渗碳层有效层标准修订事项说明2021.3.23
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钢的渗碳硬化层有效深度的测量和检验
丁镇
【期刊名称】《内燃机配件》
【年(卷),期】1989(000)004
【摘要】1 应用范围本标准规定了钢的有效层深度的定义和这一深度的测量方法。
适用于 1)渗层深度大于0.3mm的渗碳层和碳氮共渗层; 2)零件经热处理达到最终硬度时,距零件表面3倍有效层深度处的硬度小于HV450。
如果不能满足上述
条件,有效层深度应由专门的协议加以规定。
如果距钢零件表面3倍有效层深处的硬度大于HV450,本标准仍可适用,可以规定一个大于HV550的界限硬度值-以25
单位的级数增加-为有效层深度的判据。
2 定义有效层深度(渗碳硬化层):表面
至具有维氏硬度HV550这一层之间的距离。
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【总页数】3页(P72-74)
【作者】丁镇
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG161.81
【相关文献】
1.渗碳淬火齿轮有效硬化层深度的理论计算 [J], 段民
2.20CrMnTi钢渗碳淬火硬化层深度的磁矫顽力检测 [J], 罗新;吴伟;李大鹏;王婵;
王国成;邬冠华
3.金相法测量渗碳(碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度 [J], 陈秋明;张永年
4.渗碳齿轮有效硬化层深度的确定和齿轮疲劳强度试验方法 [J], 李光瑾;叶俭;祝兵寿;陈德华;哈胜男;祖庆川;王伟;薛耀先
5.渗碳层深度和有效硬化层深度的控制 [J], 赵振东
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热处理知识问答一、热处理知识问题:1、什么是晶体?什么是非晶体?2、什么是晶格?3、常见金属的晶体结构有哪三种?4、具有体心晶格的常见金属有哪些?5、具有面心立方晶格的常见金属有哪些?6、具有密排六方晶格的常见金属有哪些?7、什么是单晶体?什么是多晶体?8、什么是晶体缺陷?9、晶体缺陷有哪几种?10、什么是过冷度?11、纯金属的实际结晶有哪两个特点?12、什么是铁的同素异构现象?13、铁碳合金的基本组织有哪几种?14、碳钢的共析转变温度是多少?15、铁碳合金分几类?16、碳钢分几类?17、工业纯铁碳含量是范围?18、钢碳含量的范围?19、热处理是由哪三个基本环节组成的?20、钢的加热的主要目的是什么?21、奥氏体的形成过成有哪四个阶段?22、奥氏体晶粒度8级的细还是3级的细?23、奥氏体晶粒长大影响因素有哪些?24、控制奥氏体长大的措施有哪些?25、钢在冷却时主要的冷却方式有哪两种?26、影响C曲线形状主要有哪几个方面?27、珠光体型转变有哪些特点?28、贝氏体型转变有哪些特点?29、马氏体型转变有哪些特点?30、共析钢在不同冷却速度下的产物?31、什么是退火?32、退火的目的?33、什么是正火?34、正火的目的?35、正火与退火有哪些区别?36、什么是淬火?37、淬火的目的?38、淬火温度的确定?39、淬火保温时间的确定原则?40、淬火介质有哪三类?41、水剂淬火介质有哪些?42、油剂淬火介质有哪些:43、淬火冷却过程是三个阶段是什么?44、淬火冷却方法有哪些?45、什么是钢的淬硬性和淬透性?46、什么是回火?47、回火的目的是什么?48、回火的种类有哪几种?49、淬火钢回火时的组织转变大致包括几个过程?50、低温回火的使用温度、得到的组织及目的?51、中温回火的使用温度、得到的组织及目的?52、高温回火的使用温度、得到的组织及目的?53、回火后的力学性能是如何变化的?54、感应加热表面淬火的特点?55、高频感应加热的常用频率及使用范围?56、中频感应加热的常用频率及使用范围?57、感应加热方式有哪两种?58、感应加热表面淬火的冷却方式主要有哪两种?59、感应加热表面淬火后的回火有哪两种?60、什么是渗碳?61、渗碳的基本过程有哪些?62、渗碳温度一般为多少?63、为什么要在奥氏体区渗碳?64、渗碳时间是根据哪些因素确定的?65、渗碳淬火设备有哪几种及适用范围?66、马氏体粗大的原因及措施?67、残余奥氏体高产生的原因及措施?68、心部硬度低产生的原因及措施?69、表面硬度低产生的原因及措施?70、马氏体粗大的原因及措施?71、什么是有效硬化层深度?72、有效硬化层深度过深的原因及措施?73、有效硬化层深度过浅的原因及措施?74、心部硬度高产生的原因及措施?75、表面硬度高产生的原因及措施?二、热处理知识问题答案1、什么是晶体?什么是非晶体?答:晶体是内部原子呈规律性排列的物质,如固态金属。
