20Cr钢渗碳后热处理工艺研究论文.doc

四川工程职业技术学院 学生毕业综合实践论文 专 业 金属材料与热处理技术 班 级 XXXXXXXX 姓 名 XXX 学 号 XXXXXXXXXX 指导老师 XXX 实践单位 实践地点 时 间 XXXX年XX月XX日至XXXX年XX月XX日 20Cr钢渗碳后热处理工艺研究 [摘要]对渗碳后的20Cr钢分别进行直接淬火和一次淬火，根据硬度及金相组织的观察比较，从而确定不同淬火方法对其组织及性能的影响。 进而确定采用一次淬火得到的最终结果，即硬度较高且金相组织较细小，综合力学性能优于直接淬火。 [关键词]20Cr钢 渗碳 一次淬火 直接淬火。 前言 为了满足20Cr钢的力学性能要求，首先对其进行正火以恢复成原始组织，再对其进行气体渗碳，达到初步的力学性能要求，再对20Cr进行不同方式的淬火后低温回火，使其最终具有良好的综合力学性能。其中的淬火方法为本次主要研究内容，由于条件限制，以一次淬火法和直接淬火法对比进行研究。最终确定采用一次淬火法得到的最终结果为：硬度较高且金相组织较细小，综合力学性能优于直接淬火法。 目录 1.实验准备 4 1.1材料 4 1.2设备 4 2.实验方案 5 2.1基本思路 5 2.2工艺流程 5 3.实验结果 8 3.1硬度 8 3.2金相 9 4.实验结果分析 10 4.1性能分析 10 4.2金相分析 11 5.结论 12 1.实验准备 1.1 材料:20Cr 20Cr：20Cr是一种常见的合金结构钢。对于渗碳钢而言，它又属于常见的低淬透性渗碳钢，常用于生产形状简单的小轴、小齿轮、衬套、凸轮和棘轮等。 20Cr的化学成分及临界点如下表所示： C Si Mn Cr P S 0.18-0.24 0.17-0.37 0.50-0.80 0.70-1.00 ≤0.035 ≤0.035 表1 20Cr的化学成分/％ Ac1 Ac3 Ar3 Ar1 765 836 799 702 表2 20Cr临界点近似值/℃ 1.2设备 实验室用箱式电阻加热炉一台、实验室用井式电阻回火炉一台、井式气体渗碳炉一台、实验室用洛式硬度试验机、实验用金相显微镜2台、砂轮磨光机2台、砂轮片切割机两台、抛光机、工装夹具、金相试样制备用品若干、量具若干等。 2.实验方案 2.1基本思路 因本次研究是对渗碳后的热处理方法的研究，并且以一次淬火法及直接淬火法来进行比较试验的，所以取用两个试样，除渗碳后的淬火方式外，均对两个试样采取相同的热处理工艺，仅以渗碳后的淬火方式作为变动因素来研究，以此进一步提高本次研究的准确性。具体思路如下： 第一，为了防止试样胚料的组织不均匀，同时便于生产中对20Cr钢进行机械加工，获得试样原始组织和进行自身和两个试样硬度及原始组织的比较分析对比，首先对试样进行正火处理。 第二，对两个试样进行标号并进行渗碳处理。 第三，分别对两个渗碳件进行一次淬火和直接淬火处理。 第四，对渗碳后采取淬火方法的两个工件进行低温回火。 第五，对两个对比试样分别进行硬度检测，同时制作金相试样。 第六，分析比较两种处理工艺得到的硬度及金相组织。 第七，第六步分析比较后，得出本次工艺研究的最终结论。 2.2工艺流程 20Cr热处理工艺流程为： 胚料→正火→渗碳→ 在领取试样后，为了防止试样胚料的组织不均匀，同时便于生产中对20Cr钢进行机械加工，获得试样组织和进行两个试样硬度及组织的比较分析对比，首先对两个20Cr试样进行860℃正火处理，以检验试样内部组织是否均匀，并且使试样获得便于机加的组织，正火处理后分别测出试样表面及其心部的硬度并记录，同时制作金相，观察并记录金相组织图，完成后，首先分别对同一个试样的表面及心部的硬度及组织做分析比较，得出单个试样的表面及心部硬度及组织均匀的初步分析结果；再对两个试样的分析结果进行比较，若比较分析的最终结果差异不大，则可初步确定两个试样的原始组织基本相同，可进行下一步处理。为了使两个试样的组织及力学性能在渗碳后的淬火工艺之前均处于相同状态，因此对两个试样进行同步渗碳处理。同时为了方便下一步工艺对比，在渗碳之前对两个试样进行标号。 （1）一次淬火：空冷→淬火→低温回火 （2）直接淬火：淬火→低温回火 在渗碳处理完工件出炉时，两种对比工艺也同时开始。试样从渗碳炉中取出后，立即对其中标号为1#的试样进行一次淬火法处理，即试样首先进行空冷，在空冷至室温后，再对其进行淬火处理；同时对标号为2#的试样采取直接淬火法处理，即直接对试样进行淬火处理。将两个试样同时放入低温回火炉中进行低温回火，以消除淬火应力及减小淬火脆性。 首先分别测出两个试样各自的表层及心部的硬度，表层硬度可将氧化层除去后直接测得，心部硬度可将试样切开后测得，其中测