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20crnimo渗碳淬火芯部硬度
20CrNiMo钢在进行渗碳淬火处理后，其芯部硬度一般在28-30HRC之间。
需要注意的是，淬火油的搅拌效果（淬火烈度值H0.5）和冷却速度等因素会对芯部硬度产生影响。
此外，根据实际应用需求，可以通过调整淬火工艺参数（如淬火温度、搅拌速度等）来优化芯部硬度的表现。
在实际操作中，为获得理想的芯部硬度，需要关注以下几个方面：
1.掌握检验标准和材料淬透性，以便根据材料淬透性计算测量点的硬度。
2.确保渗碳淬火后的轴形件在表面下5mm处的硬度符合要求。
3.注意调整工件摆放和装炉量，避免冷却不足导致心部铁素体析出。
4.根据硬度要求选择合适的淬火油和冷却方式。
综上所述，20CrNiMo钢渗碳淬火后芯部硬度一般在28-30HRC之间，但具体硬度表现受多种因素影响，需要根据实际需求调整淬火工艺参数。
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。
淬火工艺参数对机械制件硬度影响的研究淬火工艺是一种重要的热处理工艺，通过以高温加热快速冷却的方式改善材料的力学性能，提高机械制件的硬度、均匀性和寿命。
然而，淬火过程中的多种参数对机械制件的硬度具有显著影响，因此淬火工艺参数的优化和控制是保证机械制件质量的重要手段。
本文将从淬火工艺的基本原理出发，探讨淬火工艺参数对机械制件硬度的影响及其研究方法。
一、淬火工艺的基本原理淬火是一种通过快速冷却加热材料来改变其力学性能的热处理工艺。
淬火的基本原理是在高温状态下将金属材料的结构变得更加均匀，促进材料中的碳原子在晶体结构中扩散，并在冷却时快速固化，形成均匀的亚结构和微观组织，从而实现材料的强化效果。
这种强化作用主要是由于淬火过程中晶体结构的断裂和变形引起的，从而使晶体位错密度增加、晶体界面面积增大、晶界与非晶区域的相互作用增强等因素共同作用，使淬火后的材料晶粒尺寸更细，形状更规则，分布更均匀，达到改善材料的强度、硬度、韧度和抗疲劳性能的目的。
二、淬火工艺参数对机械制件硬度的影响淬火工艺参数是指淬火过程中温度、时间、淬火介质和淬火速率等多个参数，而这些参数直接影响淬火工艺实现的效果和机械制件的硬度。
下面将分别介绍这些参数对机械制件硬度产生的影响。
1. 淬火温度淬火温度是指材料加热至的温度，通常以A3点温度为基准。
在淬火温度较低的情况下，材料会出现显著的弹塑性变形，从而使材料中的位错密度增加，硬度升高。
但当温度过低时，晶粒尺寸变大、位错运动受阻，硬度的增长效果会减弱。
另一方面，当温度过高时，温度梯度变小，淬火效果变差。
因此，合适的淬火温度范围对于保证机械制件硬度具有关键的作用。
2. 淬火时间淬火时间是指材料在淬火介质中的停留时间，一般而言，淬火时间越长，机械制件的硬度应该越高，因为淬火时间长，则晶粒更细，而且亚结构更均匀。
但当淬火时间过长时，晶粒尺寸可能超过一定的临界值，甚至会出现明显的晶粒长大和晶界粗化现象，因此，淬火时间需要在适当范围内进行控制。
20CrNiMo淬火组织与芯部组织分析一、20CrNiMo钢材料简介20CrNiMo是一种低合金结构钢，具有良好的机械性能和热处理性能，适用于制造高负荷、高速和中等尺寸的零件，例如齿轮、轴承和传动轴等。
在工程实践中，对20CrNiMo钢材料的淬火组织与芯部组织进行分析，可以帮助工程师和研究人员更好地理解和利用该材料。
二、淬火组织分析正火可以在不改变钢的化学成分下改善其力学性能，提高其硬度和强度。
20CrNiMo钢的淬火组织是其中一个重要的性能指标。
淬火组织的好坏直接影响到20CrNiMo钢的使用寿命和使用效果。
