GCr15軸承鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì)

熱辦理工藝設(shè)計(jì)題目GCr15軸承鋼的熱辦理工藝計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：金屬熱辦理工藝學(xué)設(shè)計(jì)題目：GCr15軸承鋼的熱辦理工藝設(shè)計(jì)院系：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：資料成型及控制工程XXXX學(xué)號(hào)：091101100學(xué)生姓名：idealwang指導(dǎo)教師：黃老師熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名Idealwang院系專業(yè)機(jī)械工程學(xué)院資料XXXX設(shè)計(jì)要求：相變點(diǎn)確實(shí)定熱辦理工藝參數(shù)的擬訂熱辦理設(shè)施的選擇組織特色和性能的剖析夾具的設(shè)計(jì)或采納工藝卡片填寫學(xué)生應(yīng)達(dá)成的工作：進(jìn)行部件的加工路線中相關(guān)熱辦理工序和熱辦理協(xié)助工序的設(shè)計(jì)。依據(jù)部件的技術(shù)要求，選定能實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求的熱辦理方法，擬訂工藝參數(shù)，畫出熱辦理工藝曲線圖，選擇設(shè)施，設(shè)計(jì)或選定裝夾具，作出熱辦理工藝卡。最后，寫出設(shè)計(jì)說明書，說明書中要求對(duì)各樣熱辦理工序的工藝參數(shù)的選擇依照和各樣熱辦理后的顯微組織作出說明。任務(wù)下達(dá)日期：2011年12月19日任務(wù)達(dá)成日期：2011年12月26日辯論日期：指導(dǎo)教師：黃新學(xué)生署名：目錄1熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)的目的--------------------42部件的技術(shù)要求及選材------------------------4工作條件和技術(shù)要求-------------------------4資料的選擇---------------------------------5化學(xué)成分及合金元素的作用-------------------63熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟---------------7相變點(diǎn)確實(shí)定----------------------------------7熱辦理工藝----------------------------------83.2.1工藝流程-------------------------83.2.2熱辦理工藝參數(shù)的擬訂-------------10辦理工藝卡片填寫---------------------12作過程中的注意事項(xiàng)------------------------------12家具的設(shè)計(jì)或許采納及部件的擺布------------------------13熱辦理設(shè)施的選擇-----------------------16組織特色和性能的剖析------------------------------164總結(jié)---------------------------------------------215收獲和領(lǐng)會(huì)---------------------------------236參照文件-----------------------------------237附表1熱辦理工藝卡-------------------------251熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)的目的熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)是高等學(xué)校金屬資料工程專業(yè)一次專業(yè)課設(shè)計(jì)練習(xí)，是熱辦理原理與工藝課程的最后一個(gè)教課環(huán)節(jié)。