30CrMnSiNi2A飛機起落架熱處理工藝設(shè)計解析

1、遼寧工業(yè)大學(xué)工藝課程設(shè)計（論文）題目：30CrMnSiNi2A飛機起落架熱處理工藝設(shè)計院（系）：材料與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)班級：材料科學(xué)與工程072學(xué)號：指導(dǎo)教師：起止時間：2010-7-52010-7-16課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院教研室：材料物理教研室學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)班級材料科子與工程072課程設(shè)計（論文）題目30CrMnSiNi2A飛機起落架熱處理工Z設(shè)計課程設(shè)計1論文要求與任務(wù)一、課設(shè)要求熟悉設(shè)計題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，概述相關(guān)零件的熱處理工藝，進(jìn)行零件的服役條件與失效形式分析，提出硬度、耐磨性、強度等要求。完成工藝設(shè)計。闡述30CrMnSiNi2A鋼淬火、回火

2、熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ)，選擇設(shè)備和工夾具，闡述30CrMnSiNi2A鋼熱處理質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及要求；闡明30CrMnSiNi2A鋼熱處理常見缺陷的預(yù)防及補救方法；給出所用參考文獻(xiàn)。二、課設(shè)任務(wù)1 .飛機起落架材料的選擇（要求在滿足工件使用性能的前，兼顧經(jīng)濟(jì)性和工藝性，合理選擇材料）；2 .給出30CrMnSiNi2A鋼的C曲線；3 .給出30CrMnSiNi2A飛機起落架加工工Z流程圖；4 .制定30CrMnSiNi2A飛機起落架淬火-回火熱處理工藝。三、設(shè)計說明書要求設(shè)計說明書包括三部分：1）概述；2）工藝設(shè)計；3）參考文獻(xiàn)。設(shè)計說明書結(jié)構(gòu)見工藝設(shè)計模板。彳i發(fā)匚一4集中學(xué)習(xí)0.5天，資料查

3、閱與學(xué)習(xí)，討論1.5天，設(shè)計7天：1）概述0.5天，2）服役條件與性能要求0.5天，3）失效形式、材料的選擇0.5天，4）結(jié)構(gòu)形狀與熱處理工藝性0.5天，5）冷熱加工工序安排0.5天，6）工藝流程圖0.5天，7）熱處理工藝設(shè)計2天，8）工藝的理論基礎(chǔ)、原則0.5天，9）設(shè)計工夾具0.5天，10）可能出現(xiàn)的問題分析及防止措施0.5天，11）熱處理質(zhì)量分析0.5天，設(shè)計驗收1天。412紇成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工

4、件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。熱處理是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的一項重要工序，它可以不破壞材料而提高材料的性能使材料達(dá)到需要的性能，對提高零件的

5、性能，挖掘材料的潛力，節(jié)約用材，延長機器零件使用壽命起著重要作用。熱處理在日常生活、醫(yī)藥、通訊、國防乃至航天領(lǐng)域也有著極其重要的作用。是國家工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的象征。隨著人們對熱處理這一技術(shù)的認(rèn)識和掌握,必將進(jìn)一步推動人類的進(jìn)步和文明。隨著機械制造業(yè)的技術(shù)升級，新技術(shù)，新工藝，新材料，新設(shè)備的廣泛應(yīng)用并迅速轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，需要大批高智能型技術(shù)工人的有效勞動。這就迫切要求企業(yè)的熱處理技術(shù)人員了解和掌握材料熱處理方面的基礎(chǔ)知識，并能自覺地，完整地，獨立地執(zhí)行熱處理工藝規(guī)范，確保優(yōu)質(zhì)、高效、文明的熱處理生產(chǎn)。選擇什么樣的鋼種制造大飛機起落架，可以滿足飛機減重的需要、實現(xiàn)與飛機機體同壽命使用、實現(xiàn)起落架

