汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的選擇及工藝設(shè)計

1、專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 班級：設(shè)計題目：汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的選擇及工藝設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：1、根據(jù)零件工作原理，服役條件，提出機(jī)械性能要求和技術(shù)要求。2、選材，并分析選材依據(jù)。3、制訂零件加工工藝路線，分析各熱加工工序的作用。4、制訂熱處理工藝卡，畫出熱處理工藝曲線，對各種熱處理工藝進(jìn)行分析，并分析所得到的組織，說明組織及性能的檢測方法與使用的儀器設(shè)備。5、分析熱處理過程中可能產(chǎn)生的缺陷及補(bǔ)救措施。6、分析零件在使用過程中可能出現(xiàn)的失效方式及修復(fù)措施。目錄0 前言.11 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的工作條件及性能要求.2 1.1 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的工作條件.3 1.2 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的性能要求及技術(shù)要求.3

2、2 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的材料選擇及分析.42.1 零件材料選擇的基本原則.4 2.2 曲軸常用材料簡介.5 2.3 汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的確定.53 曲軸的加工工藝路線及熱處理工藝的制定.6 3.1 35CrMo曲軸熱處理要求.6 3.2 汽車曲軸的熱處理工藝的制定6 3.2.1 調(diào)質(zhì)處理.7 3.2.2 去應(yīng)力退火.8 3.2.3 圓角高頻淬火和低溫回火.94 曲軸熱處理過程中可能產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施.11 4.1 校直過程引起材料原始裂紋.11 4.2 曲軸圓角淬火不當(dāng)引起裂紋源.12 4.3 淬火畸變與淬火裂紋.12 4.4 淬火導(dǎo)致氧化、脫碳、過熱、過燒.13 4.5 淬火硬度不足.135

3、曲軸在使用過程中可能產(chǎn)生的失效形式及分析.136 課程設(shè)計的收獲與體會.147 參考文獻(xiàn).158 工藝卡.160 前言發(fā)動機(jī)是汽車的“心臟”，而曲軸是發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件，是發(fā)動機(jī)中成本最高的零件?，F(xiàn)代化的發(fā)動機(jī)對曲軸毛坯提出了有6拐、呈120分布、帶12個整體平衡塊的要求。在機(jī)型改造的過程中，首先遇到的問題就是曲軸強(qiáng)度不足，一般是通過加粗軸頸、優(yōu)選材質(zhì)和表面強(qiáng)化等方法來增大曲軸強(qiáng)度，從而滿足功率提高的要求。加粗軸頸在生產(chǎn)實踐中受到各方面條件的限制，應(yīng)用范圍較窄，所以選擇合適的材料和適宜的表面強(qiáng)化方法是解決曲軸強(qiáng)度的主要途徑。曲軸一般由主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。曲軸是汽車

4、發(fā)動機(jī)的最關(guān)鍵的零部件之一，曲軸的性能在很大程度上影響著汽車發(fā)動機(jī)的可靠性與壽命,它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機(jī)構(gòu)，同時，驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝罝。曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷，受力大而且受力復(fù)雜，同吋，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件。因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強(qiáng)度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量小；對各軸頸的潤滑應(yīng)該充分。另外，曲軸在發(fā)動機(jī)中承擔(dān)著最大的負(fù)荷和全部的功率，承擔(dān)著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩和扭矩，同時承受著長時間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損，圓角過渡處處于薄弱環(huán)節(jié)，主軸頸與

5、圓角的過渡處更為嚴(yán)重。因而，需要合適的熱處理工藝，以保證其達(dá)到所要求的各項性能指標(biāo)。曲軸工作過程中，往復(fù)的慣性力和離心力使之承受很大的彎曲-扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，軸頸表面容易磨損，且軸頸與曲臂的過渡圓角處最為薄弱。除曲軸的材質(zhì)，加工因素外，曲軸的工作條件（溫度、環(huán)境介質(zhì)、負(fù)荷特性）等都是影響曲軸服役的重要因素。1 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的工作條件和性能要求1.1 汽車發(fā)動機(jī)曲軸的工作條件 曲軸工作過程中，往復(fù)的慣性力和離心力使之承受很大的彎曲-扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷，受力大而且受力復(fù)雜，同吋，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件。因此，軸頸表面容易磨損，且軸頸與曲

