【正文】 是對在第一類回火脆性區(qū)進行回火的工件，按返修規(guī)范重新淬火并避開該脆性區(qū)進行回火；對因在第二類回火脆性區(qū)回火而未快冷的工件，可采用稍高一些的溫度進行短時回火并快冷。生產(chǎn)中主要從以下幾方面來考慮： 回火缺陷 （ 1）硬度不合格 回火后過高一般是回火不充分所造成的，補救辦法是按正常回火規(guī)范重新回火。淬火內(nèi)應力按其形成的原因，可分為兩類： 它是在加熱和冷卻過程中，由于工件各部分間存在溫差所造成的熱脹冷縮先后不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應力。 工件在介質(zhì)中移動不充分，淬火時堆在一起，工件表面有氧化皮等污物附著以及冷卻介質(zhì) 混有肥皂、油污等，都會造成工件冷卻不均勻，使局部小區(qū)域發(fā)生高溫轉(zhuǎn)變而形成軟點。 軟點 工件上硬度不足的小區(qū)域稱為軟點。 過共析鋼因過熱奧氏體溶有過量的碳和合金元素，使 Ms點大為降低，以致淬火后因殘留大量奧氏體而降低硬度。過燒組織晶粒極為粗大，晶界有氧化物網(wǎng)絡，鋼的性能急劇降低。 過熱和過燒 加熱溫度過高，或在高溫下加熱時間太長，引起奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗針狀馬氏體的現(xiàn)象，稱之為過燒。在保證工件淬火硬度和組織的前提下，盡量采用較低的加熱溫度，采用最短的加熱時間。脫碳時工件表面碳貧化從而導致工件淬火硬度和耐磨性降低?；ㄦI采用中頻加熱，淬硬層深度增加至～ 5mm，疲勞強度提高，經(jīng) 2500Hz 中頻淬火并 200℃低溫回火，表面硬度為 53～ 55HRC，據(jù)測量齒的根部有 589～ 736N/mm178。 經(jīng)過回火后的金相組織為：回火索氏體和回火屈氏體。 。首先是桿部和花鍵部分先淬入 10%的 NaCl 水溶液中，水溫加熱到 50℃左右 ,待桿部和花鍵部分在熱 NaCl 水溶液中冷卻到本體降到 600℃左右時，立即由溶液中提出，再將工件整體投入油中冷卻，溫度為 60～ 80℃。為達到要求性能，調(diào)質(zhì)工藝采用以下措 施： ，淬火后再 1/4 直徑處硬度應大于 45HRC，淬火組織為半馬氏體。其工藝是：加熱溫度為： 820～ 870℃。 熱處理工藝的確定 下料→鍛造→正火（預先熱處理）→粗加工→調(diào) 制 → 248。 試驗表明，采用第一種工 藝方案時，由于強度比較低，當與行星架錐度緊配合比較好時，常在錐度部分與法蘭盤連接處發(fā)生剪切斷他過過渡區(qū)的材料剪切強度，驅(qū)動軸將在花鍵根部迅速剪切斷裂，壽命更低。90 外圓高頻淬火目的是提高耐磨性，其與法蘭盤連接處直徑大，應力小，故強度足夠。 工藝路線如下： 法蘭盤：鍛造 →調(diào)質(zhì)→加工成形（花鍵孔只加工內(nèi)孔，鍵槽未拉）→ 248。 該工藝方案的優(yōu)點是：克服了第一方案的調(diào)質(zhì)效果不良，以及錐度與花鍵交界危險斷面處恰好是高頻淬火熱影響處的弱點，其使用性能將比第一方案大為改善。23 孔（應留加工余量，以備擴孔成 248。 該工藝方案的缺點是：加工余量大，浪費材料，調(diào)質(zhì)效果不好。當強度較高時，采用較低的回火溫度，反之選用較高的回火溫度。 40Cr 熱處理工藝特性 (1)預備熱處理 調(diào)至鋼經(jīng)加熱后，必須 經(jīng)過預備熱處理來降低硬度，便于切削加工，消除熱加工時造成的組織缺陷。通常是輕型車、尺寸較小的驅(qū)動軸選用中碳鋼；重型車、尺寸較大和工作應力大的驅(qū)動軸選用淬透性和強韌性較好的合金鋼。例如低合金高強度鋼當碳的質(zhì)量分數(shù)超過 %，雖然，隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增高強度持續(xù)增高，但鋼的韌性特別是斷裂韌度顯著下降。應用于航空航天結(jié)構(gòu)的低合金超高強度結(jié)構(gòu)鋼就是以調(diào)質(zhì)鋼為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。 最終熱處理為調(diào)質(zhì)，碳鋼淬火溫度為 Ac3+(30~50)℃ ，合金鋼 可適當提高淬火溫度，回火溫度為 500~650℃，具體回火溫度按硬度取，要求強度高的選下限。具有較高的強度和硬度，調(diào)質(zhì)后可獲得回火索氏體具有較高的強度、塑性、韌性、疲勞極限、斷裂韌度和較低的韌脆性轉(zhuǎn)折溫度，可以滿足工件使用的性能要求，少量合金元素的加入顯著增加了鋼的淬透性，一般采用油淬，油淬的臨界直徑是 30~40mm，適用制造較重的調(diào)質(zhì)件，如機床主軸、 汽車、拖拉機上的連桿、螺栓等。 