齿轮轴渗碳热处理工艺研究电圆锯主要用于切割钢件,渗碳齿形轴是电圆锯中的重要零件。
由于渗碳齿轮轴在工作中需承受转矩、冲击及磨损,因此要求具有较高的硬度、耐磨性和疲劳强度极限,一般采用低碳合金钢制造。
经实际验证,20CrMnTi材料热处理性能优于20CrMo,但存在着变形现象,为此进行分析变形产生的根本原因,并采取控制措施,为解决其它渗碳淬火零件的变形提供参考。
1 材料选用电圆锯齿轮轴最初选用20CrMo材料,技术要求为表面硬度HV(10)680~820,有效硬化层深0.2~0.5。
实际经热处理加工后表层至芯部过渡区及芯部硬度偏低,检测芯部硬度为296HV(1),低于JB/T7516—1994标准规定的心部硬度值为30—45HRC要求。
用户经耐久试验测试,轮齿有早期磨损现象,齿面呈剥落状裂纹。
分析认为心部硬度低是由于心部未淬透,心部组织中铁素体量太多,使得表面渗碳硬化层与心部的过渡区太陡。
在高的交变应力作用下,表面与心部交界处产生裂纹,逐渐扩展,容易产生深层剥落现象。
因此20CrMo材料渗碳淬火处理无法满足性能要求。
为改进淬透性,材料变更为20CrMnTi,热处理工艺采用原20CrMo材料使用的工艺。
经实际热处理加工后验证各项指标均符合要求。
总体反映20CrMnTi 材料热处理性能优于20CrMo。
2 变形形式及原因2.1 变形形式渗碳齿轮轴的热处理指标均合格,但在啮合检测时径向综合总偏差Fi″严重超差,结合齿圈径向跳动Fr检测得出:热处理过程存在严重变形,通过100件试验件热处理前后数据收集的状态分析,其变化趋势无规律可循。
2.2 原因分析渗碳齿轮轴经渗碳淬火后的变形是齿轮在热处理过程中产生的,但变形产生的根本原因,主要取决于材料、形状及整个工艺过程的质量。
因此要控制好热处理变形,不仅要在热处理时控制,而且要在齿轮的结构设计、材料的选用以及热前热后的制造过程都需要采取有效措施才能较理想的控制齿轮轴变形。
高级物理金相实验工职业技能考核试题一、填空题1、供理化检测的试样应具有代表性、稳定性和可溯源性。
2、固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两大类。
3、铁—碳合金双重相图是指Fe一Fe3C 相图和Fe—石墨相图。
4、显微镜的放大倍数是指物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。
5、纤维状断口属于塑性断口,结晶状断口属于脆性断口。
6、相是合金中具有同一化学成分,同一结构和原子聚集状态,以及同一性能的均匀组成部分。
7、从相变过程的机理来看,贝氏体转变包括__铁素体__成长和__碳化物___析出两种过程。
8、C r12MoV是冷作模具钢,3Cr2W8V是热作模具钢。
9、高速钢退火态的显微组织为索氏体和碳化物。
10、显微镜照明系统中的两个光阑分别称为孔径光阑和视场光阑。
11、铸锭三晶区是指外层细晶粒区、柱状晶区和中心等轴晶区。
12、纯铝可分为工业纯铝和高纯度铝两大类。
13、金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
14、现阶段国内外通用的金相试样抛光材料是人造金刚石研磨膏,其粒度宜用 3.5u m。
15、单向黄铜的显微组织为α一Cu;双向黄铜为α+β。
16、面心立方和密排六方晶粒结构的致密度为0.74,体心立方为0.68。
17、现阶段国家要求企业采用国际标准,自愿采用推荐标准。
18、供货状态高速钢的金相检验项目为碳化物均匀度和脱碳层。
19、在铝合金的金相检检验中,我们常以出现复熔球、三角晶界和晶界熔化来判断工件过热或过烧。
20合金钢产生第二类回火脆性的主要原因是由于钢中的微量Sb、Sn、P等元素向晶界迁移及偏聚的结果。