6、臂的過渡圓角處最為薄弱。除曲軸的材質(zhì)，加工因素外，曲軸的工作條件（溫度、環(huán)境介質(zhì)、負(fù) 荷特性）等都是影響曲軸服役的重要因素。1.2汽車發(fā)動機(jī)曲軸的性能要求及技術(shù)要求 曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強(qiáng)度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量小；對各軸頸的潤滑應(yīng)該充分，需要合適的熱處理工藝，以保證其達(dá)到所要求的各項性能指標(biāo)。 由于發(fā)動機(jī)曲軸的服役條件比較苛刻，這就給了曲軸材料較高的要求。曲軸材料需要有較高的強(qiáng)度、沖擊韌性、耐磨性。一般采用鍛造鋼和球墨鑄鐵，鍛鋼需要進(jìn)行熱處理采用調(diào)質(zhì)，即淬火后高溫回火，使材料具有較高的綜合機(jī)械性能，軸徑表面再進(jìn)行表面淬火，提高表面硬度及耐磨性

7、。球墨鑄鐵曲軸采取等溫回火、中頻淬火、激光淬火等熱處理工藝。 為此，對曲軸提出以下技術(shù)要求： 硬度：216269HB2 汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的選擇及分析2.1零件材料選擇的基本原則 (1) 材料的機(jī)械性實踐中根據(jù)零件的失效分析 ，提出對零件的技術(shù)要求 ，然后從材料及其強(qiáng)化人手解決零件的失效問題 ，已成為材料強(qiáng)度科學(xué)研究的主要內(nèi)容零件的失效除了與材料及熱處理有關(guān)外 , 還與服役條件有關(guān) .各種零件的服役條件不同，其失效形式也不同 ，選擇材料應(yīng)以此為依據(jù)。(2) 材料的工藝性能金屬零件是由金屬材料經(jīng)過若干加工工序而成 ，在選 擇材料時必須考慮各個加工工序?qū)Σ牧系囊?。所藝性能?，不可忽視熱處理工藝

8、性 。例如 ，在設(shè)計結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件時 ，應(yīng)選用淬火變形小的鋼或選用油淬鋼而避免用水淬鋼 。一般低碳鋼的壓力加工和切削性能均較好 ，因此在機(jī)械性能和淬透性能均能滿足設(shè)計要求時應(yīng)盡量選用碳鋼。（3）材料的經(jīng)濟(jì)性一般來說，碳鋼比合金鋼便宜 ，凡用碳鋼能解決問題的，就應(yīng)選用碳鋼 ，實在不行時才用合金鋼。即便使用合金鋼。也必須把市場可供性和節(jié)本增效作為零件選材的指導(dǎo)思想 。在滿足零件使用性能的前提下 ，應(yīng)從實際出發(fā) ，做到材盡其用 ，發(fā)揮材料的潛力 ，以降低生產(chǎn)成本。2.2 曲軸常用材料簡介曲軸按材料分為球墨鑄鐵曲軸和鍛鋼曲軸兩種。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定球墨鑄鐵曲軸材料力學(xué)性能不低于QT700-2 的牌號。即抗

9、拉強(qiáng)度不低于 700 N/mm2、斷后伸長率不低于 2。鍛鋼曲軸材料采用 45#、40Cr、40MnB、35CrMo 等牌號的鋼或采用力學(xué)性能不低于這些牌號的其它鋼材制造。新、舊標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于材料的上述規(guī)定不存在差異。汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的選擇要根據(jù)不同車輛的使用具體情況，攢澤不同的性能材料。目前，我國的汽車曲軸分類大致分為家用轎車、載重車、重載車、重型載重車、大馬力柴油機(jī)。他們所使用的材料我們可以見圖1，考慮其經(jīng)濟(jì)性和加工工藝，結(jié)合最終將獲得的曲軸性能，確定我們所需要的材料，具體見圖1.汽車發(fā)動機(jī)曲軸一般采用QT700-2 、QT800-2及QT900-2等牌號的球墨鑄鐵和45#、35CrMo、40