其目的是：（1）培育學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)熱辦理課程的知識(shí)去解決工程問題的能力，并使其所學(xué)知識(shí)獲取穩(wěn)固和發(fā)展。（2）學(xué)習(xí)熱辦理工藝設(shè)計(jì)的一般方法、熱辦理設(shè)施采納和夾具設(shè)計(jì)等。（3）進(jìn)行熱辦理設(shè)計(jì)的基本技術(shù)訓(xùn)練，如計(jì)算、部件畫圖和學(xué)習(xí)使用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。所以，本課程設(shè)計(jì)要求我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決生產(chǎn)實(shí)踐中的熱辦理工藝擬訂問題，包含工藝設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題，如設(shè)施的采納，夾具的設(shè)計(jì)等。要求我們?cè)O(shè)計(jì)工藝流程，這需要翻查大量的文件文籍。如何靈巧使用資料、手冊(cè)，如何高效查找所需信息，以及手冊(cè)的查找規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等，均不是一揮而就的事情，需要我們?cè)趯?shí)踐中領(lǐng)會(huì)其實(shí)不停地總結(jié)，才能不停進(jìn)步。資料熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)是培育資料專業(yè)學(xué)生在熱辦理原理方面能力的重要環(huán)節(jié)，紙上談兵是經(jīng)不起考驗(yàn)的，扎實(shí)的理論惟有經(jīng)過實(shí)踐才能夠證明，且科學(xué)的實(shí)踐能夠有效穩(wěn)固甚至發(fā)展原有的理論，所以，本課程設(shè)計(jì)經(jīng)過給出20余種不一樣牌號(hào)的資料，要修業(yè)生以個(gè)人（同意議論）或組隊(duì)的方式達(dá)成熱辦理工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生穩(wěn)固已學(xué)熱辦理知識(shí)、學(xué)習(xí)使用工具書、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等是大有裨益的。§2部件的技術(shù)要求及選材工作條件和技術(shù)要求軸承寬泛用于柴油機(jī)、拖沓機(jī)、機(jī)床、汽車和火車等各樣機(jī)械設(shè)備與車輛上，它有軸承內(nèi)套、外衣、轉(zhuǎn)動(dòng)體和保護(hù)器四部分構(gòu)成的。內(nèi)套緊裝于主軸上，隨軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。而外衣則裝在軸承座中靜止不動(dòng)，在軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，內(nèi)套和轉(zhuǎn)動(dòng)體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，在高速運(yùn)動(dòng)下服役，承受點(diǎn)或線的接觸的周期性的高壓交變載荷和應(yīng)力的作用，所以簡(jiǎn)單造成局部應(yīng)力集中。跟著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些特別用途的軸承想著高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷、高溫、低溫、特大型、特小型、低噪聲發(fā)展。