可推遲珠光體相變，使 Ms 點降低，提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而降低淬火臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。顯著阻礙碳化物的聚集，阻礙鋼在回火時消除各類畸變的作用，而且一般都推遲了淬火鋼α相的回復、再結(jié)晶和碳化物聚集過程，從而抑制了鋼的硬度、強度的降低，增強了鋼的回火穩(wěn)定性。顯著的將α相的再結(jié)晶溫度推向高溫，使鋼中明顯出現(xiàn)回火脆性，強烈的阻止馬氏體分解的進一步發(fā)展，可改變鋼的各相組織，增加珠光體數(shù)量。 主要目的是增大鋼的淬透性，全部淬透零件在高溫回火后可獲得高而均勻的綜合力學性能，特別是高的屈強比，顯著強化鐵素體，比在一定范 圍內(nèi)還能提高鋼的韌性。其對碳在奧氏體中的擴散系數(shù)影響不大，對奧氏體形成速度無甚影響，可升高 A1 點，相對的減緩了奧氏體的形成速度。 3 40Cr 的基本性質(zhì) 40cr 的化學成分及力學性能 化學成分： 碳的含量為 ~% 硅的含量為 ~% 錳的含量為 ~% 鉻的含量為 ~% 力學性能： 退火硬度：小于 207HBS 正火硬度：小于 250HBS 調(diào)制處理：試樣直徑為 25mm, 850℃淬火加熱油淬 520℃回火后，抗拉強度為 980 兆帕，屈服點為 785 兆帕，斷面收縮率為 45%，沖擊吸收功為 47J,沖擊韌性為 千焦 /平方米 特性：調(diào)質(zhì)后，有良好的綜合性能，低溫沖擊性良好，缺口敏感性較低，有好的淬透性，正火調(diào)質(zhì)后加工性能良好。 驅(qū)動軸表面不應有折疊、凹陷、砸痕、裂紋等缺陷。 粗糙度：法蘭盤安裝端面不大于 ，非加工及桿根部圓角為毛坯表面，經(jīng)過加工的桿部不大 于 （噴丸處理允許增大到 ），桿根部圓角不大于 ，花鍵外圓定心表面不大于 ，花鍵齒側(cè)定心表面不大于 ，與軸承配合表面不大于 。 拖拉機驅(qū)動軸的性能要求 拖拉機驅(qū)動軸是傳遞扭矩的重要部件，要求材料有足夠的抗彎強度、疲勞強度和較好的韌性，耐磨性，具有合理的最佳靜扭強度和抗扭轉(zhuǎn)疲勞性能，要求其桿部硬度為 37～ 44HRC，盤部外圓硬度為 24～ 34HRC。 拖拉機驅(qū)動軸的服役條件和失效形式 拖拉機驅(qū)動軸是重要的傳力部件，不僅要傳遞來自發(fā)動機的扭矩，還要承受車輪上作用的垂直力、側(cè)向力及牽引力所形成的縱向力，使拖拉機易損部件之一。一般說，軸類零件感應淬火后，表面層存在殘余壓應力，次表層和淬火區(qū)域存在殘余拉應力。 驅(qū)動軸齒輪廣泛用于汽車、拖拉機等一切行走機械的差速器中，應用面廣，需求量大。主減速器從動齒輪所受徑向力則由差速器殼的兩軸承直接傳給主減速器殼。 驅(qū)動軸是旋轉(zhuǎn)運動 部件，當軸的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心線不重合時會產(chǎn)生方向周期性變化的慣性力，這一慣性力是激起驅(qū)動軸橫向振動的主要原因。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點、要求和技術(shù)條件入手，認真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能的失效形式，正確的選擇材料，再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)場條件，熱處理設備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟性，質(zhì)量穩(wěn)定性和便于管理，降低成本等因素，確定出一種最佳方案。 答辯過程要點 答辯組提問 回答問題情況 答辯組評語 成績 答辯委員會主任簽字 年 月 日 目錄 1. 前言 ..................................................1 2 驅(qū)動軸材料與熱處理工藝概況 .............................2 驅(qū)動軸的簡介 .........................................2 拖拉機驅(qū)動軸的服役條件和失效形式 .....................3 拖拉機驅(qū)動軸的性能要求 ...............................4 驅(qū)動軸熱處理工藝概況 .................................4 3 40Cr 的基本性質(zhì) ........................................5 40cr 的化學成分及力學性能 ............................6 合金元素的作用 .......................................6 40Cr 剛中硅元素的作用 ...............................6 40Cr 剛中鉻元素的作用 ...............................7 40Cr 剛中錳元素的作用 ...............................8 組織轉(zhuǎn)變及淬透性 .....................................8 4. 