10、Cr、40MnB、42CrMo等牌號的鍛鋼制造。下面我們結(jié)合不同車輛的曲軸選擇不同的材料。比較他們的性能，選擇滿足我們工藝要求的材料。常用曲軸材料及其熱處理工藝見表1。表 1 常用曲軸材料及其熱處理工藝 用途材料基本熱處理表面處理工藝硬度/HB工藝硬化層深硬度/HB轎車45#正火170228感應(yīng)淬火24.5556650Mn調(diào)質(zhì)217277氮碳共滲：570、180min、油冷0.5500HVQT700-2正火載重車QT700-2正火45#正火163169感應(yīng)淬火、自回火34.5556645#調(diào)質(zhì)207241感應(yīng)淬火、自回火355重型載重車45#正火氮碳共滲0.91.2300HVQT900-2正火

11、+回火28032135CrMo調(diào)質(zhì)216269感應(yīng)淬火42CrMo調(diào)質(zhì)感應(yīng)淬火或滲氮大馬力柴油機(jī)QT700-2正火35CrNi3Mo調(diào)質(zhì)+穩(wěn)定化滲氮490、60h0.3600HV35CrMo調(diào)質(zhì)滲氮490、40h0.5550HV42CrMo調(diào)質(zhì)感應(yīng)淬火或滲氮2.3 汽車發(fā)動機(jī)曲軸材料的確定(1) 選材要求: 首先，應(yīng)滿足曲軸的力學(xué)性能，它取決與發(fā)動機(jī)設(shè)計的強(qiáng)度水平。其次，考慮曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。（與材料本身的成分及熱處理后的性能有關(guān)）。(2) 曲軸材料的要求根據(jù)JBT6727，曲軸對材料的要求如下：鋼的含碳量要精選，含碳量的變化范圍應(yīng)不大于0.05(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；鋼的含S .P 量應(yīng)不大于0

12、.0025（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。鋼的非金屬夾雜物，脆性夾雜物，塑性夾雜物應(yīng)不超過GB10561 規(guī)定的2.5 級。 鋼的淬透性應(yīng)按 GB255 進(jìn)行測定，其淬透性曲線應(yīng)在所用的鋼號的淬透性范圍內(nèi)。不同材料所含主要成分的含量見表2表2 不同材料所含主要成分的含量鋼號主要化學(xué)成分CMnSiCrNiMo450.420.50.50.80.10.340Cr0.370.40.50.80.20.40.81.1040CrNi0.370.40.50.80.20.40.40.751.01.440CrNiMoA0.370.40.50.80.20.40.60.91.251.70.10.235CrMo0.370.40.470.

13、70.2040.81.100.10.2由于曲軸需要承受交變的彎曲扭轉(zhuǎn)載荷以及發(fā)動機(jī)的大的功率。因此，要求其具有高的強(qiáng)度，良好的耐磨、耐疲勞性以、及循環(huán)韌性。同時，曲軸材料需要有較高的強(qiáng)度、沖擊韌性、耐磨性。一般采用鍛造鋼和球墨鑄鐵，鍛鋼需要進(jìn)行熱處理采用調(diào)質(zhì)，即淬火后高溫回火，使材料具有較高的綜合機(jī)械性能，軸徑表面再進(jìn)行表面淬火，提高表面硬度及耐磨性。球墨鑄鐵曲軸采取等溫回火、中頻淬火、激光淬火等熱處理工藝。通過對不同材料所含主要成分的含量我們可以確定材料成本比較經(jīng)濟(jì)的材料，但是我們還要令其滿足我們所需要的以上性能，所以我們需要對不同材料加工成曲軸是的性能進(jìn)行比對，我們通過搜找資料得到以下數(shù)據(jù)