21、从金相特征来看,大致可将贝氏体分为羽毛状针状和粒状三大类。
22、钢材中的斑点状偏折缺陷的评定原则:以斑点的数量、大、小和分布状况而定。
23、纤维状断口从断口的力学性能特征上又可称为韧性断口,而结晶状断口则属于脆性断口。
24、高速钢工件多次重复淬火、其间未经退火时易产生荼状断口;而在结构钢中这种断口则是过烧的结果。
表1:有效硬化层深度,节圆和齿根圆角-公制
表2:有效硬化层深度,节圆和齿根圆角-英制
4.52表面硬度
按照ASTM E 18,表面硬度应满足表3要求:
4.5.3心部硬度
按照ASTM E 18,心部硬度应为25~45HRC。
心部硬度应在齿面宽度的中部截面上的根圆与齿的中心线交叉部位测定。
(见图A2)4.6.微观组织
461.渗碳层应由具有少量均匀分布的碳化物的回火马氏体组成,不允许有网状碳化物,允许有少量均匀分布的球粒状碳化物。
462放大500倍观察,残余奥氏体含量应不超过15%。
4.6.3.表面晶界氧化层深应小于0.001英寸(0.025mm)。
附录A :图
图1:有效硬化层深度
图2:心部硬度。
1.何谓钢的球化退火,其目的是什么? 主要适用于哪些钢材?是使钢中碳化物球状化而进行的退火目的:降低硬度、改善切削加工性,为以后淬火做准备,减小工件淬火畸变和开裂;主要用于共析钢、过共析钢的锻轧件及结构钢的冷挤压件等。
2.简述淬火冷却方法(至少说出五种)。
1)水冷:用于形状简单的碳钢工件,主要是调质件;2)油冷:合金钢、合金工具钢工件。
3)延时淬火:工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力;4)双介质淬火:工件一般先浸入水中冷却,待冷到马氏体开始转变点附近,然后立即转入油中缓冷;5)马氏体分级淬火:钢材或工件加热奥氏体化,随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺。
用于合金工具钢及小截面碳素工具钢,可减少变形与开裂;6)热浴淬火:工件只浸入150-180℃的硝烟或碱浴中冷却,停留时间等于总加热时间的1/3-1/2,最后取出在空气中冷却;7)贝氏体等温淬火:钢材或工件加热奥氏体化,随之快冷到贝氏体转变温度区域(260-400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。
用于要求变形小、韧性高的合金钢工件3.简述淬透性概念及其影响因素。
钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。
其影响因素有:1.亚共析钢含碳量↑,C曲线右移,过共析钢含碳量↑,C曲线左移;2.合金元素(除Co外)使C曲线右移;3.奥氏体化温度越高、保温时间越长,碳化物溶解越完全,奥氏体晶粒越粗大,使C曲线右移;4.原始组织越细,使C曲线右移,Ms点下降;5.拉应力加速奥氏体的转变,塑性变形也加速奥氏体的转变。
4.钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性(目的)。
(1)低温:150-250℃,用于工模具、轴承、齿轮等。
(2)中温:250-500℃,用于中等硬度的零件、弹簧等。
(3)高温:500-700℃,用于各种轴累、连杆、螺栓等。
渗碳轴承钢零件热处理技术要求1范围本文件规定了符合GB/T3203-2016和GB/T33161-2016规定的G15CrMo、G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo、G23Cr2Ni2Si1Mo等渗碳轴承钢制滚动轴承零件渗碳前预备热处理、渗碳一次淬回火和高温回火、二次淬回火、贝氏体等温淬火后的技术要求和检验方法。