拖拉機驅(qū)動軸生產(chǎn)工藝路線及分析 ........................10 拖拉機驅(qū)動軸的選材 ...................................10 40Cr 熱處理工藝特性 ...................................11 40Cr 拖拉機驅(qū)動軸工藝路線及熱處理方案分析 .............11 熱處理工藝的確定 .....................................13 熱處理常見的缺陷及防護措施 ...........................15 氧化和脫碳 .........................................15 過熱和過燒 .........................................16 淬火硬度不夠 .......................................16 軟點 ..............................................17 變形和開裂 .........................................17 回火缺陷 ...........................................18 熱處理工藝及曲線圖 ...................................19 正火工藝的制定 .....................................19 淬火工藝的制定 .....................................19 回火工藝的制定 .....................................20 金相分析 .............................................21 正火熱處理的金相 分析 ...............................21 調(diào)原始組織為熱處理的金相組織 .......................22 5 質(zhì)量檢驗 ...............................................23 檢驗項目 .............................................23 硬度 ...............................................23 變形 ...............................................23 外觀 ...............................................23 評定標準 .............................................23 設計總結(jié) .................................................27 致謝 .....................................................28 參考文獻 .................................................29 1 前言 本畢業(yè)設計是在《材料科學基礎(chǔ)》《熱處理原理》《熱處理工藝》和《金屬材料學》等課程學習的基礎(chǔ)上并且結(jié)合本人今年在陜西飛機（集團）有限公司的實習經(jīng)歷，是理論與實際相結(jié)合所完成的。 選用 40Cr 鋼 作為 驅(qū)動軸材料，分析 40Cr 鋼的基本性質(zhì)確定 40Cr 鋼驅(qū)動軸熱處理 的工藝過程 ，通過金相實驗觀察它的組織結(jié)構(gòu)并且分析它的力學性質(zhì)等，分析了 驅(qū)動軸的 預備熱處理 與 最終熱處理 的目的與性能， 最后還進行 驅(qū)動軸熱處理后的 質(zhì)量檢驗。熱處理不僅對鍛造機械加工的順序進行和保證加工效果超著重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用壽命的方面起著重要作用。 2 驅(qū)動軸材料與熱處理概況 驅(qū)動軸的簡介 驅(qū)動軸是傳動系