【正文】 同時我在這里也感謝各位相關(guān)老師的悉心指導(dǎo)和大力幫助，謝學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)院給予我這次學(xué)習(xí)的機(jī)會，通過兩年的大學(xué)生涯，讓我走向社會、走入工作崗位。在此，非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)給予了我這次機(jī)會，讓我得以施展自己所學(xué)，達(dá)到學(xué)以致 用的目的。在該結(jié)構(gòu)的整個設(shè)計(jì)過程中，學(xué)院為我們提供了業(yè)務(wù)能力較高的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師和學(xué)校圖書館里大量豐富的資料以及優(yōu)質(zhì)高性能的設(shè)備，為我們創(chuàng)造了優(yōu)良的設(shè)計(jì)環(huán)境，給我們的設(shè)計(jì)奠定了一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 31 五 結(jié)論 在機(jī)械零件制造領(lǐng)域里，相關(guān)參考資料上所給 的材料熱處理后的機(jī)械性能數(shù)據(jù)一般是以該材料制 成的簡單試樣進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)測得的，在實(shí)際生 產(chǎn)中可以參考借鑒，但通常不能照搬，因?yàn)閰⒖假Y料 上樣件結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)條件同實(shí)際設(shè)計(jì)的機(jī)械零件在外 形結(jié)構(gòu)、工作條件上有差異，試樣材料的機(jī)械性能數(shù) 據(jù)不能確切地反映實(shí)際機(jī)械零件承受載荷的實(shí)際能 力。 42CrMo 鋼在調(diào)質(zhì) ,感應(yīng)淬火，低溫回火后，表面硬度可達(dá) HRC50以上，心部硬度可達(dá) 35~45。）。由繪制的硬度變化曲線，確定從零件表面到硬度值等于極限硬 度的距離，這個距離就是感應(yīng)淬火后的有效硬化層深度（有效硬化層深度 (DS)：是指從零件表面到維氏硬度等于極限硬度那一層之間的距離。當(dāng)表面硬化層深度大時，各壓痕中心的距離可以大一些，但在接近極限硬度區(qū)域附近，仍應(yīng)保持壓痕中心之間的距離為 ?？刹捎糜捕确y量。 （ 1）工件變形 檢查 根據(jù)圖樣技術(shù)要求檢查工件的撓曲變形、尺寸及幾何形狀的變化 。 四 、質(zhì)量檢驗(yàn) 項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn) 檢查工件表面有無腐蝕或氧化皮。 40Cr 鋼的原始組織為球狀珠光體，由于球狀的 接觸面積小，同時鉻能阻礙碳的擴(kuò)散，而鉻本身擴(kuò)散速 度較慢，因此加熱溫度應(yīng)選擇上限，且保溫時間加長，否 則球狀滲碳體很難完全溶解而被保留下來，造成淬火后 硬度及強(qiáng)度下降。 40Cr 正火后的組織 見圖 5。結(jié) 論見表 2 沖擊韌性值，表 3 退火、正火的布氏硬度值，表 4 淬火后回火熱處理的洛氏硬度值。高溫回火溫 度為 500C～ 650 C，可選用加熱溫度為 620 C； 保溫 時間為 60min；空冷。 3． 4． 2 中溫回火 中溫回火溫度為 350 C～ 500 C，選用溫度為 460 C；保溫時間為 50min； 空冷。 (3)回火工藝的制定 3． 4． 1 低溫回火 圖 3 為淬火加低溫回火工藝曲線圖。加熱溫度： A 。 + (30~50)C，由此確定加熱溫度 為 850 C；保溫時間： 120min；冷卻方式：空冷。 + (3O～ 50) C，由此確定加熱溫度為 850 C；保溫時間： 120min； 冷卻方式：隨爐冷卻。 （ 1） 退火工藝的制定 圖 1 為退火及正火工藝曲線圖。繼續(xù)冷卻時，心部要發(fā)生收縮，這時表層已冷硬不讓收縮，于是對心部產(chǎn)生 拉應(yīng)力，表層則受壓應(yīng)力，這種應(yīng)力在冷卻結(jié)束后仍存在于工件內(nèi)部，叫殘余應(yīng)力。透熱后，心部溫度升高而膨脹，使表層產(chǎn)生塑性變形，此時，工件表現(xiàn)為體積膨脹。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 25 ： （ 1）熱應(yīng)力：工件加熱或冷卻時，由于工件表層和心部溫度變化不同時，造成熱脹冷縮不均，這種由熱脹冷縮不均而產(chǎn)生的應(yīng)力叫熱應(yīng)力。所以有必要對淬火過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有所了解。 （ 6） 變形和開裂 減少變形及防止裂紋的措施 淬火的目的是為了獲得馬氏體，就要快速冷卻，但這又會引起淬 火內(nèi)應(yīng)力，淬火工件發(fā)生變形和開裂的根本原因是由于淬火內(nèi)應(yīng)力造成的。但如果 不注意這種特性，有時就會成為回火缺陷的根源。出現(xiàn)硬度不合格時，首先要查找原因，檢查是否發(fā)生混料，因?yàn)檫@也是引起淬火后硬度不合格的主要原因。 硬度過高一般是因回火溫度不夠造成的 ，補(bǔ)救方法是按正?；? 火規(guī)范重新回火。有回火硬化（二次硬化）現(xiàn)象的高合金鋼，比較容易產(chǎn)生回火裂紋。 （ 5）回火缺陷 回火缺陷主要指回火裂紋和回火硬度不合格。同時，淬火殘余應(yīng)力的存在會助長裂紋產(chǎn)生。 在淬火技術(shù)方面，應(yīng)特別注意在點(diǎn)以下 Ms 點(diǎn)以上快冷、在 Ms 慢冷，即遵守 “ 先快后慢 ” 的原則，如雙介質(zhì)淬火和分級淬火能有效防止淬火裂紋。 淬火裂紋的防止： 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 24 淬火裂紋一旦產(chǎn)生便無法挽救，因此必須設(shè)法防止。 ：如工件壁厚相差懸殊，具有形成 應(yīng)力集中的尖角、凹角等。 熱處理工藝：如過熱、脫碳、冷速過快、冷卻操作不當(dāng)、淬火后 未及時回火等。磨削裂紋的方向總是垂直于磨削方向并呈平行線形樣式，淬火裂紋則與磨削方向無關(guān)并呈刀割狀開裂。 最常見的淬火裂紋如圖 254 所示，有縱向裂紋、橫向裂紋、網(wǎng) 狀裂紋和應(yīng)力集中裂紋幾種。 （ 4） 淬火裂紋 淬火裂紋是由于淬火內(nèi)應(yīng)力在工件表層的拉應(yīng)力超過冷卻時鋼 的斷裂強(qiáng)度而引起的，這種裂紋是工件在進(jìn)入冷卻介質(zhì)中不久之后，溫度降至 Ms 點(diǎn)（大約為 250 度）以下時產(chǎn)生的。軟點(diǎn)可用銼刀檢查，云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 容易銼動的地方即是軟點(diǎn)所在部位。 （ 3） 軟點(diǎn)： 工件或鋼材淬火硬化后，表面硬度偏低的小區(qū)域被稱之為軟點(diǎn)。有過熱缺陷的工件，可先進(jìn)行一次細(xì)化組織的正火或退火，然后再按正常規(guī)范重新淬火。在加熱溫度更高的情況下，鋼的奧氏體晶粒進(jìn)一步粗化，并產(chǎn)生晶界氧化，嚴(yán)重時還會引起晶界熔化，這種現(xiàn)象叫過燒。過熱的工件幾乎不能防止淬火裂紋產(chǎn)生。此外，對普通箱式爐稍加改造后，采用滴入煤油的辦法進(jìn)行保護(hù)，可大大改善加熱工件的表面質(zhì)量。為了防止氧化、脫碳，根據(jù)工件的技術(shù)要求和實(shí)際情況，可以采用保護(hù)氣氛加熱、真空加熱，以及用工件表面涂料包裝加熱等方法。由于碳的擴(kuò)散速度較快，所以鋼的脫碳速度總是大于其氧化速度。在 570 度以下氧化膜則由比較致密的 Fe3O4 所構(gòu)成，由于處于工件表面的這種氧化膜結(jié)構(gòu)致密，與基體結(jié)合牢固，氧原子難以繼續(xù)滲入，故氧化的速度比較緩慢。由圖可見，隨著加熱溫度的升高，原子擴(kuò)散速度增大，鋼的氧化速度便急劇地增大，特別是在 570 度以上，所形成的氧化膜是以是 FeO 為主，它是不致密的，結(jié)構(gòu)疏松的。由于氧化鐵皮的形成，使工件的尺寸減小，表面光潔度降低，還會嚴(yán)重地影響到淬火時的冷卻速度，致使工件表面產(chǎn)生軟點(diǎn)和硬度不足。 熱處理的常見缺陷及補(bǔ)救措施 （ 1）氧化和脫碳： 工件在加熱過程中，由于周圍的加熱介質(zhì)與鋼表面所起的化學(xué)作用，會使鋼發(fā)生氧化與脫碳，嚴(yán)重影響淬火工件的質(zhì)量。例如低合金高強(qiáng)度鋼當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過 %，雖然隨著談的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增高強(qiáng)度持續(xù)增高，但鋼的韌性特別是斷裂韌度顯著下降。 合金調(diào)質(zhì)鋼有較大高溫的回脆傾向，為防止高溫脆性發(fā)生，高溫回火后要采用水冷或油冷，對于大鍛件體要采用合金化方法防止回脆，調(diào)質(zhì)鋼不一定都進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，因?yàn)榛鼗鹚魇象w組織不能充分發(fā)揮碳提高鋼的強(qiáng)度方面的潛力， 所以可采用淬火加低溫回火代替調(diào)質(zhì)。對合金含量較低的鋼，可采用正火或者完全退火，對合金含量較高的鋼采用正火加高溫回火做預(yù)備熱處理，高溫回火可使正火處理得到馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榱钪楣怏w。