(汽车连杆的热处理工艺设计模板11.docVIP

热处理工艺设计 说明书 设计题目 轿车连杆40Cr的热处理 学 院 材料科学与工程 年 级 2008级 专 业 金属材料工程 学生姓名 段超 学 号 200814010106 指导教师 张代东 教授 目 录 1 设计任务 1 1.1 设计任务 1 1.2 设计的技术要求 1 2 热处理件零件图 2 3 设计说明 3 3.1 服役条件 3 3.2 失效形式 3 3.3 连杆的性能特点及材料选择 3 3.4 调质钢40Cr的化学成分 3 3.4.1 含碳量 3 3.4.2 合金元素 4 3.5 热处理工艺说明 4 3.5.1 预备热处理 4 3.5.2 调质处理 4 4 设计方案 5 4.1 正火 5 4.2 调质处理 5 5 质量检验 7 6 热处理工艺卡片 9 参 考 文 献 10 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印 设计任务 设计任务 (1).培养学生综合运用所学的热处理知识去解决工程问题的能力，并使其所学的知识得到巩固和发展。 (2).学习热处理工艺设计的一般方法、零件热处理的工艺流程、热处理设备的选用、装夹具设计、资料手册的查用、规范标准等，还有工艺设计中的细节问题。 (3).进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图的绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 (4).学习制定热处理工艺的基本方法和处理操作，了解热处理工艺对组织性能的影响。 (5).重点设计连杆的热处理工艺流程。 设计的技术要求 具有良好的综合力学性能，即高的强度，良好的塑性和韧性。 （1）在力学方面，钢材经调质处理后，性能应能达到零件要求的性能指标。根据大多数调质件对力学性能要求来看，其性能指标在如下范围内。 σb ： 600—1200MPa σs ： 320—800MPa σs /σb : 50—60% δ : 10—20% Ψ ： 40—50% 布氏硬度：170—320HB （2）在工艺性能方面，除应具有良好的锻造性和切削加工性以外，最重要的是淬透性，以尽量提高钢件的淬透性。 2 热处理件零件图 3 设计说明 3.1 服役条件 （1）连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动合理的杆件。在发动机工作过程中，连杆要承受膨胀气体的作用，还要承受纵向和横向的惯性力。在一个复杂的应力状态下工作。它既收交变的拉压应力，又受弯曲应力。因此连杆负载种类为疲劳冲击。 （2）连杆受到的应力状态主要受拉应力和压应力。 3.2失效形式 连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位在连杆的三个高应力区域。 3.3 连杆的性能特点及材料选择 连杆的工作条件要求连杆具有较强的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。连杆加工工艺中其材料一般采取45钢，40Cr或40MnB等调质钢，合金钢虽具有很高强度，但对应力集中很敏感。所以，在连杆外形，过度圆角等方面需严格要求，还应注意表面加工质量以提高疲劳强度，否则高强度合金钢的应用并不能到达零件的工艺分析。 钢的性能决定于钢的组织，而钢的组织又与其淬透性有直接关系。实践证明，完全淬透适当回火后，钢具有最好的综合力学性能。当零件完全淬透时，不论碳钢或合金钢，要回火到相同硬度，其抗拉强度，屈服强度和疲劳强度也基本相同。对于调质钢来讲，加入合金元素主要是为了提高钢件的淬透性，因此常加入合金元素有Mn，Si，Cr，Mo，B等提高钢的强度和韧性，增加淬透性。 因此，轿车连杆可选用40Cr合金钢。 3.4 调质钢40Cr的化学成分 （1）碳含量：中碳Wc：0.25—0.5%，保证处理后具有足够的强度，良好的塑性和韧性。碳含量太低，强度硬度不足；太高，塑性，韧性降低；为到达两者兼顾，取中碳范围。一般碳素调质钢的淬透性低，含量偏上限；合金调质钢淬透性好，随着合金元素增加，含碳量趋于下限。 （2）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。加入放置第二类回火稳定的元素：含Ni，Cr，Mn的合金调质钢，高温回火慢冷是以长生第二类回火脆性。在钢中加入Mo，W可以防止第二类回火脆性，其适合含量约为0.15%---0.30%Mo或0.8%---1.2的W。 3.5 热处理工艺说明 （1）预备热处理 调质钢经加加工后，必须经过热处理来降低硬度，便于切削加工，消除热加工造成的组织缺陷，细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备，对于40Cr钢，可用正火或退火。 正火：指将钢材或钢件加热到 或 （钢的上临界点温