热处理工艺课程设计高速高载齿轮的热处理工艺
姓名：成**
学号：*******
学院：扬州大学机械工程学院
专业：材料成型及控制工程
设计指导老师：黄新
前言
热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。
热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
现代工业的飞速发展对机械零部件﹑工模具等提出的要求愈来愈高。热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点﹑要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料；再根据生产规模﹑现场条件﹑热处理设备提出几种可行的热处理方
案，最后根据其经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理﹑降低成本等因素，确定出一种最佳方案。
目录
前言
一．热处理工艺课程设计的目的 (4)
1.热处理零件结构形状设计 (4)
2. 热处理零件的选材原则 (5)
3 热处理工艺设计 (6)
三．热处理工艺课程设计的任务 (7)
1. 零件的服役条件和可能的失效形式 (7)
2. 材料的选择 (8)
3. 相变点的确定 (9)
4. 热处理设备的选择 (10)
5. 夹具的设计或选用 (13)
四．零件的技术要求及选材 (15)
1. 技术要求 (15)
2. 零件图 (15)
3. 化学成分及合金元素的作用 (15)
4. 所选材料的相变临界点 (16)
五．热处理工艺 (17)
1. 所选工艺的目的 (17)
2. 热处理工艺 (18)
⑴正火 (18)
⑵渗碳 (18)
⑶淬火 (25)
⑷回火 (28)
⑸喷丸处理 (30)
六．热处理工艺过程中缺陷分析 (30)
1. 常见的渗碳缺陷 (30)
2. 常见的淬火缺陷 (31)
3. 常见的回火缺陷 (32)
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、零件热处理的工艺流程、热处理设备选用、装夹具设计、资料手册的查用、规范标准等，还有工艺设计中的细节问题。
（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．课程设计的要点、原则
1.热处理零件结构形状设计
需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件、承受载荷的大小和机械加工工艺外，还要要考虑热处理的变形、开裂所造成的产品报废。因此，对热处理件结构形状有一定的设计要求。
1.1结构形状设计应避免应力集中
截面急剧变化的工件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般应采用平滑过渡或圆弧过渡；外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力集中，因此，也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为裂纹的策源地，孔与孔之间应有一定的距离，冲模型腔与模边之间的距离也应足够大。
1.2结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称
结构件的形状应尽量使工件各部位的质量均匀分布，以减少淬火时可能引起的过量变形和开裂。
1.3设计中实际措施
机械构件中工作的轮廓、形状和尺寸是各式各样的，往往不能遵循上述设计原则，对此可根据实际情况采取措施加以补救。
为减少损失，避免事故，充分估计各种因素的影响，可采用设计、热加工和热处理几方面共同商讨，协同设计，避免因设计不当造成加工、热处理和使用上的问题。
2. 热处理零件的选材原则
2.1 使用性原则
使用性原则是零件在使用中应该具有的性能，这是保证零件完成规定功能的必要条件。在选材之前必须了解零件承受的负载类型及大小，所处工作环境和介质温度等服役条件。服役条件不同，性能要求也不一样。如：螺栓、拉杆等承受拉伸载荷的工件要求有较高的屈服强度和抗拉强度；承受交变载荷的半轴、曲轴等除了应具备良好的综合机械性能外，还应有高的疲劳强度；而冲模、齿轮、铣刀等则要求有高的表面硬度。
2.2工艺性原则
零件毛坯主要有铸件、锻件、焊接件和型材四种，熟悉材料的
加工工艺过程和材料的工艺性能，使所选材料比较容易加工成工件，在选材时必须考虑材料的加工工艺性能。从原材料到成品件，不同的工作经过了不同的冷、热加工工艺，从工艺性出发，选材可按下列技术路线进行：
2.3 经济性原则
选材要讲经济效益，即应计算所得与所费、投入与产出、有用效果与、劳动消耗，要对它们进行评价和比较，从中选择最合适的不一定是最好的或单价最贵的材料，以最好的消耗量得到最大的效益，这就是经济性原则。
2.4 选材时应注意的几个问题
零件选材原则的实质是所选材料要耐用，易加工且费用低。同时，应注意以下几点：
⑴在大多数情况下优先考虑使用性能，工艺性能和经济性原则次之;
⑵有些力学性能指标（如σ
b 、σ
0.2
、σ
-1
、K
1c
）可直接用于设计计算; δ、
Ψ、A
k
等不能直接用于计算，而是用于提高零件的抗过载能力，以保证零件工作安全性;
⑶在对零件的力学性能要求转化为材料力学性能指标时，要注意手册上给出的组织状态。如果零件的最终状态与手册上给出的相同，可直接使用，否则，还得查阅其它手册、文献资料或进行针对性的力学性能试验；
⑷手册或标准给出的力学性能数据是在试验室条件下对小试样的试验结果，引用这些数据时要注意尺寸效应；
⑸由于材料成分是一个范围，试样毛坯的供应状态可以有多种，因此，