比如，軸承轉(zhuǎn)速Dn值已達(dá)到4000000r/min；承受局部接觸應(yīng)力達(dá)4000MPa；工作溫度達(dá)600℃以上；超低溫度達(dá)到-350℃；有的軸承最大直徑達(dá)、質(zhì)量達(dá)到7700kg；辦公室自動(dòng)化機(jī)器等小型軸承則要求克制噪聲。轉(zhuǎn)動(dòng)體和內(nèi)外衣三者之間既體現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)又體現(xiàn)滑動(dòng)，故會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦，所以在剖析上述過程中可知，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的破壞形式為接觸疲憊破壞和磨損，要求轉(zhuǎn)動(dòng)體與內(nèi)外衣應(yīng)擁有高的抗疲憊性能和耐磨性，有優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)固性，才能保證軸承高的使用壽命。所以軸承鋼的部件熱辦理后的硬度要求見JB/T1255-2001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，套圈硬度一般為57～65HRC；鋼球硬度一般為58～66HRC，滾子硬度一般為57～65HRC。以球軸承為例。圖1.向心球軸承及其載荷散布狀況資料的選擇本課程設(shè)計(jì)所要求的軸承鋼為高碳鉻鋼。軸承工作時(shí)，套圈與轉(zhuǎn)動(dòng)體之間呈點(diǎn)接觸或線接觸，承受著集中的周期性交變載荷，并在其高速運(yùn)行中，同時(shí)存在著轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦。所以疲憊斷裂和磨損是軸承破壞的主要形式。鑒于軸承的工作條件和破壞形式，對(duì)軸承鋼的性能提出以下要求：擁有高的接觸疲憊強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度；擁有高的彈性極限和折服極限；擁有必定的韌性；占有優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)固性；擁有必定的抗腐化性能；擁有高而均勻的硬度與耐磨性；擁有優(yōu)秀的工藝性能。依據(jù)其性能要求，在資料選擇上，也注意以上幾點(diǎn)，往常采納高鉻軸承鋼來制造軸承部件，如GCr15。其含碳量為%～%，鉻元素的含量為%～%,保證高硬度的要求。鉻元素的加入顯然提升了鋼的淬透性，同時(shí)細(xì)化了晶粒，淬火后在馬氏體晶體基體上散布渺小的、均勻的碳化物，不會(huì)出現(xiàn)纖維狀的碳化物。鉻還可以提升低溫回火的穩(wěn)固性。所以合適制造軸承?；瘜W(xué)成分及合金元素的作用GCr15為常用的高碳鉻鋼的一種，是應(yīng)用最寬泛的的一種軸承鋼，用于制造中小型軸承，也能夠制造部分大型軸承。表鋼化學(xué)成分（%）鋼號(hào)CSiMnCr~~~~GCr15MoPS≤≤≤表2.GCr15鋼常溫下的物理性能硬度抗拉強(qiáng)度縱向彈性模均勻線膨脹密度資料熱辦理HVMPa數(shù)/MPa系數(shù)a/℃-1g．cm-37721569～1861210000淬火GCr15所含元素的作用：碳保證軸承在淬火和低溫回火后獲取高硬度、高耐磨性和高的接觸疲憊性能。鉻能夠增添淬透性，還可以部分溶于滲碳體形成較穩(wěn)固的合金滲碳體，熱辦理后獲取的渺小的均勻的碳化物，對(duì)提升鋼的耐磨性，特別是對(duì)提升排除疲憊強(qiáng)度十分有益。鉻還可以提升馬氏體的低溫回火穩(wěn)固性，熱辦理后獲取均勻的高硬度，進(jìn)而有效地提升鋼的耐磨性。硅、錳以進(jìn)一步提升淬透性，合適制造大軸承。可是錳會(huì)增添鋼的過熱偏向，含量過高會(huì)惹起殘留奧氏體量增添。硅還會(huì)增添鋼中氧化夾雜，故需要加以限制。鉬主要作用是提升鋼的淬透性，改良力學(xué)性能，特別是擁有提升韌性的成效。別的還可以夠提升鋼的耐磨性和滲碳性能，鉬含量在此類鋼中一般在%以下。