本文件准适用于上述渗碳轴承钢制滚动轴承零件的渗碳热处理质量检验,也适用于低碳合金钢制滚动轴承零件的渗碳热处理质量检验。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T230.1-2018金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T231.1-2018金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T4340.1-2009金属材料维氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T6394-2017金属平均晶粒度测定方法GB/T9450-2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核GB/T24606-2009滚动轴承无损检测磁粉检测JB/T7361-2007滚动轴承零件硬度试验方法3术语和定义3.1(渗碳淬火硬化层)淬硬层深度case-hardened depth(of a carburized and hardened case)从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离。
[GB/T9450-2005,定义第3章]4技术要求4.1渗碳前预备热处理技术要求4.1.1轴承零件渗碳前应预备热处理,经预备热处理后的硬度不应大于229HBW(压痕直径不应小于4mm);G20Cr2Ni4制零件预备热处理后硬度不应大于241HBW(压痕直径不应小于3.9mm)。
4.1.2渗碳前轴承零件的平均晶粒度应符合GB/T6394-2017规定的5级或更细的晶粒度级别。
我公司齿轮气体渗碳热处理工艺及其质量控制主要内容与使用范围本标准结合中国齿轮标准化技术委员会、机械工业部郑州机械研究所起草的《齿轮气体渗碳热处理工艺及其质量控制》,根据我公司齿轮材料及性能所编写的基本符合产品要求的一般规定。
本标准适用于钢制齿轮的气体渗碳、淬火和回火处理。
一、标准篇1、GB1818金属表面洛氏硬度试验方法2、GB1979结构钢低倍组织缺陷评级图3、GB3077合金结构钢技术条件4、GB5216保证淬透性结构钢技术条件5、GB6394金属平均晶粒度测定方法6、GB8539齿轮材料及热处理质量检验的一般规定7、GB9450钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核8、GB9452热处理炉有效加热区测定方法9、GB10561钢中非金属夹杂物显微组织评定法10、GB/T230金属洛氏硬度试验方法11、GB/T13299钢的显微组织评定法12、GB/T225-88钢的末端淬透性试验方法13、ZB G51 108钢件在吸热式气氛中的热处理14、ZB J36 012 钢件在吸热式气氛中的热处理15、ZB T04 001汽车渗碳齿轮金相检验二、材料篇1、适合我公司齿轮产品的材料(见表一)(遵循我国齿轮行业车辆齿轮钢采购标准CGMA001-2004钢号淬透能力)表一2、齿轮材料的冶金质量1)化学成分合金结构钢化学成分应符合GB/T3077-88《合金结构钢技术条件》中的有关规定,保证淬透性结构钢化学成分应符合GB/5216-85《保证淬透性结构钢条件》中的有关规定。
检验标准执行GB223。
2)纯净度钢材氧含量≤20.0×10-6,含氢量为≤5.0×10-6 ,含硫量<0.015%,当有特殊要求时,按双方协议规定。
3)低倍组织一般疏松≤2级,中心疏松≤2级,偏析≤2.5级。
检验标准执行GBl979-80《结构钢低倍组织缺陷评级图》。
4)非金属夹杂物非金属夹杂物按GB/T10561-89中Ⅸ级标准检验,A≤2,B≤2,C≤1,D≤1。
金属学与热处理课后习题答案(崔忠圻版)第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火?退火种类及用途如何?答:钢的退火:退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度,保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类:根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火,前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火,后者包括再结晶退火、去应力退火,根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途:1、完全退火:完