1. 淬火温度20CrNiMo钢的淬火温度通常在850-880摄氏度范围内，选择合适的淬火温度可以获得均匀的淬火组织，提高钢的硬度和强度。
2. 淬火速度20CrNiMo钢的淬火速度应选择适当，一般较快的淬火速度可以获得细小的马氏体组织，提高钢材的硬度。
3. 淬火介质常用的淬火介质有水、油和气体等，选择合适的淬火介质可以控制20CrNiMo钢的冷却速度，从而获得理想的淬火组织。
4. 淬火工艺20CrNiMo钢的淬火工艺包括双段淬火、多段淬火等，不同的淬火工艺会对淬火组织产生影响，需要结合具体情况选择合适的淬火工艺。
三、芯部组织分析20CrNiMo钢的芯部组织是20CrNiMo钢材料中非常重要的组织之一。
在分析20CrNiMo钢的芯部组织时，需要注意以下几个方面：1. 硬度20CrNiMo钢的芯部硬度是一个重要的指标，直接影响到其使用寿命和使用性能。
2. 晶粒度20CrNiMo钢的晶粒度对其综合机械性能有很大的影响，较细的晶粒可以提高钢的塑性和抗断裂性。
3. 相组织20CrNiMo钢的相组织主要包括奥氏体、珠光体、铁素体等，不同的相组织会对钢的性能产生影响，需要合理控制相组织的比例和分布。
四、总结要指标，在工程实践中对其进行分析可以帮助工程师和研究人员更好地理解和利用该材料。
合理选择淬火工艺和控制芯部组织可以提高20CrNiMo钢的力学性能和使用寿命，有利于相关领域的应用和推广。
金相图谱图册内容汽车渗碳齿轮金相检验图片JB1675-75汽车渗碳齿轮金相检验（JB1673-75）本标准适用于15Cr、20Cr、40CrMo、18CrMnTi、20CrMnTi、12Cr2Ni4A和20Cr2Ni1A等钢制造的汽车渗碳齿轮的金相组织和渗碳层深度的检验。
一、技术要求1.渗碳层深度：按产品图样规定。
渗碳层深度包括过共析层，共析层及过渡区域，即由表面起到心部组织为渗碳层深度包括过共析层及共析层的深度系指由表面起到出现显著铁素体处为止。
面层含碳量应大于0.8%。
渗碳层中过共析层和共析层深度应为渗碳层总深度的50~75%。
2.渗碳层的金相组织应为马氏体，残余奥氏体及碳化物。
（1）碳化物：按本标准碳化物级别图评定。
常啮合齿轮1~6级合格；换档齿轮1~5级合格。
（2）马氏体及残余奥氏体：按本标准马氏体及残余奥氏体级别图评定。
对马氏体针状大小、残余奥氏体的多少，应分级进行平定，1~5级合格。
3.心部组织应为低碳马氏体，允许有托氏体、铁素体、铁素体含量按本标准铁素体级别图进行评定，模数小于或等于5的1~4级合格；模数大于5的1~5级合格。
4.表面及心部硬度：齿的表面硬度为HRC58~64，心部硬度为HRC33~48。
二、检验方法5.取样部位及检验方法：（1）取样部位：试样应在齿的横断面切取（垂直于齿的工作面），包括有齿顶到齿根的整个部位。
（2）渗碳层深度的测量方法：渗碳层深度在放大100倍下测量，测量部位应包括齿顶、齿根及节圆附近三处。
齿顶部的渗碳层深度允许超过图样规定的上限。
（3）马氏体及残余奥氏体在放大400倍下检查。
检查部位在齿面的节圆附近为准。
（4）碳化物检查部位：以齿顶角及工作面为准。
（5）心部硬度及心部组织检查部位：在距齿顶三分之二的齿全高处，如图1：（6）表面硬度：以齿顶或齿端面为准。
6.渗碳层深度的测量方法：从试样表面测至心部组织处。
见图2渗碳层测量图。
渗碳层的测量应在平衡组织状态下进行。
540试验研究Vol.70 No.5 2021 20Cr2Ni4A齿轮钢天然气渗碳工艺研究刘国强1’2,王小海1’2,张鹏1’2,李军1’2,王卓1’2,班永华1’2,蔡红1,于庆峰1(1.内蒙古第一机械集团股份有限公司，内蒙古包头014030; 2.特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室，内蒙古包头014030)摘要：为了解决常规渗碳过程中存在效率低、污染重、成本高的问题，采用净化后天然气作为富化介质对20C r2N i4A齿轮钢进行渗碳处理。