磷、硫嚴(yán)格控制有害元素磷和硫量，磷在加熱時(shí)會(huì)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，并增添鋼的脆性，降低硬度、增添淬火開裂偏向。硫會(huì)增添鋼中硫化夾雜。§3熱辦理工藝課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟相變點(diǎn)確實(shí)定GCr15軸承鋼是一種高碳鉻鋼，當(dāng)向高碳鉻軸承鋼加入硅和錳合金元素后，它的多元狀態(tài)圖變得更為復(fù)雜了。硅的作用主假如惹起相變點(diǎn)A1、A3、Acm高升，進(jìn)而使?fàn)顟B(tài)圖的A區(qū)趨于關(guān)閉；錳的作用則是惹起S點(diǎn)左移，并使A1、A3降落，Acm高升，造成A區(qū)擴(kuò)大。鋼中硅幾乎所有溶入固溶體中，而錳除一部分溶入固溶體以外，其余則形成滲碳體型碳化物（Fe，Cr，Mn）3C。經(jīng)過查找資料，可知Fe-C-Cr狀態(tài)圖上含%Cr的垂直截面：圖狀態(tài)圖上含%Cr的垂直截面表3.GCr15鋼的臨界點(diǎn)項(xiàng)目Ac1AcmAr1Ms溫度/℃745900700240熱辦理工藝工藝流程及目的鉻軸承鋼部件的產(chǎn)生工藝路線一般以下:軋制→正火→球化退火→機(jī)械加工→淬火→冷辦理→低溫回火→磨加工→附帶回火→成品正火工藝假如毛坯鑄造工藝不妥，出現(xiàn)沿奧氏體晶界析出的二次網(wǎng)狀碳化物和條狀珠光體組織，因?yàn)樗鼈冊(cè)陔S后的球化退火過程中不可以完整除去，進(jìn)而影響部件的使用壽命，所以先采納正火工藝來除去這些組織。有粗大的網(wǎng)狀碳化物的GCr15鋼，采納900～950℃的加熱溫度，工件透熱后保溫40～60min，正火。若正火的加熱溫度過高，在冷卻過程中也易析出網(wǎng)狀碳化物，故需要采納較快的冷卻速度。在油或水中冷卻時(shí)，冷至500℃時(shí)應(yīng)拿出，免得產(chǎn)生裂紋。正火的目的:改良或除去網(wǎng)狀碳化物，提升沖擊韌度。退火時(shí)過熱組織的返修。細(xì)化原始組織，為提升抗回火穩(wěn)固性做準(zhǔn)備球化退火工藝經(jīng)過鑄造后的工件，假如其顯微組織為細(xì)片狀珠光體，則可直接進(jìn)行球化退火。其目的是：降低硬度，便于切削加工，獲取均勻的散布的細(xì)顆粒珠光體、為淬火做好準(zhǔn)備，改良熱辦理的綜協(xié)力學(xué)性能，除去加工硬化，增添塑性。GCr15鋼往常采納等溫退火。其工藝是將方才加熱到780～810℃，保溫3～6個(gè)小時(shí)，而后再690～750℃，保溫4個(gè)小時(shí)以上，以便組織所有球化。790℃被以為最正確的球化加熱溫度。因?yàn)榧訜釡囟冗^高，大量碳化物溶解，球化結(jié)晶核心少，球化后為粗大的球狀珠光體或部分片狀組織；加熱溫度偏低，球化退火后組織中仍保存尚沒轉(zhuǎn)變的片狀珠光體。最正確的等溫球化退火工藝如圖:溫度/℃790±10700隨爐降溫≥≥4h3h

550℃出爐0時(shí)間圖3.高碳鉻軸承鋼等溫球化退火工藝曲線球化退火的目的:使片狀珠光體轉(zhuǎn)變成細(xì)粒珠光體，為淬火準(zhǔn)備優(yōu)秀的原始組織。降低硬度使其易于切削加工。提升塑性使其易于冷拉、沖壓、冷輾。淬火工藝一般采納淬火和低溫回火，其目的是提升鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性與抗疲憊性能。GCr15鋼的淬火溫度為820～860℃，溫度太高，就會(huì)出現(xiàn)過熱組織，使軸承的韌性和疲憊強(qiáng)度降落；溫度過低，奧氏體中溶解Cr、C數(shù)目減少，影響淬火后的硬度。軸承工件的淬火組織中馬氏體和節(jié)余奧氏體是不穩(wěn)固相，室溫下逗留時(shí)間過久，將會(huì)致使工件尺寸發(fā)生變化，使軸承的精度降低，所以，軸承淬火后，應(yīng)實(shí)時(shí)采納160℃±10℃的低溫回火，回火時(shí)間一般為2～4個(gè)小時(shí)。淬火的目的:充散發(fā)揮資料的各樣綜合性能潛力，提升硬度、強(qiáng)度、耐磨性、接觸疲憊性能等，并為回火供給優(yōu)秀的馬氏體組織，以便最后獲取最正確綜合強(qiáng)韌化的性能。