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃,保温足够长时间,使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢,其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能,消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火:不完全退火是将钢加热至AC1- AC3(亚共析钢)或AC1-ACcm(过共析钢)之间,保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢,如果钢的原始组织分布合适,则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢,不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织,以消除内应力、降低硬度,改善切削加工性能。
3、球化退火:球化退火是使钢中碳化物球化,获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能,均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火:又称扩散退火,它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温,然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析,使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火:将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间,然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒,同时消除加工硬化和残留内应力,使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
第七章7-1 定位、夹紧的定义是什么?定位与夹紧有何区别?答:定位是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。
而夹紧是对工件施加一定的外力,使工件在加工过程中保持定位后的正确位置且不发生变动的过程。
定位是确保工件的加工的正确位置,保证工件有好的定位方案和定位精度,定位后不能直接加工。
而夹紧是保证工件的定位位置不变,定位在前,夹紧在后。
保证加工精度和安全生产。
7-2 机床夹具由哪几个部分组成?各部分的作用是什么?解:机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导向装置、夹具体和其他装置或元件。
作用:(1) 定位元件定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。
(2)夹紧装置夹紧装置的作用是将工件夹紧夹牢,保证工件在加工过程中位置不变。
(3)对刀及导向装置对刀及导向装置的作用是迅速确定刀具与工件间的相对位置,防止加工过程中刀具的偏斜。
(4)夹具体夹具体是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。
(5)其他装置或元件按照工序的加工要求,有些夹具上还设置有如用作分度的分度元件、动力装置的操纵系统、自动上下料装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。
7-3 什么叫六点定位原理?什么叫完全定位?答:在机械加工中,用六个适当分布的定位支承点来分别限制工件的六个自由度,从而使工件在夹具中有唯一确定的正确位置,称为“六点定位原理”。
在工件实际装夹中,六个自由度被六个支承点完全限制的定位方式即为完全定位。
7-4 什么叫欠定位?为什么不能采用欠定位?试举例说明。
答:欠定位是由于工艺设计或者夹具设计上的疏忽,以至造成对必须加以限制的自由度而没有得到限制的不良结果,欠定位不能保证工件的加工精度,所以,欠定位是在任何情况下都不被允许的。
