9sicr最终热处理

机械工程材料实验报告

一.任务书分析

1.圆板牙的服役条件及可能的失效形式

1.1用圆片板牙加工螺纹时，呈半切削半挤压状态。板牙的内径和中径为切削部

板牙

分，尤其是板牙内径要承受较大的切削力，因此必须具有一定的强度和切削能力。考虑到板牙切削出的螺钉与螺孔配合时应有一定的间隙，并考虑到磨损量，故设计板牙时，应使内径和中径小于螺纹内径、中径的标称尺寸

1.2.1疲劳断裂的分析

疲劳断裂是机械零件在循环应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的实效疲劳断裂与断裂失效的50%~90%时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳断裂是发生在零件的局部应力区，某些晶粒在变力作用下形成微裂纹，随着循环数增加，裂纹继续扩展，导致最终疲劳断裂。针对疲劳断裂的特点，可以采用各种强化方法来提高零件的抗疲劳能力。 1.2.2 磨损失效的分析

磨损是相互接触的零件间存在滑动时，接触表面会因发生摩擦损坏而引起形状变化的现象，它是一种可以看到的，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。

磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时，滑动表面高低不平，凸出的硬质点将轴的接触面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。常见的磨粒磨损有：与切削、磨削加工类似的和有高强度

沈 阳 航 空 航 天 大 学 材料科学与工程学院 (综合实验研究一) 课题题目: T8，9SiCr钢的淬透性与淬硬性分析 班 级 94110102 学 号 2009041101048 姓 名 张 文 龙 指导教师 李 壮 2012年 10 月18日

沈阳航空航天大学

材料科学与工程学院 本科生（综合实验研究一）任务书

专 业 学 号 题 目 时 间 金属材料工程 2009041101048 班 级 姓 名 94110102 张文龙 T8，9SiCr钢的淬透性与淬硬性分析 2012年9月3日-2012年10月18日 实验原理： 利用T8, 9SiCr钢的淬透性与淬硬性不同，进行实验分析。对T8, 9SiCr钢采 用正常温度淬火，分析、比较其淬透性与淬硬性。 课 题 内 容 及 要 求 实验设备： MP-2B型号的研磨抛光机，GX71金相显微镜，显微硬度计，SX1-5-10箱式电阻炉。 主

热处理

铁素体 （多边形，强度硬度差、塑性好）碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体 （多边形，多边形，强度硬度差、塑性好，易于锻压）碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 存在于727℃以上高温。 渗碳体 碳和铁形成的稳定化合物（Fe3C）。

珠光体 铁素体和渗碳体组成的机械混合物（Fe+Fe3C 含碳0.77%）680℃ 莱氏体 渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）。 贝氏体 上贝氏体（针叶状）、下贝氏体（羽毛状） 马氏体（片状、刚条形） 回火屈氏体（）

一些常见的热处理概念

1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2． 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3． 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4． 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强

钢的热处理及表面热处理

热处理

1．定义：指将材料在固态下加热到一定温度，保温一定时间，以适当速度冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺方法。

2．热处理的工艺过程。包括三个阶段：加热、保温和冷却，如图所示。 加热：热处理的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。

保温：目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般，按每分种1～2毫米计算；工件越大，材料的导热性越差，保温时间就越长。

冷却：最后一道工序，也是最重要一道工序。冷却速度不同，工件热处理后的组织和性能不同。

3．目的和作用

在工业生产中，热处理的应用很广泛。据统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。

目的：一是提高材料的使用性能，延长零件的使用寿命。二是改善材料的工艺性能，确保后续加工的顺利进行。其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

4．基本类型

（1）根据加热和冷却方式，以及组织和性能特点的不同分类（见教材） （2）按热处理在零件生产

热处理工程师讲课

2.3钢的化学热处理(thermo-chemical treatment)---将钢（工件）置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理。(P128---)

基本过程、强化途径 P128

一.钢的渗碳 (carburizing, carburization)---为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。P129

1．固体渗碳 （pack carburizing, solid carburizing, box carburizing, powder carburizing）将工件放在填充粒状渗碳剂的密封箱中进行的渗碳。

2．膏剂渗碳 (paste carburizing)----工件表面以膏状渗碳剂涂覆进行的渗碳。 3．盐浴渗碳；液体渗碳 (salt bath carburizing)----工件在含有渗碳剂的熔盐中进行的渗碳。

4．气体渗碳 (gas carburizing)----工件在含碳气体中进行的渗碳。

滴注式渗碳(drip feed carburizing)----将苯、醇、酮、

一、选择题（每空2分，共20分）

1、钢的热硬性是指钢在高温下保持 的能力。 【 C 】 A、高抗氧化性 B、高强度 C、高硬度和高耐磨性 D、高耐磨性

2、钢的淬硬性主要取决于钢的 。 【 C 】 A、含硫量 B、含锰量 C、含碳量 D、含硅量

3、一般来说，碳素钢淬火应选择 作为冷却介质。 【 C 】 A、矿物油 B、20℃自来水 C、20℃的10%食盐水溶液 D、10%碱水溶液

4、钢在一定条件下淬火后，获得马氏体的能力，称为 。 【 B 】 A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性 D、耐蚀性

5、钢的回火处理在 后进行。 【 C 】 A、正火 B、退火 C、淬火 D、调制处理

6、过

热处理

金属材料与热处理技术专业11751班毕业设计任务书（模板）

一、题目：20CrMnTi解放牌载重汽车变速箱变速齿轮热处理工艺设计(学生也可以结合工厂实际自选设计题目)

二、时间：2013年9月—2013年11月

三、毕业设计任务

（1）分析××零件的服役条件及可能的失效形式，根据服役条件及失效形式，确定××零件的性能特点或要求。

（2）根据××零件的性能特点或要求，选择零件材料并分析材料中含碳量及合金元素的作用。

（3）根据××零件的材料，确定该零件的加工工艺路线以及热处理工序在加工工艺路线中的位置，并分析热处理工艺性。

（4）拟定加工工艺路线中热处理工艺规程，画出热处理工艺曲线示意图（居中）；说明各热处理工艺曲线中加热温度、保温时间、冷却介质的选择理由，填写热处理工艺卡；分析各热处理工艺后的力学性能。

（5）分析各热处理工序后的金相组织，画出（或者插入金相图片）各热处理工艺后的光学金相显微组织示意图（居中），分析显微组织特点，说明显微组织中相组成物（相组分）、组织组成物（组织组成）的名称。

（6）分析各热处理工序后的力学性能或工艺性能（查手册或教材），例如硬度、强度、延伸率

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

第1章 习题精选

一、名词解释

刚度、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、硬度、疲劳、金属键、晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、位错、晶界、合金、相、固溶体、金属化合物、玻璃相、单体、链节、陶瓷、玻璃相。

二、填空题

1.金属材料的强度是指在载荷作用下其抵抗（ ）或（ ）的能力。

2.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（ ）和（ ）三个阶段。

3.材料的工艺性能是指 ________ 性、________ 性、________ 性和________ 性。 4.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是 ________ ，其单位是 ________ 。 5.工程材料的结合键有 ________、 ________、 ________、 ________ 四种。

6.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为 ________ 和 ________ ，其致密度分别为 ________ 和 ________ 。 7.实际金属中存在有 ________、________ 和 ________ 三类缺陷。位错是 ________ 缺陷，晶界是 ________ 缺陷。金属的晶粒越小，晶界总面积就越 ________ ，金属的强度也越 ____