14、，詳細(xì)數(shù)據(jù)請看表3。不同材料的各項性能數(shù)據(jù)見表3 表3 不同材料的各項性能數(shù)據(jù)鋼號bMPasMPas%Ak(J /c)毛坯尺寸mm4590075010456010040Cr1000800945602540CrNi10008001045702540CrNiMoA100085012451002535CrMo100085012458025因而，根據(jù)曲軸材料的要求、各項技術(shù)要求、及材料的成分、機(jī)械性能、淬透性，同時需考慮成本的經(jīng)濟(jì)性，最終選擇不含貴金屬的且各項性能指標(biāo)優(yōu)良的35CrMo 作為汽車發(fā)動機(jī)曲軸的材料。 3. 曲軸的加工工藝路線及熱處理工藝的制定3.1 曲軸的熱處理的技術(shù)要求及加工工藝路線(

15、1)35CrMo 曲軸熱處理的技術(shù)要求表4 35CrMo 曲軸熱處理的技術(shù)要求材料預(yù)備熱處理HBS最終熱處理淬硬層深度HRC35CrMo調(diào)質(zhì)216269高頻淬火低溫回火35mm5358(2)35CrMo 曲軸的工藝路線：鍛坯調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）矯直清理檢驗粗加工去應(yīng)力退火精加工高頻淬火+低溫回火矯直磨削檢驗3.2曲軸熱處理工藝的制定3.2.1調(diào)質(zhì)處理（1）原始材料的組織與性能 35CrMo 原始狀態(tài)從其顯微組織圖上可觀察到其組織為鐵素體基體上分布著層片狀的珠光體（F+P）。其組織結(jié)構(gòu)均勻。其硬質(zhì)值處于3033HRC 之間。（2）調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)的確定 淬火溫度： 35CrMo 是亞共析鋼，根據(jù)常

16、見鋼臨界點(diǎn)、淬火加熱溫度及Ms點(diǎn)表得知， AC3 約為 807，AC1 約為 757。由于 35CrMo 是亞共析鋼，所以淬火溫度取 AC3 溫度以上3050,所以可確定出材料的淬火溫度應(yīng)850較合適。其保溫時間可由經(jīng)驗公式t1.21.5）D，具體保溫時間應(yīng)根據(jù)曲軸的厚度來確定，此處暫定為 25min。回火溫度低于AC1 的某個溫度，選取560比較合適。35CrMo的調(diào)質(zhì)淬火工藝曲線見圖1高溫回火過程淬火過程t（h）油冷油冷T()850保溫25min560保溫60min0圖1 35CrMo的調(diào)質(zhì)淬火工藝曲線（3）調(diào)質(zhì)過程組織分析 試樣經(jīng)淬火（未回火）后的金相組織如圖可以看出其顯微組織為板條馬氏

17、體。硬度測得在5153HRC之間，且硬度分布均勻。淬火時，冷卻介質(zhì)選用油淬。這是因為油冷冷速在500350時最快，其下比較慢。這種冷卻特性是比較理想的，因而正好使鋼的過冷奧氏體組織在最不穩(wěn)定的區(qū)域有最快的冷速，如此，可獲得最大的淬硬層深度；而在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)有最小的冷卻速度，可使組織應(yīng)力減至最小，故減小了變形開裂傾向，有利于后續(xù)加工及處理。 由于淬火后獲得的馬氏體組織不夠穩(wěn)定，因此，需要高溫回火獲得穩(wěn)定的組織，回火索氏體。調(diào)制后獲得索氏體晶粒均勻細(xì)密，具有良好的硬度與韌性，其硬度值在32HR左右，且硬度值分布均勻，符合曲軸的技術(shù)要求。由于隨回火溫度的升高，馬氏體的塑性韌性上升，強(qiáng)度硬度下降，因而