6、低成本要求，還要滿足大飛機起落架大型零件的需求，就需要研究低合金超高強度鋼大規(guī)格棒材組織和性能均勻性控制的技術(shù)問題。本設(shè)計是在課堂學(xué)習(xí)熱處理知識后的探索和嘗試，其內(nèi)容討論如何設(shè)計30CrMnSiNi2A鋼的熱處理工藝,重點是制定合理的熱處理規(guī)程，并按此設(shè)計制定30CrMnSiNi2A鋼的熱處理方法。目錄前言I.目錄II130CrMnSiNi2A鋼熱處理工藝概述02服役條件、失效形式03材料選擇1430CrMnSiNi2A鋼的C曲線35加工工藝流程：36熱處理工藝曲線37闡述30CrMnSiNi2A鋼退火、淬火、回火、滲氮熱處理工藝?yán)碚?8選擇設(shè)備、儀表和工夾具9930CrMnSiNi2A鋼熱處

7、理質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及要求101030CrMnSiNi2A鋼熱處理常見缺陷的預(yù)防及補救方法12參考文獻(xiàn)14130CrMnSiNi2A鋼熱處理工藝概述除一些小型飛機和直升機外，飛機起落架主要受力結(jié)構(gòu)件，如主體支柱外筒、活塞桿，前體支柱外筒、活塞桿，斜撐桿，上、下防扭力臂，機輪大軸，緊固螺栓等，起落架是飛機上重要而特別的部件，它不參與機體的結(jié)構(gòu)和性能，卻極大地影響飛機的使用與安全。因此，起落架一直是飛機設(shè)計中的一個重要組成部分，同時又在設(shè)計思想和選材等方面與機體結(jié)構(gòu)不同。世界航空工業(yè)已走過100余年的光輝歷程，隨著材料和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類軍用、民用飛機起落架越來越輕量、可靠。目前世界上航空業(yè)

8、發(fā)達(dá)的國家均已形成了起落架材料體系。我國現(xiàn)在正緊鑼密鼓地開展大飛機的制造，其起落架結(jié)構(gòu)尺寸更大，壽命更長（著陸次數(shù)一般為6萬次）、可靠性要求更高，對現(xiàn)有材料如何選擇，需要我們工作者認(rèn)真思索。30CrMnSiNi2A是我國廣泛使用的一種綜合性能良好的低合金超高強度鋼，主要用于制造飛機起落架、機翼、發(fā)動機殼體等受力結(jié)構(gòu)件，及高壓連接件和高扭短軸零件1。鑒于該鋼在各個領(lǐng)域的重要作用，許多學(xué)者對其各方面性能進(jìn)行了大量的研究。30CrMnSiNi2A屬于低合金超高強度鋼。它是在高強度鋼30CrMnSiA的基礎(chǔ)上加入1.4%1.8%的Ni而得到的2。由于Ni的加入，提高了鋼的強韌性和塑性。并大大提高鋼的淬

9、透性。截面直徑小于50mm的零件可以在油中完全淬透。低合金超高強度鋼原材料和制造費用相對較低。我國用來制造各種導(dǎo)彈發(fā)動機殼體。低合金超高強度鋼往往是用復(fù)合組織和其他強韌化機制結(jié)合來提高強韌性。根據(jù)文獻(xiàn)中對低合金超高強度鋼強韌性熱處理工藝方法的研究可以知道。馬氏體的復(fù)合組織是一種非常理想的強韌性匹配很好的組織。通過超高溫淬火、分級淬火、等溫淬火等熱處理方法都能得到馬氏體與少量韌性相的復(fù)合組織。馬氏體與奧氏體、馬氏體與下貝氏體、馬氏體與下貝氏體和殘余奧氏體三相復(fù)合組織，都具有非常好的強韌性配合。30CrMnSiNi2A鋼是廣泛使用的低合金高強度鋼該鋼在30CrMnSiNi2A的基礎(chǔ)上提高了鈕和銘的

