9sicr热处理实验报告.pdf

机械工程材料实验报告 一.任务书分析 1. 圆板牙的服役条件及可能的失效形式 1.1 用圆片板牙加工螺纹时，呈半切削半挤压状态。板牙的内径和中径为切削部 板牙 分，尤其是板牙内径要承受较大的切削力， 因此必须具有一定的强度和切削能力。 考虑 到板牙切削出的螺钉与螺孔配合时应有一定的间隙， 并考虑到磨损量， 故设计板牙时， 应使 内径和中径小于螺纹内径、中径的标称尺寸 1.2.1 疲劳断裂的分析 疲劳断裂是机械零件在循环应力作用下， 将会出现的疲劳断裂。 所有机械零件在工作过 程中的实效疲劳断裂与断裂失效的 50%~90%时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳 断裂是发生在零件的局部应力区， 某些晶粒在变力作用下形成微裂纹， 随着循环数增加， 裂 纹继续扩展， 导致最终疲劳断裂。 针对疲劳断裂的特点， 可以采用各种强化方法来提高零件 的抗疲劳能力。 1.2.2 磨损失效的分析 磨损是相互接触的零件间存在滑动时， 接触表面会因发生摩擦损坏而引起形状变化的现 象，它是一种可以看到的，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。 磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时， 滑动表面高低不平， 凸出的硬质点将轴的接触 面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。 常见的磨粒磨损有： 与切削、磨削加工类似的和有高强度、 高硬度的磨粒进入两个接触面间的沟槽。 黏着磨损是在两个相对运动的物体直接接触中， 由于接触应力很高而引起塑性变形， 导 致物体接触，温度升高并发生黏着、焊合现象，分离时黏合处撕开，从而将小块料撕去，造 成表面损伤。 提高耐磨性，一是要材料有高硬度， 若材料中存在耐磨硬颗粒，更有利。二是材料具有 小的摩擦系数，降低配对材料间的原子结合力， 此外，改善润滑条件，细化表面粗糙度， 使机械零件保持清洁等，均有利于减少摩擦磨损。 1.2.3 变形失效的分析 变形失效主要有弹性和塑性变形失效。 弹性变形失效是零件过量弹性变形产生的失效。 主要是指失去弹性的能力， 属于功能失 效。引起弹性变形的原因零件刚度不够，除结构因素外，还取决与材料的弹性模量，因此， 要预防弹性变形失效，因选择弹性模量高的材料来制作零件。 塑性变形失效是零件因过量塑性变形产生的失效，主要由于应力过大造成的。零件产 生塑性变形， 是由于实际工作应力超过了这种材料的屈服强度。 在设计装配使用正常情况下， 应考虑选用高屈服强度材料。 1.3 材料的选择及其技术要求 适合做板牙的材料一般有 4 种 9SiCr 、Crl2MoV 、Crl2MoV 、65Nb 要承受强烈的摩擦， 并承受冲击载荷及挤压力，其失效形式通常是齿部磨损、点蚀、崩齿和 剥落。板牙一般采用 9SiCr 、Crl2MoV 等合金工具钢制造，要求硬度 59 ～62 HRC。 1.3 ．1 9SiCr 根据长期积累的经验，将两块搓丝板背靠背绑扎在专用的淬火夹具上， 400—500 oC 空气炉 预热， 860～ 870℃盐浴加热，淬火介质为 160— 180 oC 硝盐或热油； (210 ～230) ℃x2 h x 2 次硝盐浴回火，硬度 59— 6l HRC 。 1.3.2 Crl2MoV 制作的板牙有低淬低回和高淬高回两种热处理工艺。 高、低淬火工艺各有千秋， 笔者主张不 高不低的方法， 即 500℃空气炉烘干， 850 ℃中温炉预热， 1050— 1060 oC 加热