通过扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度仪、碳硫分析仪、残余应力检测仪等手段对常规渗碳与天然气渗碳后的显微组织、渗层成分、硬度梯度、碳浓度梯度、残余应力分布梯度进行检测，并对两种渗碳工艺的生产效率进行对比，同时也对天然气渗碳后的常、低温冲击断口形貌进行了分析。
结果表明：与常规渗碳相比，当渗碳层深为（丨.6±0.2)mm时，天然气渗碳可提升效率15%以上；可获得较为平缓的硬度梯度、碳浓度梯度分布和较高的渗层残余压应力。
低温冲击断口形貌具有韧窝少而浅、准解理形貌和二次裂纹多等特征，同时局部区域出现沿晶断裂。
天然气渗碳工艺可应用于高承载、长寿命重载齿轮的表面强化。
关键词：20C r2N i4A齿轮钢；天然气渗碳；显微组织；硬度梯度；残余应力梯度；冲击断口作者简介：刘国强（1980-),男，局级工程师，硕士，主要 从事金属材料表面强化与传动结构件抗疲劳制造研究工作。
电话：************,E-mail：nmyjlgql101@中图分类号：TGI56.8文献标识码：A文章编号：1001*4977(2021) 05-0540-07基金项目：包头市青年创新人才项目 (ZZ2019JT024 )；内蒙古 自治区科技重大专项。
收稿日期：2021-02-0丨收到初稿，2021-02-21收到修订稿。
重载齿轮是大功率传动系统核心零部件，服役过程中有传递功率大、承载能力 高、耐冲击性能好等特点，被广泛应用于矿山、冶金、远洋运输、航空航天、重载 车辆等领域[W1。
20Cr2Ni4材料齿轮轴热处理工艺探讨徐燊;杨扬【摘要】针对20Cr2Ni4材料的齿轮轴，为有效控制渗碳淬火零件的碳化物和残留奥氏体等级，常规渗碳淬火工艺为带高温回火的一次渗碳淬火工艺，或渗碳淬火后进行深冷处理。
由于受设备条件限制，笔者试验采用不带高温回火的一次淬火渗碳淬火工艺来生产20Cr2Ni4材料零件，结果验证此工艺生产的零件满足技术要求。
【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】2页(P41-42)【关键词】齿轮轴;渗碳;高温回火【作者】徐燊;杨扬【作者单位】西安法士特汽车传动有限公司;西安法士特汽车传动有限公司【正文语种】中文20Cr2Ni4材料中Cr、Ni含量高，淬透性好，具有良好的综合力学性能，一般用于制造重要零件如重载、大模数齿轮。
为了有效地控制20Cr2Ni4材料零件碳化物和残留奥氏体等级，渗碳淬火工艺多采用一次淬火法，即齿轮渗碳后进行高温回火再加热到淬火温度进行淬火，或额外进行深冷处理。
受设备条件限制，由于公司没有高温回火炉及深冷设备，笔者结合车间现有箱式多用炉生产线（箱式多用炉，清洗机和低温回火炉）尝试用正火处理代替高温回火的一次淬火工艺来生产20Cr2Ni4材料零件。
齿轮轴结构如图1所示，零件的工艺路线：锻造→等温正火→粗车→半精加工→渗碳淬火加低温回火→精加工→成品。
零件热处理技术要求：渗碳硬化层深0.90～1.40mm（HV513），表面硬度58～63HRC，心部硬度35～42HRC，金相组织符合伊顿标准TES-003《Metallurgical Requirements for Heat Treated Components》要求，不允许有网状或半网状碳化物，残留奥氏体等级不超过5级。
（1）试验材料及设备试验材料为20Cr2Ni4合金钢，化学成分见表1，检测设备为直读光谱仪，材料末端淬透性见表2。
热处理设备是AICHELIN公司5/3型箱式多用炉，渗碳过程工艺气氛为氮气和甲醇，富化气是丙酮。