10、含量并且添加了1.41.6%的鍥使其淬透性得到明顯的提高改善了鋼的韌性和抗回火穩(wěn)定性，經(jīng)熱處理后可獲得高的強度、好的塑性和韌性、良好的抗疲勞性能和斷裂韌性、低的疲勞裂紋擴展速率，適宜制造高強度連接材料和軸類零件等重要受力結(jié)構(gòu)部件。2服役條件、失效形式服役條件：起落架是供飛機起飛、著陸、滑行和停放使用的，屬重要受力部件，直接影響著飛機的使用和安全失效形式：起落架不僅承受靜載荷，而且承受很大的沖擊力和疲勞載荷，特別主起落架的外筒，在著陸瞬間承受著復(fù)雜交變的壓力、拉力、扭力和彎矩；同時外筒還作為減震器的一個組件，由于內(nèi)腔充氣而承受較大的內(nèi)壓力，所以要求零件有較高的抗拉強度，具有足夠多的沖擊韌度和抗疲

11、勞性能；為了減輕結(jié)構(gòu)的重量，要求有很高的比強度和良好的綜合性能。起落架外筒大多是采用超高強度鋼制造的焊接結(jié)構(gòu)件或整體結(jié)構(gòu)件圖1飛機起落架簡圖圖2起落架支柱3材料選擇對于30CrMnSiNi2A鋼，工藝要求淬火預(yù)熱溫度為（60010）C,淬火奧氏體化溫度為（90010）C。30CrMnSiNi2A鋼是在30CrMn鋼的基礎(chǔ)上加入Si、Ni元素研制成的，屬超高強度鋼,常用于制造重要結(jié)構(gòu)件。近年來也用來制造塑料模具，尤其是制造要求強度高、韌性好的大、中型塑料模具。其始鍛溫度11201160C,終鍛溫度850C,鍛造后緩慢冷卻。30CrMnSiNi2A鋼中碳保持在0.30%左右，便于強度與韌性的良好配

12、合。鋼中加入Cr、Mn、Si、Ni元素，主要是提高鋼的淬透性，兼有固溶強化基體組織、改善基體組織的回火穩(wěn)定性作用。30CrMnSiNi2A鋼淬火加熱時，Cr、Mn、Si、Ni元素完全固溶于奧氏體中，提高鋼的淬透性3。淬火后，Cr、Mn、Si、Ni元素固溶強化基體組織，并改善基體組織的回火穩(wěn)定性。低溫回火時，部分Cr、Mn元素從基體組織中擴散到析出的滲碳體Fe3c中形成合金滲碳體（Cr、Mn、Fe）3C。30CrMnSiNi2A鋼中加入Cr、Ni元素，可增強鋼的耐蝕性，Ni元素可改善鋼的韌性。鋼中加入Si元素可增強鋼的回火穩(wěn)定性，但易使鋼產(chǎn)生脫碳傾向。加入Mn元素可提高鋼的淬透性，但卻使鋼產(chǎn)生過

13、熱敏感性。表130CrMnSiNi2A鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（）CSiMnSPNiCrCuTiWVMo0.281.061.110.0050.0111.511.050.170.010.030.010.10表230CrMnSiNi2A鋼力學(xué)性能熱處理狀態(tài)屈服強度c0.2/Mpa抗拉強度ob/Mpa斷面收縮率少（）伸長率（%）調(diào)制1456.671736.6750.512.67退火473.00788.0050.513.70表330CrMnSiNi2A鋼的主要力學(xué)性能名稱比（Mpa）C0.2（Mpa）/（）少（）AK（J）KK（Mpa.m1/2）30CrMnSiNi2A1620135794547430

