新闻动态
您所在的位置:网站首页 >> 技术支持 >>

典型零 部件热处理汇编

发布时间: 2017年02月26日
1. 渗碳钢
 
用途:主要作 于制作承受交变载荷、很大的接触应力,并在冲 击和严重磨损条件下工作的零件,如汽车、重型机床齿轮、活塞销,内燃机的凸轮轴等。
 
性能要求:“表硬心韧”。 要求零件表面硬度高、耐磨,心部则 具有较高的韧性和足够的强度以承受冲击。一般渗 碳件表面渗碳层淬火后硬度≥58HRC,心部35~45HRC。
 
成分:Wc=0.15—0.25%,保证心部塑韧性;
 
主加元素Cr、Ni、Mn、B,强化基体,提高淬透性,保证心部强韧性;
 
微量元素V、Ti、W、Mo,防止渗碳时过热,细化晶粒,提高耐磨性。
 
分类和典型牌号:                
 
低淬透性渗碳钢,典型钢种20、20Cr,其水淬临界直径20-35mm,渗碳淬火后,心部强韧性较低,只适于 制造受冲击载荷较小的耐磨零件,如活塞销、凸轮、滑块、小齿轮等。
 
中淬透性渗碳钢,典型钢种为20CrMnTi,其油淬临界直径约为25~60mm,主要用 于制造承受中等载荷、要求足 够冲击韧性和耐磨性的汽车、拖拉机齿轮等零件。
 
高淬透性渗碳钢,典型钢种为18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A,其油淬临界直径>100mm,主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件,如飞机、坦克中的曲轴、大模数齿轮等。
 
 常用牌号:15、20、20Cr、20CrMnTi、20MnTiB等,通常尺寸小、受力小的零件,采用低碳钢,而尺寸大的、受力大 的则采用低碳合金钢。
 
热处理特点:
 
预备热处理,一般是正火,组织为P+F,目的是调整硬度,改善组 织和切削加工性能;
 
最终热处理,一般是 渗碳后直接淬火+低温回火。其组织为:
 
表面组织为“M回+细小碳化物+少量Ar”,
 
心部组 织依钢的淬透性及工件尺寸而定,淬透时为低碳M回,未淬透为低碳M回+F+P。
 
应用举例:
 
下面以应用广泛的20CrMnTi钢为例,分析其 热处理工艺规范。
 
20CrMnTi是中淬透性钢,适宜制 造承受高速中载并且抗冲击和耐磨损的零件。如汽车、拖拉机 的后桥和变速箱齿轮、离合器轴、伞齿轮 和一些重要的轴类零件。
 
用20CrMnTi钢制作 齿轮的加工工艺路线如下:
 
下料→锻造→正火→机加工齿形→滲碳,预冷淬火+低温回火→磨齿。
 
预备热处理为正火,正火后的组织为(S+F),其目的 是改善锻造组织;调整硬度(170~210HBS)便于机加工。
 
最终热 处理为滲碳后预冷到875℃直接淬火+低温回火;预冷的 目的在于减少淬火变形,同时在预冷过程中,滲层中 可以析出二次滲碳体,在淬火 后减少了残余奥氏体量。最终热 处理后组织由表面到心部为“M回+细小碳化物+少量A残→M回+少量A残→低碳M+F+P。
 
 
2. 调质钢
 
采用调质处理,即淬火+高温回 火后使用的优质碳素钢和合金结构钢,统称为调质钢。
 
应用:用于受 力较复杂的重要结构零件。如机床主轴、火车发动机曲轴、汽车后 桥半轴等轴类零件,以及连杆、螺栓、齿轮等。
 
性能要求:具有良 好的综合力学性能,即高的强度、良好塑性和韧性。
 
成分特点:
 
碳含量:中碳Wc:0.25~0.5%,保证热 处理后具有足够的强度、良好的塑性和韧性。含碳量太低,强度硬度不足;太高,塑性、韧性降低;为达到两者兼顾,取中碳范围。一般碳 素调质钢的淬透性低,含碳量偏上限;合金调质钢淬透性好,随合金元素的增加,含碳量趋于下限,如30CrMnSi、38CrMoAl。
 
合金元素:主加Cr、Ni、Mn、Si、Al等,提高淬透性,调质处 理后有良好的综合力学性能;辅加W、Mo元素,防止高温回火脆性,细化晶粒,提高回火稳定性。
 
分类及典型牌号:按淬透性的高低,调质钢 大致可以分为三类:
 
