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2020-02-27 其他范文下载本文

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课题研究报告

试验题目： 40Cr淬火变形及开裂材料应用领域: 40Cr--830-860C油淬-->55HRC

种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、螺帽、进气阀等。此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和

油淬硬度检验法优缺点

优点:具有操作简便、快速的特点,不需专用设备,对中小企业而言具有经济、实用的优点。另外,该方法还能够反映出钢材在横截面上化学成分的均匀程度、偏析大小等。缺点:适合范围窄。只适合于45钢的含碳量在一定小的范围内,而且合金元素含量也不能过多,即V临>V油;油淬硬度与淬透性密切相关,但是,还受到试块本身状况(如表面光洁度、偏析、碳含量及原始组织等)和热处理条件(如油冷时的搅拌程度、淬火油的质量及盐浴用盐在试块表面沾附情况等等)的差异而变化,所以,油淬硬度只能用以近似地反映45钢淬透性的相对高低。

实验目的：

1、根据所学会制定相关工艺流程。

2.通过进行比较，工件形状对其淬火后的影响。

3.分析导致工件变形开裂的内外因素。

4.如何防止工件在淬火过程中出现变形开裂现象。试验材料：45钢 40Cr箱式电阻炉游标卡尺

盐浴池环球卡盘机爪两个

实验要求：根据自己所学的热处理工艺知识，编写工艺流程。核对无误后，严格按图上的工艺流程进行实验，认真记录工件在实验前后的各项数据，然后进行数据分析，并得出结论。

实验步骤：

1.选择所需的材料，将它切割为如图所示规格。

2.用游标卡尺记录下两工件的大小，将电阻炉开启，两工件水平放在炉中加热，直达组织奥氏体化。

3.到达加热温度后，（工件淬火温度820~860摄氏度保温1~2h）将工件放入盐浴池中冷透（淬硬深度3mm）。

4.当上述工艺完成后，开始进行淬火处理。在此过程中必须迅速，用火钳将工件夹制竖直放入淬火介质中。（由于工件是平整的,厚度约为15mm，必须将其立放入盐浴池中，并不断搅拌，使之受热均匀。）待工件温度为Ms线（此温度为大概估算温度）时，迅速拿出水面，放入油中继续冷却，直至温度降为常温。两工件必须以相同的淬火方法将其处理。

5.将工件表面清理干净，看其是否变形，开裂。并用游标卡尺准确记录此次数据，进行数据比较。与预期结果进行对照，得出结论。

正火曲线图

淬火温回火温度曲线

度

曲

线

试验预测:45钢，淬火后有微变形的现象，在工件的棱角处有裂纹出现;40Cr会出现变形，在棱角处将会有裂纹，结果分析：

由于45淬透性较低，而水的冷却能力大；故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应淬透不应冷透。如果工件在盐水中冷透就会开裂，这是由于工件冷却到180摄氏度左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大应力所致。因为，当淬火工件冷却到该温度区域，就会采取缓冷的方式，由于出水温度难以掌握，需凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可空冷。

工件入水后易动不易静，应按照工件的几何形状，做规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形，甚至开裂。

由于40Cr淬透性较好虽然油的冷速不大，但能满足合金钢的淬透性要求，油淬的好处是冷却特性较好，且不易产生变形。预防措施：

（1）合理进行结构设计，淬火工件；力求结构对称截面均匀防止尖角，以免工件淬火时造成各部分冷却速度不同。

（2）进行预备热处理，碳钢及合金工具钢球化退火有助于减少淬火变形，对于导热性差的高合金工具钢应进行一次或者几次预热后再加热至淬火温度。

（3）严格热处理工艺包括严格控制加热进度、保温时间、正确选择淬火冷却介质和冷却方法。

（4）工件淬火后应及时回火，以便及时消除淬火应力和稳定组织。

一、热处理变形开裂硬度分析

1变形开裂

工件热处理变形主要由于热处理应力造成的，工件结构形状，原材料刚度，热处理前的加工状态工件的自重以及在炉中加热以及冷却时的支撑或夹持不当因素也能引起形变。

由于冷却过程中工件表面与中心冷却速度不同造成温度差其体积收缩在表面与中心也就不同时产生热应力，另外钢在组织转变时比容发生变化（马氏体是各种组织比容最大的一个；奥氏体比容最小）由于工件截面上各处转变先后不同产生组织应力。

显然工件淬火变形是热应力和组织应力综合作用影响的结果，当应力超过钢的屈服强度时工件产生弹性变形而应力超过钢的抗力强度时工件产生塑性变形开裂。

此外当工件内部在显微裂纹气孔夹渣等缺陷及结构设计不和理等热处理也易引起应力集中导致开裂。