14、CrMnSiNi2A鋼的C曲線5irRFIFic?lioio1Icrio*10s時間/5Q時間/5b圖230CrMnSiNi2A鋼的C曲線5加工工藝流程：鍛造一正火+退火一機械加工一去應(yīng)力退火一（焊接一去應(yīng)力退火一）淬火+回火一校正一去應(yīng)力退火一精加工一去應(yīng)力退火一噴丸一探傷一表面處理一探傷一噴漆46熱處理工藝曲線圖430CrMnSiNi2A鋼去應(yīng)力退火工藝曲線圖530CrMnSiNi2A鋼熱處理工藝（淬火加回火）曲線圖6真空熱處理工藝曲線7闡述30CrMnSiNi2A鋼退火、淬火、回火、滲氮熱處理工藝?yán)碚?.1 正火與去應(yīng)力退火工藝原理均勻的細(xì)珠光體（或超細(xì)珠光體），具有最佳的綜合機械性能。

15、其強度、塑性、韌性、耐磨性能是最佳狀況。發(fā)明人將這種珠光體稱為理想的珠光體組織，獲得這種珠光體的正火方法稱為理想正火。其主要機理是：抑制高溫奧氏體過飽和碳從奧氏體脫溶，使之在低溫階段析出為碳化物。從而抑制粗珠光體，形成細(xì)珠光體（索氏體或屈氏體），抑制、細(xì)化先共析鐵素體，抑制網(wǎng)狀滲碳體和網(wǎng)狀鐵素體。抑制共析、先共析石墨化轉(zhuǎn)變5,將工件加熱至較低溫度，保溫一定時間后冷卻，使工件發(fā)生回復(fù)，從而消除殘余內(nèi)應(yīng)力的工藝稱為去應(yīng)力退火。冷形變后的金屬在低于再結(jié)晶溫度加熱，以去除內(nèi)應(yīng)力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，也稱為去應(yīng)力退火。在實際生產(chǎn)中，去應(yīng)力退火工藝的應(yīng)用要比上述定義廣泛得多。熱鍛軋、鑄造、各種冷

16、變形加工、切削或切割、焊接、熱處理，甚至機器零部件裝配后，在不改變組織狀態(tài)、保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，對鋼材或機器零部件進(jìn)行較低溫度的加熱，以去除（全部或部分的）內(nèi)應(yīng)力，減小變形、開裂傾向的工藝，都可稱為去應(yīng)力退火。由于材料成分、加工方法、內(nèi)應(yīng)力大小及分布的不同，以及去除程度的差異，去應(yīng)力退火溫度范圍很寬。習(xí)慣上，把較高溫度下的去應(yīng)力處理叫作去應(yīng)力退火，而把較低溫度下的這種處理，稱為去應(yīng)力回火，其實質(zhì)都是一樣的6。7.2 淬火工藝原理(1)回火溫度為625-655C、保溫60min左右時可以獲得均勻的回火貝氏體組織。具綜合力學(xué)性能均超過要求?？估瓘姸瓤蛇_(dá)628MPa以上口。屈服強度可達(dá)

17、562MPa以上。伸長率達(dá)21%以上。20c沖擊功達(dá)到220J以上。(2)淬火組織為淬火馬氏體加少量淬火貝氏體的組織：經(jīng)過回火后.隨著回火溫度的不同及回火時間的延長組織逐漸粗化，在635c時的組織狀態(tài)為板條貝氏體加粒狀貝氏體及少量鐵素體的組織。(3)隨回火溫度的升高，組織內(nèi)部的位錯密度逐漸降低；位錯的形態(tài)也由原來的平直型占多數(shù)，演化為位錯胞。30CrMnSiNi2A鋼Ms點以上采用等溫淬火工藝，其強度指標(biāo)隨等溫溫度升高而降低，且低于淬火200c回火的指標(biāo)值，而塑性、韌性指標(biāo)相對于淬火200c回火有明顯提高，硬度稍有降低。在340c等溫淬火獲得最佳性能組合。表明：該鋼AC3以上200c回火可以獲