例如,书上P195的图7-13中,若去除挡销,则工件绕着Z轴转动的自由度没有被限制,就无法满足加工要求。
7-5 辅助支承的作用是什么?辅助支承统与可调支承在功能和结构上的区别是什么?(课件有详细说明)解:辅助支承在夹具中仅起支承作用,用于增加工件的支承刚性和稳定性,以防止在切削时因切削力的作用而使工件发生变形,影响加工精度。
第五章 碳素钢与钢的热处理 习题解答 5-1 在平衡条件下,45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度、塑性、韧性哪个大、哪个小? 变化规律是什么? 原因何在? 答:平衡条件下,硬度大小为:45钢为:45钢T8钢>T12钢。 变化规律为:随着碳含量的增加钢的硬度提高,塑性和韧性则下降,因为随着含量的增加组织中硬而脆的渗碳体的量也在增加;随碳含量增加,强度也会增加,但当碳含量到了0.9%后,强度则会随碳含量的增加而下降,因为碳含量超过0.9%后,钢的平衡组织中出现了脆而硬的网状二次渗碳体,导致了强度的下降。 5-2 为什么说碳钢中的锰和硅是有益元素 ? 硫和磷是有害元素 ? 答:锰的脱氧能力较好,能清除钢中的FeO,降低钢的脆性;锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用。硅的脱氧能力比锰强,在室温下硅能溶人铁素体,提高钢的强度和硬度。 硫在钢中与铁形成化合物FeS,FeS与铁则形成低熔点(985℃) 的共晶体分布在奥氏体晶界上。当钢材加热到1100~1200℃进行锻压加工时,晶界上的共晶体己熔化,造成钢材在锻压加工过程中开裂,这种现象称为“热脆”。磷可全部溶于铁素体,产生强烈的固溶强化,使钢的强度、硬度增加,但塑性、韧性显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重,故称为“冷脆”。磷在结晶时还容易偏析,从而在局 部发生冷脆。 5-3 说明Q235A、10、45、65Mn、T8、T12A各属什么钢 ? 分析其碳含量及性能特点,并分别举一个应用实例。 答:Q235A属于碳素结构钢中的低碳钢;10钢属于优质碳素结构钢中的低碳钢;45钢属于优质碳素结构钢中的中碳钢;65Mn属于优质碳素结构钢中的高碳钢且含锰量较高;T8属于优质碳素工具钢;T12A属于高级优质碳素工具钢。 Q235A的wC =0.14% ~ 0.22%,其强度、塑性等性能在碳素结构钢中居中,工艺性能良好,故应用较为广泛,如用于制造机器中受力不大的螺栓。 10钢的wC =0.07% ~ 0.14%,其强度、硬度较低,塑性、韧性良好,用作焊接件、冲压件和锻件时的工艺性能良好,可用于制造机器中的垫圈、销钉等零件。 45钢的wC =0.42% ~ 0.50%,其力学性能在优质碳素结构钢中居中,具有良好的综合力学性能,应用广泛,如可用于制造内燃机的曲轴等零件。 T8钢的wC =0.75% ~ 0.84%,其强度、硬度和耐磨性较高,塑性、韧性较低,可用于制造承受冲击的冲头等零件。 T12A钢的wC =1.15% ~ 1.24%,其强度、硬度和耐磨性较高,塑性、韧性比T8钢低,可用于制造不受冲击的铰刀或丝锥等工具。 5-4 什么是热处理 ? 它由哪几个阶段组成 ? 热处理的目的是什么? 答:1、钢的热处理是通过加热、保温和冷却来改变钢的内部组织或表面组织,从而获得所需性能的工艺方法。 2、热处理由加热、保温和冷却组成。 3、热处理可以充分发挥钢材的潜力,显著提高钢的力学性能,延长零件的使用寿命;还可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷,为后续工序作好组织准备。 5-5 钢热处理加热后保温的目的是什么? 答:热处理加热后保温的目的,一是为了使工件热透,组织转变完全;二是为了获得成分均匀的奥氏体,以便冷却后得到良好的组织与性能。 5-6 解释下列名词: 过冷奥氏体、残余奥氏体、马氏体、下贝氏体、托氏体;淬透性、淬硬性、临界冷却速度、调质处理;实际晶粒度、本质晶粒度。 过冷奥氏体——在A1温度以下暂时存在的、处于不稳定状态的奥氏体称为过冷奥氏体。 残余奥氏体——过冷奥氏体在连续冷却转变为马氏体的过程中,由于奥氏体的碳含量过高使转变不能进行到底,即使过冷到Mf以下温度,仍有一定量的奥氏体存在,这部分奥氏体称为残余奥氏体。 