18、，調(diào)質(zhì)獲得的組織具有良好的綜合性能，使強(qiáng)度、塑性、韌性得到了良好的配合，且改善了材料的機(jī)械加工性能，并為后續(xù)的熱處理及加工做了組織上的準(zhǔn)備。3.2.2去應(yīng)力退火在熱處理、切削加工和其他工藝過程中，制品可能產(chǎn)生內(nèi)應(yīng) 力。多數(shù)情況下，在工藝過程結(jié)束后，金屬內(nèi)部將保留一部分殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力可導(dǎo)致工件破裂、變形或尺寸變化，殘余應(yīng)力也提高金屬化學(xué)活性，在殘余拉應(yīng)力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此，殘余應(yīng)力將影響材料的使用性能或?qū)е鹿ぜ^早就失效。所以需要去應(yīng)力退火來消除之前加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。35CrMo的去應(yīng)力退火工藝曲線見圖2去應(yīng)力退火過程T()550保溫2.5h空冷0t（h）圖2 35

19、CrMo的去應(yīng)力退火工藝曲線 如圖去應(yīng)力退火工藝圖，進(jìn)行去應(yīng)力退火時，金屬在一定溫度作用下通過內(nèi)部局部塑性變形(當(dāng)應(yīng)力超過該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時)或局部的弛豫 過程(當(dāng)應(yīng)力小于該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時)使殘余應(yīng)力松弛 而達(dá)到消除的目的。在去應(yīng)力退火時，工件一般緩慢加熱至較低溫度(一般小于回火溫度20)，保溫一段時間后，緩慢冷卻，以防止產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力。3.2.3 曲軸圓角高頻淬火和低溫回火在工件表面一定深度內(nèi)獲得馬氏體組織，而其心部仍保持著表面淬火前的組織狀態(tài)，以獲得表面層硬而耐磨，心部又有足夠塑性、韌性的工件。 加熱設(shè)備：GP25A 高頻淬火爐；淬火溫度：860930（普通淬火溫度+302

20、00）；冷卻介質(zhì)：水冷；回火溫度：160； 保溫時間：1.5h 。35CrMo低溫回火工藝曲線見圖3低溫回火過程T()160保溫1.5h油冷t（h）0 圖3 35CrMo低溫回火工藝曲線經(jīng)過高頻淬火后，試樣心部依然保持原來的組織不變，心部組織為顆粒大小均勻綜合性能良好的回火索氏體。其表層組織為細(xì)小的層針狀馬氏體。表層與心部的過渡區(qū)域：其表層為針狀馬氏體，而心部則保存了原始的組織與性能。高頻淬火時必須注意把握好溫度和時間，時間過長表面將得不到我們需要的細(xì)小的層針狀馬氏體，而是粗大的組織，這種組織的硬度低于曾針狀馬氏體，而達(dá)不到我們的要求。 調(diào)質(zhì)態(tài)的35CrMo 雖然具有良好的綜合性能，但是曲軸的

21、表面要求有良好的耐磨性，調(diào)制態(tài)的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要進(jìn)行高頻淬火來增加表面硬度及其耐磨性。由于高頻淬火時，奧氏體成分不均勻，奧氏體晶粒得到了細(xì)化，且有殘余壓應(yīng)力的存在，所以一般高頻淬火或的硬度比普通加熱淬火硬度高 23 個洛氏硬度單位，其抗疲勞性能和耐磨性都得到了顯著的提高。 35CrMo 在高頻淬火后表層硬度值達(dá)到5355HRC 之間，硬度在表層分布均勻。 高頻淬火后，為了降低殘余應(yīng)力和鋼的脆性，而又不至于降低硬度，因此需要進(jìn)行低溫回火?；鼗饻囟热?160，保溫 1.5 小時。4曲軸熱處理過程中可能產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施4.1 校直引起原始裂紋在鍛造、熱處理等過程中必然產(chǎn)生變形，生產(chǎn)中采用校