18、得組織細(xì)小均勻的板條馬氏體和殘余奧氏體，控制超高溫淬火加熱保溫時間，既能保證奧氏體化又可以獲得細(xì)小奧氏體晶粒，從而顯著提高了該鋼的強韌性。實驗測得的不同熱處理制度下的30CrMnSiNi2A鋼試樣硬度值如下表所示網(wǎng)：表4熱處理制度及硬度值30CrMnSiNi2A熱處理制度硬度(HRC)正火19860c淬火51860c淬火，200c回火油冷49860c淬火，300c回火油冷46860c淬火，400c回火油冷44860c淬火，500c回火油冷39860c淬火，600c回火油冷34經(jīng)正火處理后30CrMnSiNi2A鋼試樣的硬度值最低，淬火后鋼試樣的硬度值最高，淬火后回火處理的試樣其硬度值隨回火溫度

19、的升高而降低。圖11所示為30CrMnSiNi2A鋼試樣硬度值隨回火溫度變化曲線9。B圖730QMnSiNi2A鋼試樣硬度值隨回火溫度變化曲線7.3 回火工藝?yán)碚摷霸瓌t由回火溫度對力學(xué)性能的影響曲線得出，該鋼在200300c之間有一個較寬的回火溫度區(qū)可保持力學(xué)性能的穩(wěn)定。力學(xué)性能的這一特征主要歸因于e碳化物的穩(wěn)定和殘余奧氏體的熱穩(wěn)定性較好。抗拉強度（0b）隨回火溫度的升高逐漸降低。02隨回火溫度先升高后降低，約在320c左右達(dá)到峰值，320c以后隨回火溫度升高，s逐漸下降。該鋼技術(shù)條件規(guī)定的回火溫度范圍為200300C,由圖12可知，在該鋼強化元素C、Si等含量較高時，可以采用較低的溫度回火，

20、從而使該鋼具有較高的強度。在強化元素含量低02富裕量不大的情況下，應(yīng)采用較高的溫度回火，從而可以確保02大于規(guī)定指標(biāo)。沖擊韌性隨回火溫度變化非常明顯。隨回火溫度逐漸上升，沖擊韌性下降，550C達(dá)到最低值，550c以后隨回火溫度急劇上升。用掃描電鏡對不同回火溫度沖擊斷口的觀察結(jié)果表明，斷口特征與沖擊韌性隨回火溫度的變化是一致的。350c以前回火，斷口以韌窩為主，從310c開始出現(xiàn)了準(zhǔn)解理特征，但所占比例很少；400c回火，準(zhǔn)解理特征明顯增多；450550c回火，斷口以沿晶為主；600c回火，以韌窩為主10。30CrMnSiNi2A鋼900c淬火的組織為高密度位錯板條M體，很少量的Bl、孚晶M體及

21、Ar。Ar沿M體板條邊界分布。隨著回火溫度的提高，M板條不再平直，邊沿不再明銳，600c回火，流目已開始發(fā)生再結(jié)晶；較低溫度回火時，從過飽和a固溶體中析出彌散的&碳化物，一直到350c回火，右碳化物仍部分存在；從350c開始，板條邊界上的殘余奧氏體明顯分解為滲碳體；400c回火，板條邊界Ar完全分解，品內(nèi)滲碳體普遍長大；回火溫度到600c時，細(xì)粒狀滲碳體聚集粗化。30CrMnSiNi2A鋼在200300c之間有一個較寬的回火溫度區(qū)可保持力學(xué)性能的穩(wěn)定，主要歸因于白碳化物的穩(wěn)定和殘余奧氏體的熱穩(wěn)定性較好。在200300c之間隨回火溫度的升高，02逐漸上升110在鋼的屈服強度富裕量不大的情況下，應(yīng)