马氏体——过冷奥氏体在Ms至Mf之间的转变产物为马氏体。马氏体实质上是碳在α-Fe中过饱和固溶体。 下贝氏体——过冷奥氏体在350℃~Ms点温度范围内等温转变形成的贝氏体称为下贝氏体(下贝氏体呈黑色针片状形态,其中含过 饱和碳的铁素体呈针片状,微细的ε碳化物(Fe2、4 C)均匀而有方向地分布在针片状铁素体的内部)。 托氏体——过冷奥氏体在600℃~ 550℃等温转变时分解为铁素体与渗碳体的片层状混合物(一种珠光体组织)。 淬透性——淬透性是指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。 淬硬性——淬硬性是指钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。 临界冷却速度——只发生马氏体转变的最小冷却速度,称为临界冷却速度。 调质处理——淬火与高温回火相结合的热处理工艺,称为“调质”。 实际晶粒度——在某一具体热处理或热加工条件下,实际获得的奥氏体晶粒度。 本质晶粒度——将钢加热到930±10℃,保温8h冷却后测得的晶粒度。 5-7 画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为了获得以下组织,应采用什么冷却方法 ? 并在等温转变曲线上画出冷却曲线示意图。 (1) 索氏体+珠光体 (2) 全部下贝氏体 (3) 托氏体+马氏体+残余奥氏体 (4) 托氏体+下贝氏体+马氏体+残余奥氏体 (5) 马氏体+残余奥氏体 答:T8 钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图。
渗碳层有效层标准修订事项说明2021.3.23关于《拖拉机渗碳齿轮金相检验》标准修订的说明
一、有关渗碳齿轮金相检验标准1.意大利菲亚特公司标准:
经过表面渗碳硬化热处理的齿轮零件的机械性能和非政府特征检验方法(q.nl/0025)
a.表面硬度hrc58~60心部硬度hrc33.5~43.5(检测部位齿根圆)
b.层深有效硬化层
深(硬度法),测至525hv5处。
齿根有效硬化层深应不小于节圆所示深度的70%。
c.表面非马氏体层深≤0.01mm。
d.金相非政府检测6项:碳化物、残存奥氏体、心部铁素体、水解层、贝氏体、电子
显微镜裂纹。
2.汽车行业渗碳齿轮检验标准:
1)汽车渗碳齿轮金二者标准br5-74(参考50-60年代前苏联标准)a.硬度按产品图
心部硬度检测部位2/3齿高处b.层浅渗碳层深法(金相法)c.表面非马氏体层深无规定。
d.金相组织检测4项:碳化物、残余奥氏体、马氏体、心部铁素体。
2)汽车渗碳齿轮金二者检验zbt04001-88a.硬度按产品图心部硬度检测部位齿根圆
b.层深有效硬化层深法测至515hv5或550hv1处。
c.表面非马氏体层深≤0.02mm。
d.金相非政府检测3项:碳化物、残存奥氏体、马氏体。
3)汽车渗碳齿轮金二者检
验qc/t262-1999
1
a.硬度按产品图心部硬度检测部位齿根圆
b.层深有效硬化层深法测至515hv5或550hv1处。
c.表面非马氏体层浅按“齿轮材料及热处理质量检验的通常规定”gb8539
d.金相非政
府检测3项:碳化物、残存奥氏体、马氏体。
3.空载渗碳齿轮标准:
重载齿轮渗碳质量检验jb/t6141.2-1992重载齿轮渗碳金相检验jb/t6141.3-1992
a.表面硬度hrc58~62心部硬度hrc30~46(检测部位齿根圆)
b.层深有效硬化层深法测至550hv1(或hrc52)处。
允许齿根部位的有效硬化层深度
比节圆处小15%。
c.金相非政府检测4项:碳化物、残存奥氏体、马氏体、心部铁素体。
4.拖拉机渗碳
齿轮检验标准:
1)拖拉机渗碳齿轮金相检验标准:ytq310.5-90a.硬度按产品图心部硬度检测部位2/3齿高处b.层深渗碳层深法(金相法)c.表面非马氏体层深无规定。
d.金相非政府检测3项:碳化物、残存奥氏体、心部铁素体。
2)崭新修改的拖拉机
渗碳齿轮检验标准:q/yt310.5-2021
a.硬度按产品图心部硬度检测部位齿根圆
b.层浅有效率硬化层深法,测至515hv5或550hv1处为。
c.表面非马氏体层浅
≤0.04mm。
