【正文】 時(shí)間一共由三部分組成：①升溫時(shí)間；②透熱時(shí)間；③組織轉(zhuǎn)變時(shí)間。因?yàn)?20鋼的Ac3點(diǎn)溫度是 854℃，所以加熱溫度為 880～ 900℃。一般在空氣爐中的加熱比在鹽浴爐中加熱要高 10～ 30℃，采用油、硝鹽淬火介質(zhì)時(shí)，淬火加熱溫度比用水淬火時(shí)要提高 20℃左右。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。 冷卻方法：出爐空冷， 滲碳過程以后 20 鋼的 表面硬度 60HRC。適應(yīng)于大批量生產(chǎn)，且使用最為廣泛。首先是滲碳?xì)夥赵诟邷叵路纸饣钚栽?，? 隨后 ，活性碳原子被鋼表面吸收而溶于奧氏體中，并向鋼內(nèi)擴(kuò)散而形成一定深度的滲碳層 。如圖所示 ? 液滴式氣體滲碳 原理： 向滲碳爐內(nèi)滴入液態(tài)碳?xì)洌ɑ蛱細(xì)溲酰┗衔?，?jīng)過熱解，形成 C，CO、及少量 2CO 、 OH2 的氣氛，其中 4CH 和及 CO 在與爐罐及鋼件表面接觸時(shí)發(fā)生分解，析出活性碳原子滲入工件。 20 鋼表面滲碳工藝的制定 滲碳是目前機(jī)械制造工藝中應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)熱處理方法，其工藝特點(diǎn)是將低碳鋼或低碳合金鋼零件在增碳的活性介質(zhì)（滲碳劑）加熱到高溫，使碳原子滲入表面層，繼之以淬火并低溫回火，使零件表層與心部具有不同成分、組織與性能。鋼具有高硬度和高耐磨性，使內(nèi)應(yīng)力和脆性 降低。 低溫回火又稱“消除應(yīng)力回火”。此為正火后的正常組織。 ? 冷卻方法 由《熱處理工藝規(guī)范與數(shù)據(jù)手冊(cè)》選擇 20 鋼預(yù)先熱處理的冷卻方式為靜止在空氣中冷卻。保溫時(shí)間的確定也與鋼的成分、工件的尺寸與形狀等有關(guān)。此時(shí)自由鐵素體全部轉(zhuǎn)化為奧氏體。 20 鋼的相變臨界點(diǎn) Ac1=735℃， Ac3 或 Acm=854℃， Ar1=682℃，Ar3=835℃。其目的是在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料的內(nèi)應(yīng)力，降低材料的硬 度，為接下來的加工做準(zhǔn)備。根據(jù)本設(shè)計(jì)中零件尺寸及形狀的實(shí)際情況，采用低溫入爐加熱，加熱速度為 90～ 100℃ /h 能夠達(dá)到目的。為防止變形開裂，應(yīng)該適當(dāng)控制加熱速度。 ? 預(yù)備熱處理工藝制度的制訂 根據(jù)所加工零件的性能要求以及所選 20 鋼材料的性質(zhì)，選擇預(yù)先熱處理方式為正火。 10 時(shí)間 /h 熱處理工藝制度 的制定 因?yàn)?20 號(hào)鋼屬于低碳鋼，所以預(yù)先熱處理采用正火處理，否則硬度太低，機(jī)加工發(fā)黏。 熱處理工藝設(shè)計(jì) 20 鋼材料 的 CCT 及 TTT 圖 從 TTT 圖可看出，亞共析鋼過冷奧氏體在高溫轉(zhuǎn)變時(shí)首先轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體（ F），隨著含碳量的減少， C 曲線位置往左移，同時(shí) Ms、 Mf 往上移。 修整： 這是變速器、驅(qū)動(dòng)橋齒輪裝配前對(duì)齒部進(jìn)行磕碰毛刺的檢查清理，以消除它們?cè)谘b配后引起噪聲異響。 熱處理： 精加工之前的最終熱處理，按照零件所需達(dá)到的性能，最終熱處理工藝為表面滲碳以獲得一定得表面硬度，然后淬火加低溫回火，使零件具備必須的韌度，以及穩(wěn)定合理的心部組織。 滾、插齒： 加工齒部所用設(shè)備采用普通滾齒機(jī)和插齒機(jī)，調(diào)整維護(hù)方便 。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。 鑄造制坯 預(yù)先熱處理（ 正火） :正火的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度 ,防止機(jī)加工發(fā)黏和為最終熱處理做組織預(yù)備，以有效減少熱處理變形。 用途： 常用于制造受力不大，韌度較高的結(jié)構(gòu)件和零件以及制造強(qiáng)度要求不太高的滲碳受磨零件 ,如焊接容器、螺母、螺釘、凸輪、齒輪等。該鋼強(qiáng)度低，韌性、塑性和焊接性均好。切削加工性冷拔或正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好、一般用于制造受力不大而韌性要求高的。 20鋼材料的性能及用途 性能： 強(qiáng)度比 15 號(hào)鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。 根據(jù)齒輪的工作條件及失效形式，對(duì)齒輪的性能要求如下 ： ； ； 。 