22、采用技術(shù)條件規(guī)定的較高的溫度回火。7.4 噴丸強化表面金屬材料的表面缺陷直接影響著它的疲勞壽命。由機械劃傷、焊接裂紋、表面脫碳、非金屬夾雜物等因素形成的表面類似于裂紋的缺陷以及因加工引起的殘余拉應(yīng)力，在外載荷和環(huán)境介質(zhì)的作用下，表面或近表面易形成裂紋源，由于裂紋的逐步擴展導(dǎo)致零件的破壞。噴丸強化過程就是零件表層發(fā)生循環(huán)塑性變形的過程。當(dāng)大量高速彈丸撞擊零件表面時，在零件表層產(chǎn)生一均勻的塑性變形區(qū)，由于受到來自鄰近未塑性變形區(qū)的限制，整個塑性變形層受到一壓應(yīng)力，減緩了裂紋擴展速度，起到了強化作用。本研究對30CrMnSiNi2A淬火+回火狀態(tài)的前起落架外筒和主起落架外筒進(jìn)行了噴丸強化處理，噴丸強

23、度0.4mm,覆蓋率200%。噴丸后從主起落架外筒上截取3065Xl5mm3試樣，用x射線應(yīng)力分析經(jīng)電解拋光逐次去層洗拋掉的各表層應(yīng)力狀態(tài)，測得沿層深方向的應(yīng)力分布曲線，殘余應(yīng)力的測定在x射線應(yīng)力分析儀上進(jìn)行。x射線儀參數(shù)：陽極Cr-Ka,濾波材料v,管電壓30kV,管電流10MA,輻射面積2X4mm2,光闌角度1.48/1.48；探測器使用閃爍計數(shù)器。用定點計數(shù)掃描，sin2必測量，選擇半高度法定峰。用x射線應(yīng)力儀研究起落架噴丸零件表面殘余應(yīng)力及其分布時，隨著噴丸強化工藝參數(shù)的提高，零件表面殘余應(yīng)力增大，但到一定值時零件表面殘余應(yīng)力不再增加；零件表面殘余應(yīng)力隨著距表面的距離增加而增加，但到某

24、一深度后，表面殘余應(yīng)力隨著距表面的距離增加而減??；焊接熱影響區(qū)距焊縫的距離增加而增加。7.5 表面真空熱處理工藝原理30CrMnSiNi2A鋼真空熱處理12主要是某工程國產(chǎn)化之前其主體支柱外筒、活塞桿等關(guān)鍵件的熱處理，技術(shù)要求：強度為（1700100）Mpa。真空熱處理工藝為：600c預(yù)熱,真空度13.31.3310-1Pa;900c奧氏體化,真空度13.31.3310-1Pa;油淬,300c回火。對某工程主體支柱外筒真空熱處理連續(xù)15爐統(tǒng)計，結(jié)果為：的=16601740Mpa；巾=49%55%;A10%13%;aK=6883J（U2更比沖擊）；HK0.5=-120全部符合相關(guān)技術(shù)要求。在30

25、CrMnSiNi2A鋼的多年熱處理實踐中，采用真空油淬時，無論是強度，還是硬度都要高出空氣爐油淬。在4Cr13鋼以及30CrMnSiNi2A鋼的熱處理實踐中，也發(fā)現(xiàn)類似情況。對這一現(xiàn)象分析認(rèn)為，在真空熱處理中，淬火油進(jìn)行了充分的脫氣，整個淬火過程又是在真空狀態(tài)下進(jìn)行，零件淬入油的瞬間，淬火油可以與零件所有表面充分接觸，能夠充分發(fā)揮零件的淬火性能。而在空氣爐油淬時，零件淬入油的瞬間，溶入油中的氧氣會在零件表面與淬火油發(fā)生反應(yīng)生成CO2氣體，淬火高溫階段，零件整個表面幾乎被CO2氣膜包圍，降低了油的冷卻能力，未能充分發(fā)揮零件的淬火性能1308選擇設(shè)備、儀表和工夾具8.1 設(shè)備使用設(shè)備：井式爐井式爐