①低淬透性调质钢。典型钢种45、40Cr,这类钢 的油淬临界直径最大为30~40mm,广泛用 于制造一般尺寸的重要零件,如轴、齿轮、连杆螺栓等。35SiMn、40MnB是为节 约铬而发展的代用钢种。
 
②中淬透性调质钢。典型钢种40CrNi,这类钢 的油淬临界直径最大为40~60mm,含有较多的合金元素,用于制造截面较大、承受较重载荷的零件,如曲轴、连杆等。
 
③高淬透性调质钢。典型钢种40CrNiMoA,这类钢 的油淬临界直径为60~100mm,多半为铬镍钢。铬、镍的适当配合,可大大提高淬透性,并能获 得比较优良的综合机械性能。用于制造大截面、承受重 负荷的重要零件,如汽轮机主轴、压力机曲轴、航空发动机曲轴等。
 
钢种的 选择根据零件的工作载荷大小及其尺寸、形状来确定的。载荷大、尺寸大、形状复杂的零件,为保证 有足够的淬透性,就要采用合金调质钢。
 
热处理工艺特点:
 
(1)预备热处理:采用完全退火或正火(高淬透 性的调质钢正火后应再高温回火),其目的是细化晶粒,改善组织;调整硬度,改善切削加工性能。组织(P+F)。
 
(2)最终热处理:
 
u       调质处理,组织为回火索氏体,具有良 好的综合机械性能。
 
u       调质处理+表面淬火、低温回火。对除了 要求良好综合机械性能外,还要求 表面具有高硬度、高耐磨性的调质件,调质处理后还需进行“表面淬火+低温回火”处理,表面淬 火多采用感应加热表面淬火。表面组织为M回,心部为S回。
 
 
 
举例:通过实 例分析热处理工艺规范
 
(1)用40Cr制作拖拉机上的连杆、螺栓。其工艺路线为:
 
下料→锻造→退火或正火→粗机加工→调质→精机加工→装配。
 
在工艺路线中,预备热处理采用退火(或正火),其目的 是改善锻造组织,细化晶粒;调整硬度、便于切削加工;为淬火做好组织准备。调质工艺采用830℃加热、油淬、得到马氏体组织;然后在525℃回火水冷,水冷为 防止第二类回火脆性,最终使 用状态下的组织为回火索氏体,具有良 好综合机械性能。
 
(2)45或40Cr钢制造 机床主轴或齿轮的生产工艺流程一般为:
 
下料→锻造→正火→机加工→调质处理→精加工→局部表面淬火+低温回火→磨削。
 
 
 
讨论题:
 
1.有一40Cr钢制机床主轴,心部要 求有良好的强韧性(200~300HBS),轴颈处要求硬而耐磨(54~58HRC),试回答下列问题:
 
(1)       应选择 何种预备及最终热处理?
 
(2)       说明各 热处理后的组织?
 
分析:40Cr为低淬透性钢,应采用 正火作预备热处理,细化晶粒,改善组 织及切削加工性能;正火处理后的组织为(P+F);
 
最终热 处理宜选用调质处理,然后对轴颈处进行“表面淬火+低温回火”的热处理,可达到性能要求。调质处 理后的组织为回火索氏体;“表面淬火+低温回火”后,心部组 织仍为回火索氏体,表面组织则为“M回+少量A残”。
 
2.某厂用45钢制作一批齿轮,制作过程中因45钢数量有够用,想用20钢代替。试问:这两种 钢在制作齿轮的热处下工艺上有何不同,并指出 热处理后的组织。
 
分析:45钢为调质钢,制作齿轮时,预备热处理采用正火,组织为(S+F),细化组织、改善切削加工性能;最终热 处理为调质处理,组织为S回,获得良 好综合力学性能;最后齿面再进行“表面淬火+低温回火”,齿轮心部组织为S回,齿面组织“M回+少量A残”,提高齿 面硬度及耐磨性,消除淬火应力。
 
20钢为渗碳钢,预备热处理采用正火,组织为S+F;机加工成形后渗碳,再淬火+低温回火,齿面组织为“M回+细小渗碳体+少量A残”,心部为“板条M回+S+F”。
 
 
 
新的趋势:用低碳和金刚经“淬火+ 低温回火”得到低 碳马氏体代替中碳调质钢,可以提 高零件的承载能力,减轻重量。在汽车、石油、矿山方面应用效果好。应用实例:
 
(1)汽车螺栓:用15MnVB代替40Cr,承载能力提高45—70%;使用寿命延长;
 