冷辦理關(guān)于精細(xì)軸承部件，冷辦理是淬火的持續(xù)，目的是讓淬火后的殘留奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，進(jìn)而減少殘留奧氏體量，以提升部件的尺寸穩(wěn)固性。冷辦理工藝的溫度一般為-60～-80℃，保溫時(shí)間為2～4小時(shí)，冷辦理后恢復(fù)到室溫在4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火，以防備部件開裂。冷辦理的目的:使淬火過程中未能充分轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體持續(xù)向馬氏體轉(zhuǎn)變，除能提升部件的尺寸穩(wěn)固性，還可以稍微提升部件的硬度和防銹性能。有時(shí)也能利用馬氏體比體積大這一原理用冷辦理來拯救因尺寸減小而報(bào)廢的產(chǎn)品。回火的目的:部件淬火后一定實(shí)時(shí)進(jìn)行回火?；鼗鹉軌驕p少并穩(wěn)固節(jié)余應(yīng)力，穩(wěn)固組織，防止裂紋和變形，合適降低硬度而大幅度提升韌性，使部件最后獲取最正確配合的綜合強(qiáng)韌性的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)固性。附帶回火：淬火未經(jīng)冷辦理的軸承部件，在磨削加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磨削應(yīng)力，低溫回火時(shí)未能完整除去的殘留應(yīng)力在磨削加工后會(huì)從頭散布。這倆種應(yīng)力會(huì)致使尺寸發(fā)生變化，甚至?xí)a(chǎn)生龜裂。為此，應(yīng)在進(jìn)行一次附帶回火，回火溫度為120～160℃，保溫時(shí)間為5～10h，或更長(zhǎng)?；鼗鸬哪康?回火的作用是除去磨削應(yīng)力，進(jìn)一步穩(wěn)固組織，以便于提升部件的尺寸穩(wěn)固性。熱辦理工藝參數(shù)的擬訂依據(jù)時(shí)間計(jì)算公式τ=a×K×D【此中K-裝爐修正系數(shù)，D-工件有效厚度（mm），a-由鋼種決定的加熱系數(shù)（min/mm）】，以及經(jīng)驗(yàn)公式等，查找資料，將工藝參數(shù)制表以下：1）裝爐修正系數(shù)K確實(shí)定：圖4.工件在爐內(nèi)不一樣排布方式的加熱時(shí)間修正當(dāng)裝爐修正系數(shù)K取。2）由鋼種決定的加熱系數(shù)a（min/mm）確實(shí)定：表4.鋼加熱系數(shù)<600℃箱式750～850℃800～900℃1000～工件資料工件直徑/mm鹽浴中加熱箱式爐或井1300℃高溫爐中加熱或預(yù)熱式爐中加熱鹽爐中加熱碳鋼≤50～～>50～～合金鋼～～～～高合金鋼～～～高速鋼～～～～奧氏體化溫度為：860℃。3）工件有效厚度確實(shí)定：下表為不一樣形狀和尺寸的工件加熱計(jì)算時(shí)的特色尺寸及形狀系數(shù)表，有此可計(jì)算出工件的有效厚度為：D=直徑×形狀系數(shù)=50×=50mm。表5.狀和尺寸的工件加熱計(jì)算時(shí)的特色尺寸及形狀系數(shù)工件形狀特色尺寸s形狀系數(shù)k球球徑立方體邊長(zhǎng)圓柱直徑棱形邊長(zhǎng)環(huán)環(huán)寬度環(huán)厚度板厚度管材壁厚張口通管；長(zhǎng)管；閉口管熱辦理工藝卡片填寫見附表1熱辦理工藝卡片。操作過程中的注意事項(xiàng)鑄造后一定經(jīng)過球化退火后才能進(jìn)行加工。球化退火時(shí)應(yīng)注意加熱溫度和保溫溫度之間的差別，并保證足夠的球化退火2時(shí)間。球化退火后先爐冷后空冷，減少節(jié)余應(yīng)力。淬火時(shí)應(yīng)嚴(yán)防表面氧化，脫碳?；鼗鸩蛔銜r(shí)，應(yīng)注意油浴爐底部溫度偏低。球化退火應(yīng)先將工件放在爐口遲緩升溫后才能放入爐內(nèi)。淬火加熱時(shí)應(yīng)注意控制加熱速度。