第六章熱處理工藝設計(13修)1

1、楊凱軍楊凱軍第六章 熱處理工藝設計出發(fā)點出發(fā)點：合理利用熱處理新技術、新工藝并做到技術與經(jīng)濟統(tǒng)一。熱處理工藝優(yōu)化設計的總目標總目標：如何用最廉價的材料并規(guī)定合理的組織、性能要求，以最低的能源消耗、最高的勞動生產(chǎn)率生產(chǎn)出質量可靠、性能穩(wěn)定的工件，滿足整機對零部件提出的要求。同時這種工藝流程和方法應當沒有公害。 一個好的熱處理工藝就是要充分利用有利因素，抑制不利因素，預防早期失效。利用系統(tǒng)工程學原理：建立材料材料熱處理工藝參數(shù)熱處理工藝參數(shù)性能性能的數(shù)學模型的數(shù)學模型楊凱軍楊凱軍6.1 6.1 熱處理工藝與機械設計關系熱處理工藝與機械設計關系正確選擇材料結構工藝性良好合理制定熱處理技術條件楊凱軍楊

2、凱軍6.1 6.1 熱處理工藝與機械設計關系熱處理工藝與機械設計關系1、正確選擇材料正確選擇材料選材時，要考慮實際淬火效果，不能僅憑手冊上選材時，要考慮實際淬火效果，不能僅憑手冊上簡單數(shù)據(jù)（簡單數(shù)據(jù)（P156P156書中兩個例子）書中兩個例子）要求工件整體性能均一時，要考慮與鋼淬透性有要求工件整體性能均一時，要考慮與鋼淬透性有關的材料的關的材料的“質量效應質量效應”。表面強化與心部強韌化匹配表面強化與心部強韌化匹配。楊凱軍楊凱軍例：例：45鋼水淬鋼水淬直徑25mm以下（完全淬透） 58HRC直徑50mm41HRC直徑125mm24HRC楊凱軍楊凱軍1 1、調(diào)質處理對整個截面均勻承載零件，要求心

3、部、調(diào)質處理對整個截面均勻承載零件，要求心部至少有至少有50%M50%M，對重要零件例如連桿及連桿螺栓，要，對重要零件例如連桿及連桿螺栓，要求達到求達到95%M95%M以上。以上。2 2、對工、模具，一般要求完全淬透、對工、模具，一般要求完全淬透3 3、對某些軸類零件承受彎曲、扭轉等復合作用，、對某些軸類零件承受彎曲、扭轉等復合作用，一般只要求自表面四分之三或一半半徑處淬硬即可。一般只要求自表面四分之三或一半半徑處淬硬即可。4 4、對尺寸較大的碳素鋼和低合金鋼調(diào)質件，一般、對尺寸較大的碳素鋼和低合金鋼調(diào)質件，一般用正火和用正火和“高溫回火高溫回火”代替。代替。例：淬透性影響的例：淬透性影響的“

4、質量效應質量效應”楊凱軍楊凱軍2 2、結構工藝性良好、結構工藝性良好（1 1）在零件熱處理加熱和冷卻時要便于裝卡、吊掛）在零件熱處理加熱和冷卻時要便于裝卡、吊掛（2 2）有利于熱處理時均勻加熱和冷卻）有利于熱處理時均勻加熱和冷卻（3 3）避免尖角、棱角）避免尖角、棱角（4 4）采用封閉、對稱結構）采用封閉、對稱結構（5 5）對形狀復雜或截面尺寸變化較大的零件，應盡）對形狀復雜或截面尺寸變化較大的零件，應盡可能的采用組合結構或鑲拼結構可能的采用組合結構或鑲拼結構楊凱軍楊凱軍3 3、合理制定熱處理技術條件、合理制定熱處理技術條件（1 1）熱處理技術條件提出要適度、技術上要合理）熱處理技術條件提出要

5、適度、技術上要合理根據(jù)零件服役條件，恰當?shù)奶岢鲂阅芤?。P159熱處理要求只能在所選的鋼號淬透性和可硬性允許范圍。熱處理要求應允許有一定的熱處理變形。經(jīng)濟效果（2 2）技術條件制定要努力挖掘材料性能潛力，不斷）技術條件制定要努力挖掘材料性能潛力，不斷地提高材料強度使用水平地提高材料強度使用水平楊凱軍楊凱軍6.2 熱處理工藝與其它冷熱加工工藝的關系熱處理工藝與其它冷熱加工工藝的關系1、鍛造工藝對熱處理質量的影響、鍛造工藝對熱處理質量的影響鍛造加熱溫度對熱處理質量的影響鍛造比不足獲鍛打方法不當對熱處理質量的影響鍛造變形不均勻對熱處理質量的影響2、切削加工與熱處理關系、切削加工與熱處理關系楊凱軍楊凱

6、軍6.3 熱處理工藝流程及規(guī)范的設計熱處理工藝流程及規(guī)范的設計1、工藝流程設計的基本要求、工藝流程設計的基本要求工藝流程必須保證熱處理后組織和性能要求工藝流程必須保證熱處理后組織和性能要求盡量采用高效率低能耗的熱處理工藝流程盡量采用高效率低能耗的熱處理工藝流程減少熱處理工藝中的公害減少熱處理工藝中的公害對擬采用的各種熱處理工藝方案進行綜合的技術、對擬采用的各種熱處理工藝方案進行綜合的技術、經(jīng)濟分析。經(jīng)濟分析。2、熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化、熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化楊凱軍楊凱軍3、熱處理工藝復合原則及方法、熱處理工藝復合原則及方法功能繼承原則優(yōu)質原則節(jié)能和經(jīng)濟原則復合熱處理工藝在實施時工藝易于控制、組織和性能