具有較高的強(qiáng)度和硬度，調(diào)制后可獲得回火索氏體具有較高的強(qiáng)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30MM~40MM，適用于制造較重的調(diào)制件，如機(jī)床主軸、汽車、拖拉機(jī)上的連桿、螺栓等。但淬火后工件硬度過低，有的甚至只有 HRC25~35，必須重新淬火，絕不能只施以中溫或低溫回火以達(dá)到圖紙要求完事，不然，失去了調(diào)質(zhì)的意義，并有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 （六）未經(jīng)加工毛坯調(diào)質(zhì)，硬度不會均勻，如要得到好的調(diào)質(zhì)質(zhì)量，毛坯應(yīng)粗車，棒料要云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 鍛打。 （五）要注意冷卻液的溫度， 10%鹽水的溫度如高于 60℃ ，不能使用。 （三）工件入水排列應(yīng)保持一定距離，過密使工件近處蒸氣膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。所以小零件冷卻液要講究速度，大工件予冷要掌握時間?；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ?，必要時再施以消除應(yīng)力處理。 （二） 40Cr 工件調(diào)質(zhì)后硬度仍然偏高，第二次回火溫度就要增加 20~50℃ ，不然，硬度降低困難。 40Cr 工件調(diào)質(zhì)的淬回火，各種參數(shù)工藝卡片都有規(guī)定，我們在實(shí)際操作中體會是： （一） 40Cr 工件淬火后應(yīng)采用油冷， 40Cr 鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件，應(yīng)采用 Cr 鋼。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測試，這就是說，淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來檢查。 調(diào)質(zhì)淬火時，要求工件整個截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。如果含碳量過高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠，如含碳量過低，云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 韌性提高而強(qiáng)度不足。 回火后空冷即可。 （ 6）確定回火保溫時間。 不同含碳量與回火溫度的曲線中（《鋼的熱處理》胡光立、謝希文 西北工業(yè)大學(xué)出版社。 （ 4）淬火保溫時間的確定 根據(jù)有效長度Φ /2=80/2=40mm，可查知，保溫時間要大于 56min，為保證獲得理想組織可選 1h。帶有通孔的工件 ,其壁厚為有效厚度 . 一般情況下，碳鋼可以按工件有效厚度每 25毫米為一小時來計(jì)算，合金鋼可以按工件的有效厚度每 20毫米一小時來計(jì)算保溫時間 ，加熱時間應(yīng)為 2～ 3小時左右。長方體工件的高和寬小者為其有效厚度 。長的圓棒料直徑為其有效厚度 。加熱溫度過云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 低先共析鐵素體未能全部溶解而達(dá)不到細(xì)化晶粒的作用，加熱溫度過高會造成晶粒粗化惡化鋼的力學(xué)性能 ，所以我們可以選著 870℃。 熱處理工藝的確定 （ 1）正火加熱溫度 通常對于 亞 共析鋼正火的加熱溫度通常為 Ac3以上 30～ 50℃ ,而對于 中 碳合金鋼的正火溫度正火溫度通常為 Ac3以上 50～ 100℃ ，保溫一定時間后取出噴霧冷卻這種冷卻方式稱為高溫正火。若及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理有困難，可進(jìn)行中間退火或在高于預(yù)熱的溫度下保溫一段時間，以排除 擴(kuò)散氫并軟化組織。 焊接方法不受限制 用較大線能量，適當(dāng)提高預(yù)熱溫度，一般預(yù)熱溫度及層間溫度可控制在250～ 300℃ 之間。過熱區(qū)在冷速較大時，很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區(qū)脆化。 40Cr 的焊接性： 結(jié)晶時易偏析，對結(jié)晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開 裂。軟氮化是活性氮化 ,現(xiàn)在比較常用的是氣體氮化 . 焊接 40Cr 焊接前注意預(yù)熱，以防止因基體散熱，造成焊縫內(nèi)部激冷淬裂。