淬火預(yù)熱時(shí)應(yīng)保證足夠的預(yù)熱時(shí)間，使工件溫度均勻化。嚴(yán)格控制奧氏體化溫度和加熱時(shí)間。控制冷卻的時(shí)間，減少奧氏體穩(wěn)固化?？刂苹鼗饻囟?，回火保溫時(shí)間，保證碳化物的析出，進(jìn)而保證硬度和紅硬性?；鼗鹄鋮s時(shí)應(yīng)空冷至室溫后再進(jìn)行下一次回火，獲取許多的回火馬氏體。淬火加熱時(shí)，碰到忽然停電，應(yīng)立刻從爐中去除工件，空冷。從頭加熱淬火13前一定經(jīng)過退火，不然，將出現(xiàn)萘狀端口。淬火后應(yīng)實(shí)時(shí)回火?；鼗鸪鰻t工件應(yīng)隨吊籃一同空冷，不可以將工件堆放進(jìn)行空冷。中溫預(yù)熱和高溫加熱的鹽浴應(yīng)嚴(yán)格校訂。在生產(chǎn)中要常常檢查控溫儀表，常用光學(xué)高溫計(jì)查對(duì)爐溫的正確性。大量工件進(jìn)行淬火時(shí)一定進(jìn)行試淬，淬火后檢查淬火晶粒度，調(diào)理爐溫。在球化退火和回火過程中應(yīng)注意增添足夠的保護(hù)劑，減少工件表面的氧化脫碳。熱辦理設(shè)施的選擇①球化退火、淬火的設(shè)施：為了減少軸承鋼在熱辦理過程中的氧化、脫碳，采納中溫箱式保護(hù)氛圍電阻爐。圖5.中溫箱式保護(hù)氛圍電阻爐中溫箱式保護(hù)氛圍電阻爐：額定功率75kW,最高工作溫度950℃,爐膛尺寸(mm):800×900×550,重量5350kg.回火設(shè)施：中溫井式電阻爐圖6.中文一般井式電阻爐爐膛尺在890℃時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)額定額定空爐額定溫寸（直徑空爐損最大裝型號(hào)功率電壓相數(shù)升溫度/℃X深度）耗功率載量/kW/V時(shí)間/mm/kW/kg/h井式電阻403803950600X800≤9≤350爐③沖洗設(shè)施：廢水池。④烘干設(shè)施：烘箱。夾具的設(shè)計(jì)或采納及部件的擺布因?yàn)镚Cr15軸承鋼在熱辦理時(shí)，種類許多，以及部件小，所以?shī)A具在這忽視。組織特色與性能剖析細(xì)粒狀碳化物高碳鉻軸承鋼的淬火溫度為830℃～860℃，經(jīng)油淬后，可獲取渺小的均勻的奧氏體晶粒度（5～8級(jí)），固溶體中的碳含量一般在%～%（質(zhì)量），隱晶馬氏體基體上散布著渺小的均勻散布的粒狀碳化物，其含量為7%～8%（體積），并含有少許殘留奧氏體。這樣的話，組織在性能上可獲取最高硬度，曲折強(qiáng)度和韌度，依據(jù)資料，馬氏體基體上碳含量在%時(shí)疲憊性能最好，若馬氏體基體中碳含量固定在%時(shí)，則碳化物在4%～6%(體積)為宜，所以，在有些狀況下，能夠降低鋼中碳含量是有益的。軸承部件在淬火工藝中應(yīng)盡量減少氧化脫碳，為了防備氧化脫碳，我們?cè)跓徂k理過程中，能夠采納保護(hù)氛圍加熱或許是真空加熱。退火組織和性能在等溫球化退火過程中，奧氏體轉(zhuǎn)變成粒狀珠光體。當(dāng)片狀過共析原始組織的奧氏體體化溫度較低時(shí)，此中片狀碳化物雖已溶解，但奧氏體的成分極不均勻，且因?yàn)榇罅课慈芏翁蓟锏拇嬖?，將為A1以低等溫時(shí)共析碳化物的析出供給了非均質(zhì)晶核，股促進(jìn)了粒狀珠光體的形成。如圖7.GCr15鋼鑄造后經(jīng)球化退火，使鋼中的碳化物球狀化。球化退火可降低硬度，改良切削性能；獲取均勻組織，改良熱辦理工藝性能；可經(jīng)淬火、回火后獲取優(yōu)秀的綜合性能。圖鋼慣例等溫球化退火組織火組織和性能GCr15軸承鋼的淬火組織是由淬火馬氏體、節(jié)余奧氏體和節(jié)余碳化物構(gòu)成。軸承鋼的淬火溫度一般為820～860℃，其加熱溫度從倆個(gè)方面來影響淬火組織和性能。加熱溫度越高，碳化物溶解越多，奧氏體中碳化物及合金元素含量越高，淬透性（如圖8）和淬火硬度上漲，在適合的加熱溫度和保溫時(shí)間淬火，可獲取優(yōu)秀的金相組織與硬度的最正確配合，如圖。淬火加熱溫度若果太低，會(huì)使奧氏體中合金元素固容量不足，油冷后會(huì)出現(xiàn)非馬氏體組織，使硬度和強(qiáng)度降落，如圖9.