(2)用20SiMnMoV代替35CrMo制造石 油钻井用的吊环,使吊环质量减轻68公斤。
 
 
 
3. 弹簧钢
 
应用:用于制造汽车、拖拉机 和火车的板弹簧或螺旋弹簧。
 
性能要求:具有高 的弹性极限和屈强比,高的疲 劳强度和足够的塑性、韧性。
 
成分特点:
 
Wc :0.45—0.70% ,多数0.6% 左右,为中、高碳:含碳量过高,塑性和韧性降低,疲劳极限也下降。
 
Me :Si、Mn、Cr、V、Nb、Mo、W 。
 
主加元素Mn、Si,提高淬透性,提高强度及屈强比;辅加元素 W、Mo、V等,进一步提高淬透性,细化晶粒,提高回 火稳定性和耐热性。
 
常用牌号:65Mn 、60Si2Mn、50CrVA
 
热处理工艺:
 
根据弹 簧的加工成形方法不同,弹簧分 为热成形弹簧和冷成形弹簧。一般,截面尺寸>10~15mm的弹簧 采用热成形方法;截面尺寸<10mm采用冷成形方法。
 
(1)热成型弹簧:淬火+中温回火,组织为T回。
 
这类弹 簧多用热轧钢丝或钢板制成。以60Si2Mn制造的汽车板簧为例,工艺路线如下:下料→加热压弯成型→淬火+中温回火→喷丸处理→装配
 
成型后采用淬火+中温回火(350~500℃),组织为T回,硬度39~52HRC,具有高的弹性极限、屈强比 和足够的韧性喷丸处理可进一步提高疲劳强度。如用板簧经喷丸处理,使用寿命提高5~6倍。
 
(2)冷成型弹簧:去应力退火。这类弹 簧是用铅浴索氏体化处理的冷拉钢丝或油淬回火钢丝冷圈成型。成型后不必淬火处理,只需进 行一次去应力退火处理(250~300℃保温1小时),目的是消除内应力、稳定尺寸。由于冷 拉过程中产生加工硬化,强度大大提高。
 
                                    
 
4. 滚动轴承钢
 
用于制 作各类滚动轴承的内外套圈、滚动体。
 
常用钢种和牌号: 有两大类
 
(1)高碳铬轴承钢:GCr15、GCr15SiMn。
 
含碳量:0.95~1.15,高碳,过共析成分,保证形 成足够铬的碳化物强化相,提高强度、硬度及耐磨性。
 
合金元素:主加Cr元素,提高淬 透性和接触疲劳抗力,细化晶粒。对大尺寸轴承,加入Si、Mn进一步提高淬透性。
 
       从化学成分看,滚动轴 承钢属于工具钢范畴,所以这 类钢也经常用于制造各种精密量具、冷冲模具、丝杠、冷轧辊 和高精度的轴类等耐磨零件。
 
    (2)高碳无铬轴承钢:为了节铬,加入了Mo、V得到的,常用牌号GMnMoVRE、GSiMnMoV,其性能与GCr15相近。
 
热处理工艺:
 
(1)预备热处理:采用球化退火,获得球状珠光体,改善组织,降低硬度(<210HBS),便于切削加工。
 
(2)最终热处理:淬火+低温回火(150~180℃),M回+细小粒状碳化物+A残,硬度61~65HRC。低温回 火保持淬火后的高硬度和高耐磨性,消除淬火应力。
 
对精密轴承零件,为了将 残余奥氏体降低到最低程度,提高尺寸稳定性,常采用淬火后冷处理,并时效。冷处理后,恢复到室温,立即低温回火。
相关链接 [图文]区科技 局局长赵兴到我公司调研

全国热 处理行业厂长经理大会暨高质量发展论坛举行

2018年第九 届先进节能热处理技术与装备研讨会举行

中石油 大庆研究院李广东先生来我公司考察合作事宜

思科工 业介质两项注册商标注册成功

思科工 业介质亮相邯郸标准件厂商联谊会

[图文]吕东显 秘书长到我单位调研指导

[公告]思科工 业介质即将亮相北京国际热处理展览会

思科工 业介质在河南省热处理会议上作报告

[图文]思科工 业介质亮相紧固件展览会

十四省 市热处理技术交流会在天津举行

[图文]思科工 业介质成功竟得多项专利技术

友情链接:    优乐彩彩票备用网址   优乐彩彩票网址   9188彩票   118彩票   优乐彩彩票登陆