26、特點：1、電爐設(shè)有大型通風(fēng)機裝置，提高爐內(nèi)溫度均勻度；2、電爐分多區(qū)控制，進(jìn)一步提高爐溫均勻性；3、爐膛內(nèi)帶不銹鋼導(dǎo)風(fēng)桶；4、爐蓋啟閉采用行車起吊或自動液壓開閉機構(gòu)且?guī)в袑?dǎo)向柱，保證爐蓋啟閉平穩(wěn)；5、爐蓋與爐體采用耐高溫纖維棉制作，爐體保溫性能好，節(jié)約能源降低生產(chǎn)成本；6、無污染，環(huán)保效益好。并且爐架和爐殼由型鋼和鋼板焊接而成，大型井式爐制成分層組裝結(jié)構(gòu)。爐殼密封，爐底因承受較大的砌體質(zhì)量，用槽鋼制成骨架。它的爐蓋襯常用耐火纖維制作。爐蓋的結(jié)構(gòu)根據(jù)需要分為整體提升式及對公水平移開等型式。爐蓋可人力操作，也可用動力驅(qū)動。而爐襯分為全纖維和磚砌兩種結(jié)構(gòu)。在全耐火纖維爐襯內(nèi)為固定電熱元件，常預(yù)制成一

27、個圓形框架，埋在爐襯砌體中，從框架上再焊接支撐電熱元件的桿件，桿件端站套上耐火陶瓷管，懸掛電熱元件。磚砌爐襯直接在爐墻上鉆孔固定支撐電熱元件的桿件。注：可根據(jù)用戶要求設(shè)計、制造各規(guī)格非標(biāo)準(zhǔn)電爐。用途：大型井式爐可供特大型碳鋼類機件的回火均溫?zé)崽幚碛脺囟龋?50c1000cc8.2 設(shè)計工夾具圖8井式爐工夾具930CrMnSiNi2A鋼熱處理質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及要求9.1 外觀及變形檢查：孔壁表面疲勞裂紋擴展所致。圖9昵斷口的宏觀照片。掃描電鏡下可見疲勞裂紋萌生于10孔內(nèi)壁表面（圖9b）,從圖中可見A區(qū)呈弧形，斷面十分明亮、平整；B區(qū)顏色較暗，呈月牙狀；C區(qū)顏色更暗；D區(qū)海灘花樣多而且典型。高倍

28、下，A區(qū)有大量磨損后的韌窩，這些韌窩面積大，深度淺。B區(qū)高倍下呈沿晶斷特征（圖9c）;C區(qū)是沿晶和穿晶混合區(qū)。有少量疲勞條帶（圖9d）。對飛行時間為1500h的飛機要加強對10孔裂紋的探傷檢查.尤其是孔壁裂紋，一旦發(fā)現(xiàn)可能存在裂紋，必須用鑄硅膠法認(rèn)真檢查，并及時采取適當(dāng)修理措施。當(dāng)10孔發(fā)現(xiàn)裂紋，從下緣條下面可檢查的裂紋深度達(dá)2.9ram,飛行時間已達(dá)到2870飛行小時的飛機應(yīng)予停飛。圖9斷口照片（a）斷口的宏觀照片（b）白色箭頭處的放大照片（c）B區(qū)的沿晶斷裂照片（d）C區(qū)的沿晶斷裂特征和疲勞條帶9.2 硬度檢查經(jīng)滲透探傷檢驗，噴涂層組織致密，無微細(xì)裂紋、氣孔等缺陷，噴涂層的內(nèi)在質(zhì)量滿足使用

