热处理工艺设计(3)

沈阳理工大学热处理工艺课程设计

6-99s，可设置；测试硬度范围20-70HRC。 ② 金相显微镜 4.4.2 检验操作

① 硬度的检验：选取三点用金刚石压头进行硬度测试，取三次测量的平均值。

② 金相组织检验：试样制备：选取试样横截面切取，夹具夹持进行抛光，50%盐酸水溶液加热70℃左右进行腐蚀，用20%酒精进行清洗，再吹干。试样观察：在金相显微镜下进行观察试样的金相组织，为回火屈氏体组织，符合工件热处理组织要求。

5 热处理工序中材料的组织及性能

5.1 淬火工艺材料中的组织及性能

(1) 正常加热冷却：工件加热到860℃后珠光体转变为奥氏体，保温时组织不变，晶粒细化，出炉油冷至室温时得到马氏体+残余奥氏体，具有较高的硬度。

(2) 加热温度不足时，加热后组织为奥氏体+铁素体，室温后组织为马氏体+铁素体，硬度不足，塑性大。

(3) 加热温度过高时：加热后组织为（粗大）奥氏体，室温后组织为（粗大）马氏体，脆性太大，易断裂。

(4) 冷却速度过大时，组织为马氏体，由于晶粒不均匀，性能较差，容易开裂和变形。

(5)冷却速度不足时，组织为马氏体+贝氏体。硬度和强度不高，塑性较大。

5.2 回火工艺材料中的组织及性能

(1) 正常加热冷却：加热温度为时，则加热后组织为马氏体，回火保温足够时间后组织为回火屈氏体，弹性性能很大提高，硬度和强度适中。

(2) 加热温度不足时，加热后组织为马氏体+碳化物（大量），室温后组织为回火马氏体。 硬度偏高。

(3) 加热温度过高时，得到由铁素体和弥散分布于其中的细粒状渗碳体组成的回火索氏体组织。回火索氏体的塑性和韧性比较高，弹性不足。

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6 常见缺陷及防止方法

50CrVA弹簧钢热处理常见缺陷及防止方法参考表 6.1[5] 注：

1.操作要求严格执行热处理操作规范 2.热处理严格按照工艺执行 3.其他缺陷产生原因另行分析

表6.1 50CrVA弹簧钢热处理常见缺陷及防止方法

常见缺陷

产生原因

防止方法

硬度不足，弹性低

1严格执行工艺，控制好淬火温度和

1淬火温度过高，残留奥氏体过多

保温时间

2淬火加热表面脱碳

2.盐浴炉要充分及时脱氧，或采用

保护气氛、真空热处理

1.产生回火脆

1用快速冷却消除回火脆 2.严格控制淬火温度和保温时间 1.用专用夹具进行定型回火

1.内应力大

脆性大

2.过热

变形

2.残余奥氏体过多

2.延长回火时间 3多次回火

1.严格执行热处理工艺，严格控制加

1.淬火加热速度过快

热温度和保温时间，使用合适淬火介

淬火开裂 2.冷却过快，淬火介质不当

质

3.加热温度过高，保温时间过长

1.原材料脱碳超标

1.严格原材料复检 2.盐浴炉充分及时脱氧 1.盐浴炉及时充分脱氧

1.盐浴炉脱氧不良，或带硝盐

2.及时清理残盐

表面脱碳或元素贫化

2.淬火加热的盐浴脱氧不充分

表面腐蚀 2.没有及时清理残盐

3.零件热处理前表面清洗洁净

3.零件表面不洁净

4.热处理后及时钝化和烘干

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7. 弹簧淬火及回火热处理夹具和装具

7.1 弹簧淬火及回火热处理夹具

图7.1 弹簧淬火和回火夹具

图7.2 淬火的夹具和入炉方式示意图

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图7.3弹簧回火装具

8 40Cr炉用结构件（炉体连接板）的渗铝热特殊热处理

8.1零件图

图8.1加热炉炉体连接板

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8.2 性能要求：

渗层厚度：0.35mm

除满足一般力学性能外，要求组织均匀，有合理的组织稳定性，去除内应力，抗高温氧化及热腐蚀。

8.3 零件用途：

加热炉炉体连接板

8.4工作条件：

工作在较高温度环境中，单位面积上承受的载荷较低，但易高温氧化。

8.5材料的选择

40Cr是常用的构件钢，价格低廉。能够满足做炉用结构件的力学性能要求，

并且能够在560℃左右的温度环境中持续工作，对其表面进行渗铝处理，可延长其使用寿命。

表8.1 40Cr钢的化学成分（GB/T3077-1990）ω/%

C 0.37～0.44

Si 0.17～0.37

Mn 0.50～0.80

Cr 0.80～1.10

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8.6 工艺流程:

下料→焊接→热浸渗铝（代替退火）→检验

8.7 渗铝工艺设计

8.7.1 渗铝的目的：

1.表面渗铝，防热腐蚀，抗高温氧化

2.均匀组织，清除焊接内应力 8.7.2 设备的选择：

表8.2 外热式坩埚浴炉的基本尺寸

加热温度℃

≤900

工作空间尺寸mm ?400×600

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