齒輪主要用 于傳遞扭矩和調(diào)節(jié)速度，其工作時(shí)的受力情況是 ： ，齒根承受很大的交變彎曲應(yīng)力； ，啟動(dòng)或嚙合不均時(shí)，齒根承受一定沖擊載荷； ，承受很大的接觸壓應(yīng)力及摩擦力的作用。 材料選擇 選擇 20 鋼材料。 工藝性原則 零件毛坯主要有鑄件、鍛件、焊接件和型材四種，熟悉材料的加工工藝過程和材料的工藝性能 ，使所選材料比較容易加工成工件，在選材時(shí)必須考慮材料的加工工藝性能。服役條件不同，性能要求也不一樣。 6 第二章 材料選擇 及 基本參數(shù) 熱處理零件的選材原 則 使用性原則 使用性原則是零件在使用中應(yīng)該具有的性能，這是保證零件完成規(guī)定功能的必要條件。 一般根據(jù) 零件使用性能及技術(shù)要求，提出所可能實(shí)施的幾種熱處理工藝方案，首先從其所可能達(dá)到的性能要求，工藝操作的繁簡(jiǎn)及質(zhì)量可靠性等進(jìn)行分析比較，再根據(jù)生產(chǎn)批量的大小，現(xiàn)有設(shè)備條件及國(guó)內(nèi)外熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定最佳熱處理工藝方案。 。 、冷卻介質(zhì)。 設(shè)計(jì)步驟 。 ，進(jìn)行金相組織分析和材料性能檢測(cè)等。 、路線、參 數(shù)，合理選擇熱處理設(shè)備并正確操作。包括選材 依據(jù)、 加工 工藝 流程 及 方法、熱處理 工藝路線及參數(shù)的確定、熱處理設(shè)備的 選擇 及操作、材料性能檢測(cè)及缺陷檢驗(yàn)與 分析等。 。 、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。 課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)屬于《金屬熱處理原理與工藝》課程的延續(xù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握金屬熱處理工藝設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和方法。通過課程設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生初步的設(shè)計(jì)思想、分析問題和解決問題的能力，根據(jù) 實(shí)際需要 和要求， 掌握 金屬材料（零件 ） 的 選材、加工 、 熱處理設(shè)計(jì)、 確定 最終 的工藝 路線、 熱處理 設(shè)備選用 及熱處理 缺陷分析等流程的一般方法和步驟；初步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)基本技能和對(duì)工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度。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(diǎn)﹑要求和技術(shù)條件，認(rèn)真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能失效形式，正確選擇材料；再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模﹑現(xiàn)場(chǎng)條件﹑熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性﹑方便性﹑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。 現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)械零部件﹑工模具等提出的要求愈來愈高。 熱處理工藝是整個(gè)金屬材料工程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它與工件設(shè)計(jì)及其它加工工藝之間存在密切關(guān)系。 本課程設(shè)計(jì)是在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》﹑《金屬熱處理工藝學(xué)》﹑《失效分析》﹑《金屬力學(xué)性能》等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，是理論與實(shí)踐 相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。 參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 金屬熱處理工藝與 設(shè)備 課程設(shè)計(jì) 題目： 高速、輕載或高速、中載，有沖擊的小齒輪 齒輪外徑 100mm，厚度 30mm 院系： 材料科學(xué)與工程 班級(jí) ： 材料