【正文】 生脆斷。 20鋼的低溫回火處理 鋼的回火是一個由淬火馬氏體+殘余奧氏體組織向鐵素體和碳化物轉(zhuǎn)變的擴(kuò)散相變過程。 低碳鋼淬火后可得到板條狀馬氏體組織，它的特征是:尺寸大致相同的條狀馬氏體定向平行排列，組成馬氏體束或馬氏體區(qū)域，在區(qū)域與區(qū)域之間位向差較大，一顆原始的奧氏體晶粒內(nèi)可以形成幾個不同取向的區(qū)域。 組織及說明：低碳馬氏體，又稱板條狀馬氏體，硬度為46～47HRC。冷卻介質(zhì) 水冷，冷卻速度較快，是奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的馬氏體，試樣的硬度對比與其他兩種冷卻方式也較高，而油冷的方式較空冷速度較快，所以試樣的硬度比空冷的要大。冷卻時應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個前提下又應(yīng)盡量緩慢冷卻，以減少鋼中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。根據(jù)本設(shè)計中零件的相關(guān)尺寸計算，其中k取1，所以保溫時間為： τ=αKD=130=36min。保溫時間 保溫時間可以由經(jīng)驗公式τ=αKD來加以確定。 鋼的加熱時間的經(jīng)驗公式 τ=KW 式中 τ——加熱時間，Min或s； K——綜合物理因素； F——工件的表面積。加熱時間與保溫時間 爐中的工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臅r間，以保證必要的組織轉(zhuǎn)變和擴(kuò)散。加熱溫度 鋼的淬火加熱溫度與鋼的含碳量有關(guān)，亞共析鋼的加熱溫度為Ac3+（30～50）℃；共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度為Ac1+（30～50）℃。 淬火工藝制度的制定加熱速度 加熱速度與退火時的加熱速度相同，加熱速度選擇為90～100℃/h。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。 滲碳后的淬火 淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體冷卻方法：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。 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┗衔铮?jīng)過熱解，形成C，CO、及少量、的氣氛，其中和及CO在與爐罐及鋼件表面接觸時發(fā)生分解，析出活性碳原子滲入工件。低碳鋼在滲碳后在緩慢冷卻的條件下，滲碳層的組織基本上與Fe—Fe3C狀態(tài)圖上各相區(qū)相對應(yīng)，即由表面到中心依次為過共析區(qū)（滲碳體成網(wǎng)狀、粒狀或塊狀），共析區(qū)，亞共析區(qū)（即過渡層），中心組織即為原始組織。經(jīng)滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為5864HRC。回火溫度范圍為150250攝氏度，回火后的組織為回火馬氏體。l 最終熱處理工藝制度的制訂 由于齒輪零件的工作環(huán)境要求零件具有一定的耐磨性、表面硬度，具有一定的韌度，所以在精加工之前必須對零件表面進(jìn)行表面滲碳處理，以改善表面硬度和耐磨性，然后進(jìn)行淬火+低溫回火處理。20鋼正火后組織放大倍數(shù)：100浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：20鋼 處理：900℃加熱后正火處理 組織及說明：白色基體為鐵素體等軸晶，黑色塊狀為片狀珠光體。216。保溫時間的確定也與鋼的成分、工件的尺寸與形狀等有關(guān)。216。所以確定加熱溫度為900℃。20鋼屬于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工熱處理。 加熱溫度淬火是將工件加熱至Ac3或Acm以上40~60℃，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。根據(jù)本設(shè)計中零件尺寸及形狀的實際情況，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。正火鋼號加熱溫度/℃保溫時間/h冷卻方法硬度/HB20880~920 1~3靜止空氣中冷卻≤156溫 度 ℃保溫空冷加熱時間/h 20鋼正火工藝曲線216。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織，為后續(xù)機(jī)加工做準(zhǔn)備。從該材料CCT圖可看出，隨著過冷奧氏體冷卻 方式的不同，得到的最終組織產(chǎn)生很大差異。通過單對嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來完成。磨削加工：主要是對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進(jìn)行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。剃齒：剃齒加工是根據(jù)一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個角度，它們的嚙合為無側(cè)隙雙面嚙合的自由展成運動。數(shù)控車床加工的高效率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。車削加工：了滿足高精度齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。表1 20鋼材料化學(xué)成分牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%CSiMnCrNiCu ≤20~~~表2 20鋼材料力學(xué)性能機(jī)械性質(zhì)硬度（HB）抗拉強(qiáng)度 Mpa屈服強(qiáng)度 Mpa伸長率 %面積縮減 %沖擊功（J）156≥420≥250≥25≥55無第三章工藝設(shè)計材料的加工工藝路線是比較復(fù)雜的，根據(jù)對工件性能要求的不同，熱處理在加工工藝路線中的位置通常有以下三種情況：⑴ 毛坯→正火（退火）→機(jī)械加工→工件成品（一般工件） ⑵ 毛坯→預(yù)先熱處理（正火、退火或調(diào)質(zhì)）→粗加工→最終熱處理（淬火、回火、化學(xué)熱處理等）→精加工（要求較高的工件） ⑶ 毛坯→預(yù)先熱處理→粗加工→淬火、回火或化學(xué)熱處理→半精加工→穩(wěn)定化處理或化學(xué)熱處理→精加工→穩(wěn)定化處理→工件成品（精密工件）根據(jù)所選20鋼材料的特點及性能要求，該材料的加工工藝路線為： 毛坯→預(yù)先熱處理（正火、退火或調(diào)質(zhì)）→粗加工→最終熱處理（淬火、回火、化學(xué)熱處理等）→精加工（要求較高的工件）零件加工工藝具體步驟：鑄造制坯→預(yù)先熱處理（正火）→車削加工→滾、插齒→剃齒→熱處理→磨削加工→修整。抗拉強(qiáng)度為355~500MPa，伸長率≥24%。該鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳碳素鋼，冷擠壓、滲碳淬硬鋼。冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，