22、直的方法消除。無論是熱校還是冷校，一旦校直幅度過大，都可能導(dǎo)致曲軸產(chǎn)生裂紋，且這種裂紋一般肉眼無法觀察到。若曲軸本身存在原始裂紋，裝配后行駛里程一般僅為幾千公里，就會疲勞擴(kuò)展而斷裂。對于此類裂紋，分析時應(yīng)注意與其它常見裂紋如鍛造裂紋、淬火裂紋等的區(qū)別。4.2圓角淬火工藝不當(dāng)導(dǎo)致裂紋軸頸圓角是曲軸加工難度最大，同時也是使用中最容易成為裂紋起源的位置。為了提高曲軸疲勞強(qiáng)度，一般需要對圓角進(jìn)行強(qiáng)化處理。對于球鐵曲軸，目前多采用圓角滾壓強(qiáng)化工藝或先氮化再滾壓強(qiáng)化的復(fù)合強(qiáng)化工藝。對于鋼曲軸，多采用碳氮共滲或感應(yīng)淬火強(qiáng)化工藝。早期的發(fā)動機(jī)曲軸感應(yīng)淬火區(qū)域僅僅局限在軸頸部分，主要對軸頸起提高耐磨性的作用，淬

23、火區(qū)離圓角仍然有大于6mm以上的距離，因此對圓角并不起強(qiáng)化作用。目前采用的感應(yīng)工藝，淬火區(qū)域普遍包涵圓角區(qū)域。事實證明這種方式能 夠明顯提高曲軸圓角的疲勞強(qiáng)度。隨著發(fā)動機(jī)增壓等新技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，對曲軸疲勞強(qiáng)度的要求也越來越高，目前，對發(fā)動機(jī)圓角的強(qiáng)化處理已經(jīng)成為必須的工藝過程。圓角強(qiáng)化工藝不當(dāng)，曲軸達(dá)不到應(yīng)有的疲勞強(qiáng)度，就有可能會在服役過程產(chǎn)生疲勞斷裂。4.3淬火畸變與淬火裂紋:淬火畸變是不可避免的現(xiàn)象,只有超過規(guī)定公差或產(chǎn)生無法矯正時才構(gòu)成廢品,通過適當(dāng)選擇材料,改進(jìn)結(jié)夠設(shè)計,合理選擇淬火,回火方法及規(guī)范等可有效的減小與控制淬火畸變,可采用冷熱效直,熱點(diǎn)校直和加熱回火等加以休正.裂紋是不

24、可補(bǔ)救的淬火缺陷,只有采取積極的預(yù)防措施,如減小和控制淬火應(yīng)力方向分布,同時控制原材料質(zhì)量和正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計等.4.4淬火導(dǎo)致氧化、脫碳、過熱、過燒零件加熱過程中,若不進(jìn)行表面防護(hù),將發(fā)生氧化脫碳等缺陷,其后果是表面淬硬性降低,達(dá)不到技術(shù)要求,或在零件表面形成網(wǎng)狀裂紋,并嚴(yán)重降低零件外觀質(zhì)量,加大零件粗糙度,甚至超差,所以精加工零件淬火加熱需要在保護(hù)氣氛下或鹽浴爐內(nèi)進(jìn)行,小批量可采用防氧化表面涂層加以防護(hù).過熱導(dǎo)致淬火后形成粗大的馬氏體組織將導(dǎo)致淬火裂紋形成或嚴(yán)重降低淬火件的沖擊韌度,極易發(fā)生沿晶短裂,應(yīng)當(dāng)正確選擇淬火加熱溫度,適當(dāng)縮短保溫時間,并嚴(yán)格控制爐溫加以防止,出現(xiàn)的過熱組織如有足夠的加

