《金屬熱處理原與工藝》課程設(shè)計

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1、熱處理工程基礎(chǔ)1、金屬熱處理工藝設(shè)計總體1.1課程設(shè)計的任務(wù)與性質(zhì)《金屬熱處理原與工藝》課程是一門重要的專業(yè)課程，金屬材料的熱處理工藝設(shè)計及實驗操作是一種重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過金屬材料熱處理工藝的金相組織分析、性能檢測等實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生掌握熱處理實驗方法、原理及相關(guān)設(shè)備，應(yīng)用熱處理的基本原理和一般規(guī)律對實驗結(jié)果進行分析討論，有助于學(xué)生解決問題、分析問題的能力。1.2課程設(shè)計的目的1）設(shè)計屬于《金屬熱處理原理與工藝》課程的延續(xù)，進一步學(xué)習(xí)掌握金屬熱處理工藝設(shè)計的一般規(guī)律和方法。2）培養(yǎng)綜合運用金屬學(xué)、材料性能血、金屬工藝學(xué)、金屬材料熱處理及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識，進行工

2、程設(shè)計的能力。3）培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍的能力。4）提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。5）是金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)實施的技術(shù)準(zhǔn)備。1.3設(shè)計內(nèi)容與基本要求設(shè)計內(nèi)容：獨立完成幾種碳鋼、工磨具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、特殊性能鋼的熱處理工藝設(shè)計，包括工藝方法、路線、參數(shù)的確定，熱處理設(shè)備及操作，金相組織的分析，材料性能檢測等?；疽螅?）計必須獨立的進行，每人必須完成不同的某一種鋼材熱處理工藝設(shè)計，能夠較清楚地表達所采用熱處理工藝的基本原理和一般規(guī)律。2）合理確定工藝方法、路線、參數(shù)，合理選擇熱處理設(shè)備并正確操作。3）正確利用TTT、CCT圖等設(shè)

3、計工具，認(rèn)真進行方案分析。4）正確運用現(xiàn)代材料性能檢測手段，進行金相組織分析和材料性能檢測等。19熱處理工程基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書力求用工程術(shù)語，文字通順簡練，字跡工整，圖表清晰。2、熱處理基本知識2.1、什么是熱處理所謂鋼的熱處理，就是對于固態(tài)范圍內(nèi)的鋼，給以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變它的性能的一種工藝。鋼本身是一種鐵炭合金，在固態(tài)范圍內(nèi)，隨著加溫和冷卻速度的變化，不同含炭量的鋼，其金相組織發(fā)生不同的變化。不同金相組織的鋼具有不同的性能。因此利用不同的加熱溫度和冷卻速度來控制和改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，便可得到不同性能的鋼。例如，含炭量百分之0.8的鋼稱為共析鋼，在72

4、3攝氏度以上十時為奧氏體，如果將它以緩慢的速度冷卻下來，它便轉(zhuǎn)變成為珠光體。但如果用很快的速度把它冷卻下來，則奧氏體轉(zhuǎn)變成為馬氏體。馬氏體和珠光體在組織上決然不同，它們的性能差別懸殊，如馬氏體具有比珠光體高的多的硬度和耐磨性。因此，鋼的熱處理在鋼的使用和加工中，占有十分重要的地位。2.2、熱處理的作用??機床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工藝改善其性能。拒初步統(tǒng)計，在機床制造中，約60%～70%的零件要經(jīng)過熱處理，在汽車、拖拉機制造中，需要熱處理的零件多達70%～80%，而工模具及滾動軸承，則要100%進行熱處理。

5、總之，凡重要的零件都必須進行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂谩????材料的熱處理通常指的是將材料加熱到相變溫度以上發(fā)生相變，再施以冷卻再發(fā)生相變的工藝過程。通過這個相變與再相變，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因而性能變化。例如碳素工具鋼19熱處理工程基礎(chǔ)T8在市面上購回的經(jīng)球化退火的材料其硬度僅為20HRC，作為工具需經(jīng)淬火并低溫回火使硬度提高到60~63HRC，這是因為內(nèi)部組織由淬火之前的粒狀珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊鸺拥蜏鼗鼗鸷蟮幕鼗瘃R氏體。同一種材料熱處理工藝不一樣其性能差別很大。熱處理工藝（或制度）選擇要根據(jù)材料的成份，材料內(nèi)部組織的變化依賴于材料熱處理及其它熱加工工藝，材料性能

6、的變化又取決于材料的內(nèi)部組織變化，材料成份－加工工藝－組織結(jié)構(gòu)－材料性能這四者相互依成的關(guān)系貫穿在材料加工的全過程之中。2.3、熱處理的基本要素?zé)崽幚砉に囍杏腥蠡疽兀杭訜?、保溫、冷卻。這三大基本要素決定了材料熱處理后的組織和性能。加熱是熱處理的第一道工序。不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。加熱分為兩種，一種是在臨界點A1以下的加熱，此時不發(fā)生組織變化。另一種是在A1以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，這一過程稱為奧氏體化。????保溫的目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時間和介質(zhì)的選擇與工件的尺寸和材質(zhì)有直接的關(guān)系。一般工件越大，導(dǎo)熱

7、性越差，保溫時間就越長。??冷卻是熱處理的最終工序，也是熱處理最重要的工序。鋼在不同冷卻速度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織。加熱和冷卻速度對鋼的臨界溫度的影響3、60Si2Mn鋼的特性和成分3.1、彈簧鋼的特性和成分及其作用19熱處理工程基礎(chǔ)彈簧是機械上的重要部件，它利用其彈簧變形來吸收和釋放外力，所以要有高的彈性極限；為防止在交變應(yīng)力下發(fā)生疲勞和斷裂，彈簧應(yīng)具有高的疲勞強度和足夠的塑性和韌性，一定的淬透性，不易脫碳及不易過熱；在某些環(huán)境下還要求彈簧具有導(dǎo)電、無磁、耐高溫和耐腐蝕等性能。普通常用的彈簧材料是碳素鋼或低合金鋼。碳素彈簧鋼W(c)在0.60%-1.05%范圍；

8、低合金彈簧