d.金相组织检测3项:碳化物、残余奥氏体、心部铁素体。
2
5.国家标准:
齿轮材料及热处理质量检验的通常规定gb8539钢件渗碳淬火硬化层深度的测量和校
核gb/t9450-2021二.我厂渗碳齿轮标准继续执行现状:
1.拖拉机渗碳齿轮金相检验标准ytq310.5-90与汽车渗碳齿轮金相标准br5-74基本
一致,已明显落后。
2.工程机械渗碳齿轮图纸上有的是渗碳层,有的是渗碳层和有效率硬化层都存有。
(见到图纸)但继续执行哪一个标准不明晰。
3.菲亚特渗碳齿轮的有效硬化层又改为渗碳层。
(见图纸)标准不明确。
检测不统一。
4.avl新产品图纸设计就是有效率硬化层浅。
但继续执行哪一个标准不明晰。
如果继
续执行拖拉机渗碳齿轮金二者检验标准,层浅如何测量就是一个问题。
标准修改迫在眉睫。
三.我厂现在生产的拖拉机渗碳齿轮用材
一律使用20crmnti材料,对大模数实心齿轮轴来说20crmnti材料淬透性满足用户没
法性能建议。
avl新产品图纸设计渗碳齿轮也就是一律使用20crmnti材料。
履带拖拉机中央传动二轴及末端传动主动齿轮均为模数很大的实心齿轮轴原设计用20crmnmo材料的,
由于价值工程又返回20crmnti材料。
并使失灵比率大幅度下降。
仅一装厂2021年在三包
期(三个月)内失灵的二轴、圆锥齿轮副就存有48套。
3
拖拉机渗碳齿轮常用四种材料淬透性拎范围对照如下:
材料20crh20crmntih20crmnmoh22crmoh四.修订说明
1发生改变了渗碳层浅的检测方法;
有效硬化层深法,用硬度法测至hv5515处,尺度统一,硬度和强度有一定的对应关系,因此性能一致。
反映的是最终热处理质量。
2.调整了心部硬度的检测部位;
做为齿轮来说其主要失灵形式就是节圆的碰触烦躁和齿根的伸展烦躁,因此节圆和齿
根就是两个受力很大的部位。
心部硬度测量部位在齿根圆能真实充分反映齿轮的使用性能。
3.增加了齿表面非马氏体组织的深度要求;
渗碳齿轮表面的非马氏体层,严重影响齿轮的耐磨性,就是渗碳齿轮的一项关键指标。
渗碳齿轮表面的非马氏体层,菲亚特公司标准大于0.01mm。
汽车标准大于0.02mm,根据
我集团公司设备情况,为确保生产订为0.04mm。
(我公司热处理厂通过试验,用快速加热淬火油淬火可以增加齿轮表面非马氏体深度)。
4.根据心部硬度检测部位的调整,放宽了心部铁素体的合格级别。
由于心部铁素体的
检测部位的改变,心部铁素体的合格级别放宽一级。
4
j1.5(mm)48/4048/4050/4250/43j9(mm)32/42/3048/3748/36j15
(mm)25/35/2243/3141/27要达到新修订标准中的技术要求,涉及到齿轮材料淬透性,热
处理设备及工艺,淬火冷却介质及检测设备,以及图纸技术条件的更改。
图纸中要更改的有:把渗碳层深相应的改为有效硬化层深,并指明图纸标注的层深部位是指节圆还是齿根。
对于较大模数的实心渗碳齿轮轴而言,由于心部硬度检测部位的改变,原图纸要求的硬度
值可能会因材料淬透性的影响而达不到要求,也需作相应变动。
可以参照汽车行业失灵分析会议资料五.数据分析
为了寻找渗碳齿轮零件失效原因和标准控制之间的关系,也为了节省费用,试样大部
分是从失效齿轮上截取,齿轮节圆部分大部分被磨损,因此层深检测部位以齿根为准,分
别用金相法与硬度法两种方法检测。
数据见表。
1.模数为6.5的1件小被动齿轮和.模数为7.429的3件圆锥齿轮,2/3齿低和齿根圆心部硬度平均值差距3.15hrc。
齿根渗碳层浅和有效率硬化层浅最轻差距0.51mm,最小差
距1.02mm,平均值差距0.82mm。
材料均为20crmnti,心部硬度大多大于30hrc。
2.模数为6.5的5件主动齿轮轴、模数为7~7.429的7件二轴齿轮、模数为6.65的1件小锥齿轮轴、模数为10的1件中间齿轮轴,共14件较大模数的实心轴齿轮,2/3齿高
和齿根圆心部硬度平均相差3.3hrc。
齿根渗碳层深和有效硬化层深最低相差0.57mm,最
高相差1.33mm,平均相差0.85mm。
材料为20crmnti的齿轮,心部硬度大多小于30hrc。
3.其余齿轮,2/3齿低和齿根圆心部硬度平均值差距1.5hrc(有的无差别)。
齿根渗碳层浅和有效率硬化层浅最高差距0.08mm,最低差距0.68mm,平均值差距0.36mm。
5。