25、工余地余量可以重新退火,細(xì)化晶粒再次淬火返修.過燒常發(fā)生在淬火高速鋼中,其特點(diǎn)是產(chǎn)生了魚骨狀共晶萊氏體,過燒后使淬火鋼嚴(yán)重脆性形成廢品.4.5淬火硬度不足淬火回火后硬度不足一般是由于淬火加熱不足,表面脫碳,在高碳合金鋼中淬火殘余奧氏體過多,或回火不足造成的,在含CR軸承鋼油淬時還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)表面淬火后硬度低于內(nèi)層現(xiàn)象,這是逆淬現(xiàn)象,主要由于零件在淬火冷卻時如果淬入了蒸汽膜期較長,特征溫度低的油中,由于表面受蒸氣膜的保護(hù),孕化期比中心長,從而比心部更容易出現(xiàn)逆淬現(xiàn)象.4:軟點(diǎn)淬火零件出現(xiàn)的硬度不均勻叫軟點(diǎn),與硬度不足的主要區(qū)別是在零件表面上硬度有明顯的忽高忽低現(xiàn)象,這種缺陷是由于原始組織過于粗大不均

26、勻,(如有嚴(yán)重的組織偏析,存在大塊狀碳化物或大塊自由鐵素體)淬火介質(zhì)被污染,零件表面有氧化皮或零件在淬火液中未能適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動,致使局部地區(qū)形成蒸氣膜阻礙了冷卻等因素,通過晶相分析并研解工藝執(zhí)行情況,可以進(jìn)一步判明究竟是什么原因造成廢品.5. 曲軸在使用過程中可能產(chǎn)生的失效形式及分析（1）曲軸斷裂曲軸在使用過程中主要承受復(fù)雜的彎曲-扭轉(zhuǎn)載荷及一定的沖擊載荷,軸頸表面還受到磨損。由于在軸頸與曲柄過渡的圓角處表面所受的交變應(yīng)力最大,故疲勞裂紋一般最容易在此部位產(chǎn)生并向曲柄深處發(fā)展造成曲軸的最終斷裂。（2） 曲軸磨損和點(diǎn)蝕失效產(chǎn)生原因：曲軸表面硬度不足、曲軸表面存在裂紋源、曲軸內(nèi)部晶粒粗大性能差。具體分

27、析：淬火過程零件不干凈，毛刺未去凈；孔、槽未堵；感應(yīng)器與零件間隙小等處理方法：洗凈零件；堵孔、槽；選合適的感應(yīng)器。硬度低產(chǎn)生原因：加熱溫度低；冷卻速度慢；材料中碳元素等化學(xué)成分偏低處理方法：控制材料；合理選擇工藝。淬火裂紋產(chǎn)生原因：淬火溫度過高；冷卻速度太快；晶粒粗大處理方法：控制原始晶粒度，按工藝操作。硬化層淺產(chǎn)生原因：淬火溫度低；加熱時間短或移動速度快；淬火介質(zhì)壓力不足處理方法：選擇合適的工藝規(guī)范。汽車發(fā)動機(jī)曲軸的失效分析，涉及到從材料、加工、結(jié)構(gòu)、受力、服役環(huán)境到相關(guān)零件分析的多個復(fù)雜過程，這些因素相互 影響，共同作用，使得分析過程復(fù)雜困難。曲軸的失效，往往會造成其它相關(guān)零件的損壞，同時，一些其它零件的損壞或狀態(tài)發(fā)生變化，也會帶來曲軸服役工況的改變，并導(dǎo)致曲軸的失效。實際分析時，應(yīng)首先進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查與現(xiàn)場分析，準(zhǔn)確判定故障或事故過程中各個零件的損壞次序與過程，找出肇事件，這樣才能 找出導(dǎo)致故障或事故發(fā)生的根本原因。6心得體會回顧這幾周的課程設(shè)計，從選題到自己開始做，從理論到時間，上網(wǎng)查資料，跟同學(xué)商量討論，所有的一切我都感覺獲益良多，不僅鞏固了自己以前學(xué)習(xí)的知識，而且學(xué)到了很多在以前沒有記住或者記得不清楚的地方，還在查資料和選資料的過程中知道了很多在實際生產(chǎn)中的方法。從老師布置下來作業(yè)，我就開始忙碌了起來。先是看