热处理后的组织金相分析（陈博） ③：淬火（潘佳伟） ④：回火（多杰仁青） ⑤：局部淬火（谭平） ⑥：缺陷分析（杨亚西） 3.课程设计的内容： T12钢热处理工艺设计流程 4参考文献： 【1】詹艳然，吴乐尧，王仲仁．金属体积成形过程中温度场的分析．塑性工程学报，2001，8(4) 【2】叶卫平，张覃轶．热处理实用数据速查手册．机械工业出版社．2005，59---60 【3】许天己钢铁热处理实用技术．化学工业出版社2005，134"～136 设计进度安排： 第一周周一~周二钢的普通热处理工艺设计理论学习 周三~周五分组进行典型金属材料的热处理工艺设计第二周周一~周三撰写设计说明书 周四~周五答辩 指导教师（签字）： 年 月日
热处理工艺卡 热处理工艺卡材料牌 号 T12 零件重 量 锉刀400g 工艺路 线 热轧钢板冲压下料——退火——校直——铣或刨侧 面——粗磨——半精磨——剁齿——淬火加回火。 技术条件检验方法 硬度HRC60-62，HB≤207 洛氏硬度计，布氏硬度计 金相组 织 珠光体，马氏体和 渗碳体 金相观察 力学性 能 硬度：退火，≤ 207HB，压痕直径≥ 4.20mm；淬火：≥ 62HRC 布氏法，洛氏法 工 序号工序名称设备 装炉方式 及数量 加热温 度℃ 保温 时min 冷却 介 质 温 度 ℃ 冷却时间 min 1 预热加热炉- 550-65 加热 时间 的5-6 倍 - - - 2 球化退火退火炉- 760-77 0 2-4h 空 气 550 -60 4h 3 淬火保护气 氛炉- 770-78 - 水150 -20 10 4 低温回火回火炉- 160-18 0 0.75- 1h 空 气 150 60 编制人陈博编制日期2013.12.11 审核日期