金属材料综合课程设计化学热处理 - 图文(3)

2019-01-10 13:15

参数见表6

表6

5.2.8渗碳工艺

装炉后排气,滴油量35~65滴/分钟,保温时间160~180滴/分钟,一小时后查看式样,渗层厚度达到1.0mm时滴油量为140~160滴 /分钟,渗层达到要求后降温到850±10℃预冷30分钟,为淬火做准备。 5.2.9 渗碳工艺曲线 渗碳工艺曲线图见图2

图2 渗碳工艺曲线

5.2.10 渗碳后的组织 表面:碳化物+珠光体+铁素体 心部:珠光体+铁素体

5.3 淬火

把钢加热到Ac3或Ac1以上,保温一定时间,以大于临界冷却速度的冷速冷却,从而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 组织:主要为M、B或M+B的混合物

目的:提高零件的硬度、强度和耐磨性;如刃具、量具、模具等;获得良好的综合力学性能;如各种机器零件;改善钢的物理和化学性能;如用高碳钢和磁钢制的永久磁铁、不锈钢和耐热钢。

为正确进行淬火,必须考虑以下三个因素:淬火加热温度,保温时间和冷却速度

1)淬火加热温度 820~850

2)保温时间 淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。

3)冷却速度 应大于临界冷速,以保证获得马氏体组织,在这个前提下又应尽量缓慢冷却,以减小内应力,防止变形和开裂。

为了保证淬火效果,应选用适当的冷却介质。淬火冷却速度太快,奥氏体向马氏体转变剧烈、积收体缩,引起很大的内应力,容易造成齿轮的变形和开裂,由于20CrMnTi是合金钢,淬透性 较好,故选择油冷减小冷却速度,防止淬火造成齿轮变形或开裂。时也能获得马氏同体组织,达到较高的硬度。 钢的加热温度一般可根据Fe-Fe3C相图选择,亚共析钢淬火加热温度选择Ac3以上30℃~50℃,过共析钢淬火加热温度选择Ac1以上30℃~50℃。根据渗碳后齿轮的表层含碳量的分布状况及实践经验从900℃预冷到820℃左右进行油冷可以得到好的效果。加热温度过高或保温时间过长,会引起奥氏体的晶粒粗大引起过热或晶界氧化并部分熔化的过烧现象。过热时奥氏体的晶粒粗大不仅降低齿轮力学性能, 也容易引起齿轮的变形和开裂。过烧后的工件只能报废。加热温度过低、保温时间不足会引起硬度不足。故可选择900℃温度渗碳,预冷8 2 0℃ 左右油冷淬火。淬火冷却速度太快,奥氏体向马氏体组织转变剧烈、体积收缩,引起很大的内应力,容易造成齿轮的变形和开裂,由于20CrMnTi是合金钢,淬透性较好,故选择油冷减小冷却速度,防止淬火造成齿轮变形或开裂。同时也能获得马氏体组织,达到较高的硬度。

5.4 低温回火

将淬火后的钢在A1以下温度加热、保温并以适当速度冷却低温(150~250℃)消除淬火应力,稳定组织,减少残余奥氏体的数量,达到所需要的性能。低温回火时,工件表面马氏体中过饱和碳原子以碳化物的形式逐步析出,马氏体晶格畸变程度减弱,内应力有所降低。此时的回火组织由马氏体和碳化物组成,称为回火马氏体。虽然马氏体的分解使α- F e中碳的过饱和程度降低, 钢的硬度相应下降,但析出的碳化物又对基体起强化作用,部分的残余奥氏体分解为回火马氏体,所以钢仍保持很高的硬度和耐磨性。同时芯部为原始组织淬火加低温回火所得到的低碳回火马氏体+残余奥氏体+铁素体,具有较好的任性。

淬火后的钢组织是马氏体及少量残余奥氏体,它们都是不稳定的组织,有向稳定组织转变的趋势,同时淬火时产生内应力。为了减小或消除淬火内应力, 稳定组织和尺寸,获得所需的力学性能,实践证明重载齿轮选择在200℃进行4小时低温回火工艺较好。低温回火时马氏体中过饱和碳原子以碳化物的形式逐步析出, 马氏体晶格畸变程度减弱,内应力有所降低。此时的回火组织由马氏体和碳化物组成, 称为回火马氏体。虽然马氏体的分解使α-Fe中碳的过饱和程度降低,钢的硬度相应下降,但析出的碳化物又对基体起强化作用, 部分的残余奥氏体分解为回火马氏体, 所以钢仍保持很高的硬度和耐磨性和一定的韧性。回火的过程中要注意防止低温回火脆性,防止低温回火脆性可采取下列措施: (1)减少P、N等杂质,可以减轻回火脆性;

(2)不在300℃左右范围内回火,避开低温回火脆性区。

(3)添加元素si,可使£碳化物变稳定,抑制渗碳体的析出和成长,使脆化区向高温一侧移动。

6、热处理卡片

7、车间平面示意图


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