7、穩(wěn)定可靠，才能用于生產(chǎn)。楊凱軍楊凱軍指標名稱指標名稱含義含義評定方法評定方法淬硬性淬硬性一般用一般用HRC硬度值表示所得到的馬硬度值表示所得到的馬氏體組織數(shù)量氏體組織數(shù)量淬透性淬透性淬火變形或開裂趨勢淬火變形或開裂趨勢內(nèi)應力超過鋼的屈服強度或達到和超內(nèi)應力超過鋼的屈服強度或達到和超過鋼的斷裂抗力時發(fā)生變形和斷裂過鋼的斷裂抗力時發(fā)生變形和斷裂變形程度常采用特制的環(huán)形試樣或變形程度常采用特制的環(huán)形試樣或圓柱型試樣來測量或比較圓柱型試樣來測量或比較鋼件的裂紋分布及深度，一般采用鋼件的裂紋分布及深度，一般采用特制的儀器（如磁粉探傷儀或超聲特制的儀器（如磁粉探傷儀或超聲波探傷儀）來測量和判斷波探傷儀）來

8、測量和判斷氧化及脫碳氧化及脫碳鋼件表面氧化層的評定，尚無具體鋼件表面氧化層的評定，尚無具體規(guī)定；而脫碳層的深度一般都采用規(guī)定；而脫碳層的深度一般都采用金相法，按金相法，按GB/T224-87規(guī)定執(zhí)行規(guī)定執(zhí)行過熱及過燒敏感趨勢過熱及過燒敏感趨勢高溫加熱時，引起奧氏體晶粒粗大的高溫加熱時，引起奧氏體晶粒粗大的現(xiàn)象稱之。同樣，不僅奧氏體晶粒粗現(xiàn)象稱之。同樣，不僅奧氏體晶粒粗大，而且晶粒間界因氧化而出現(xiàn)氧化大，而且晶粒間界因氧化而出現(xiàn)氧化物或局部熔化現(xiàn)象稱為過燒物或局部熔化現(xiàn)象稱為過燒過燒無需評定過燒無需評定過熱趨勢用奧氏體晶粒度的大小來過熱趨勢用奧氏體晶粒度的大小來評定，粗于評定，粗于1號以上晶粒度

9、的鋼屬于號以上晶粒度的鋼屬于過熱鋼過熱鋼衡量熱處理工藝性能的主要指標衡量熱處理工藝性能的主要指標楊凱軍楊凱軍回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性淬火鋼進行回火時，合金鋼與碳鋼相淬火鋼進行回火時，合金鋼與碳鋼相比，隨著回火溫度的升高，硬度值下比，隨著回火溫度的升高，硬度值下降緩慢，這種現(xiàn)象稱之降緩慢，這種現(xiàn)象稱之可用不同回火溫度的硬度值，可用不同回火溫度的硬度值，即回火曲線來加以比較、評定即回火曲線來加以比較、評定回火脆性回火脆性淬火鋼在某一溫度區(qū)域回火時，其沖淬火鋼在某一溫度區(qū)域回火時，其沖擊韌性會比其在較低溫度回火時反而擊韌性會比其在較低溫度回火時反而下降的現(xiàn)象，稱為回火脆性下降的現(xiàn)象，稱為回火脆性在在25

10、04000回火時出現(xiàn)第一類回火回火時出現(xiàn)第一類回火脆性；出現(xiàn)在所有鋼種中，且在重復脆性；出現(xiàn)在所有鋼種中，且在重復回火時不再出現(xiàn)。又稱為不可逆回火回火時不再出現(xiàn)。又稱為不可逆回火脆性。脆性。在在4505700回火時出現(xiàn)第二類回火回火時出現(xiàn)第二類回火脆性；對于某些合金鋼，回火后緩慢脆性；對于某些合金鋼，回火后緩慢冷卻時出現(xiàn)，快冷則不出現(xiàn)。又稱為冷卻時出現(xiàn)，快冷則不出現(xiàn)。又稱為可逆回火脆性可逆回火脆性一般用淬火鋼回火后，快冷與一般用淬火鋼回火后，快冷與緩冷以后進行常溫沖擊試驗的緩冷以后進行常溫沖擊試驗的沖擊值之比來表示。當此比值沖擊值之比來表示。當此比值大于大于1，則該鋼種具有回火脆，則該鋼種具有回火脆性，其值愈大則回火脆性傾向性，其值愈大則回火脆性傾向愈大愈大時效趨勢時效趨勢一般用力學性能或硬度在室溫一般用力學性能或硬度在室溫或低溫下隨著時間的延長而變或低溫下隨著時間的延長而變化的曲線來表示化的曲線來表示衡量熱處理工藝性能的主要指標衡量熱處理工藝性能的主要指標(續(xù)續(xù))楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍氮化后零件真空滲碳爐生產(chǎn)現(xiàn)場楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍上貝氏體楊凱軍楊凱軍透鏡下貝氏體形態(tài)楊凱軍楊凱軍板條馬氏體形態(tài)楊凱軍楊凱軍針狀/孿晶馬氏體形態(tài)楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍楊凱軍