29、要求。在洛氏硬度機上測定噴涂層的硬度，選抒合適的鋼球，將噴涂修復(fù)部位平穩(wěn)放置.施加小負(fù)荷，時間控制在10s內(nèi)，并校正刻度表尺指零位，然后放開操縱桿施加主載荷,15折卸除主載荷，并讀出刻度表的硬度值。經(jīng)測定，噴涂層硬度為65HRC,滿足使用要求。9.3 金相組織檢查對經(jīng)過熱處理的試樣研磨拋光，用體積分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精侵蝕后，在光學(xué)顯微鏡下對材料組織進(jìn)行金相分析，如圖4所示.從圖4中可以看出，該鋼的組織主要為板條馬氏體，由于30CrMnSiNi2A鋼中Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.4%1.8%,Ni對晶粒有細(xì)化的作用，因止匕,馬氏體的板條束較細(xì)，且具有很高的位錯密度。板條束越細(xì)的馬氏體，對相界面位錯運動產(chǎn)

30、生的阻力會越大，馬氏體的強度就越高，因此30CrMnSiNi2A鋼的準(zhǔn)靜態(tài)強度可以達(dá)到1587Mpa。止匕外，馬氏體板條內(nèi)部有大量的彌散析出碳化物質(zhì)點，有利于提高30CrMnSiNi2A剛強度，但晶界上碳化物降低了晶界結(jié)合力，在受力時，易在晶界萌生裂紋，并由于晶界結(jié)合力的降低，裂紋沿晶面擴展，從而發(fā)生沿晶斷裂，出現(xiàn)試樣在較高應(yīng)變率和較高沖擊載荷情況下發(fā)生45度剪切破壞。圖1030CrMnSiNi2A鋼試樣的金相照片斷口分析是材料失效分柝的重要手段之一。在JsM840型掃描電鏡上對退火狀態(tài)30CrMnSiNi2A鋼插銷試樣斷口冷裂紋擴展區(qū)的斷口特征進(jìn)行了分析，可得出退火狀態(tài)下的30CrMnSiN

31、i2A鋼缺口插銷試樣的冷裂紋擴展區(qū)斷口形貌均為沿晶與解理2種形貌，且隨著預(yù)熱溫度的提高，斷口中的沿晶形貌所占比例減少，解理形貌比例增加，這說明隨著預(yù)熱溫度的不斷提高，退火狀態(tài)試驗材料焊接接頭抗冷裂紋能力不斷增強?？梢缘贸觯?1)30CrMnSiNi2A超高強度鋼碳當(dāng)量較高，淬硬傾向也相對較大，焊接接頭冷裂紋敏感性較強。(2)預(yù)熱是防止冷裂紋的有效措施，隨著預(yù)熱溫度的提高，退火狀態(tài)下30CrMnSiNi2A鋼的臨界斷裂應(yīng)力顯著提高，試驗材料焊接冷裂紋敏感陛降低。當(dāng)預(yù)熱溫度在20400C范圍內(nèi)時，預(yù)熱溫度與臨界斷裂應(yīng)力呈線性關(guān)系。(3)退火狀態(tài)下的30CrMnSiNi2A鋼插銷試樣的冷裂紋擴展區(qū)斷

32、口形貌均為沿晶與解理2種。隨著預(yù)熱溫度的提高，沿晶形貌所占比例逐漸減少，解理形貌比例增加，焊接接頭冷裂紋敏感性降低。冷裂紋是30CrMnSiNi2A超高強鋼焊接面臨的主要問題之一。當(dāng)預(yù)熱溫度在20400c范圍內(nèi)，焊接接頭冷裂紋敏感性隨預(yù)熱溫度的提高而顯著降低；插試樣的冷裂紋擴展區(qū)斷口為沿晶與解理形貌2種，隨著預(yù)熱溫度的升高，沿品彤貌所占比例逐漸減少，解理彤貌比例增加。(a)室溫T=20C(b)T=250C(c)=320C(d)=400C圖11退火狀態(tài)試樣斷口圖1030CrMnSiNi2A鋼熱處理常見缺陷的預(yù)防及補救方法熱處理過程中既要防止脫碳，又要防止增碳，還要防止吸氫。熱處理后檢驗硬度、力學(xué)性能、變形量、脫碳層及探傷。10.1 成