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(汽车连杆的热处理工艺设计模板11
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
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