當(dāng)淬火溫度過高時(shí)，碳化物大量溶解，并均勻化，阻擋奧氏體晶粒長(zhǎng)大的碳化物逐漸減少，甚至消逝，晶粒開始粗話，淬火后，會(huì)出現(xiàn)修長(zhǎng)針狀或許粗大針狀馬氏體組織，形成的過熱組織或許嚴(yán)重過熱組織，殘留奧氏體增加，強(qiáng)度和韌性都達(dá)不到要求。圖8.淬回火馬氏體組織圖9.大量屈氏體組織表鋼不一樣淬火溫度與組織性能的關(guān)系由表可知，淬火組織為以片狀馬氏體為主。跟著淬火加熱溫度的高升，奧氏體中含碳量增添，片狀馬氏體量也隨之增加。當(dāng)基體中碳含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出%時(shí)，淬火組織為孿晶馬氏體為主。GCr15軸承鋼在820～860℃加熱淬火，基體中含碳量在%～%之間，力學(xué)性能最好。圖軸承鋼淬透性曲線以下圖，是GCr15軸承鋼的淬透性曲線，至水冷端的距離越遠(yuǎn)，其硬度越低。當(dāng)冷卻到馬氏體點(diǎn)Ms之下時(shí)，過冷奧氏體即發(fā)生馬氏體相變。馬氏體相變也分形核及成長(zhǎng)兩個(gè)階段，但成長(zhǎng)速度很快，形核后不到萬分之一秒即生長(zhǎng)完成，所以馬氏體轉(zhuǎn)變速度幾乎完整部是由形核速度所控制。馬氏體轉(zhuǎn)變量只與溫度相關(guān)，隨溫度降落轉(zhuǎn)變量增添；與保溫時(shí)間沒關(guān)，恒溫逗留不會(huì)使馬氏體量增添，反而會(huì)帶來其余的問題。馬氏體點(diǎn)Ms與奧氏體的化學(xué)成分相關(guān)。此中碳的影響最大，碳含量增添，Ms點(diǎn)降低；合金元素W、Mo、Cr、V均使Ms點(diǎn)降低。淬火溫度高，保溫時(shí)間長(zhǎng)，使奧氏體中的碳和合金元素含量增添，因此使Ms點(diǎn)降落。軸承鋼淬火后的基體組織中除了馬氏體以外，還有的節(jié)余奧氏體。節(jié)余奧氏體的數(shù)目與Ms點(diǎn)相關(guān)。鋼中的碳含量愈高，淬火溫度愈高，則使節(jié)余奧氏體量愈多。在淬火時(shí)中止冷卻，也會(huì)使節(jié)余奧氏體量增添，并且中止冷卻的溫度愈高，則節(jié)余奧氏體量也愈多。淬火溫度對(duì)節(jié)余奧氏體，節(jié)余碳化物的影響，如圖圖11.淬火溫度對(duì)GCr15鋼硬度、節(jié)余滲碳體和節(jié)余奧氏體的影響火組織和性能軸承鋼淬火后應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行回火，以提升部件的組織及尺寸的穩(wěn)固性，提升力學(xué)性能。揮霍一般采納160℃保溫3h或許更長(zhǎng)?；鼗鸾M織為回火馬氏體+彌散散布的碳化物+少許殘留奧氏體?；鼗鸷笥捕仍?2～66HRC。軸承部件的尺寸不穩(wěn)固性的基來源因在于存在有內(nèi)應(yīng)力和殘留奧氏體，增添組織穩(wěn)固性和減少應(yīng)力常用的舉措是進(jìn)行冷辦理和附帶回火。特別是關(guān)于精細(xì)軸承，為了保證部件的穩(wěn)固性，一定要求除去殘留奧氏體。一般采納淬火后立刻進(jìn)行冷辦理。軸承在磨削加工后腰進(jìn)行除去磨削應(yīng)力的回火，一般應(yīng)依據(jù)軸承精細(xì)等級(jí)來選用不一樣的保溫時(shí)間和回火次數(shù)?；鼗鹉軌驕p小并穩(wěn)固節(jié)余應(yīng)力，穩(wěn)固組織，防止裂紋和變形。軸承鋼中碳化物經(jīng)過細(xì)化辦理和采納低溫回火，能夠獲取碳化物和晶粒同時(shí)發(fā)展的成效。淬回火后殘留碳化物均勻、渺小、圓整，組織中黑白區(qū)不很顯然，帶狀碳化物和液析碳化物基本除去，淬回火馬氏體組織渺小、均勻，進(jìn)而對(duì)軸承鋼接觸疲憊壽命的提升帶來特別有益的影響。如圖是用不一樣含碳量的鋼淬回火后，使其馬氏體含碳量和節(jié)余奧氏體含量同樣而未溶碳化物含量不一樣，經(jīng)160℃回火后的力學(xué)性能。從圖可知，未溶碳化物少許增高對(duì)硬度增高值不大，反應(yīng)強(qiáng)度和韌性的壓碎載荷則有所降低，對(duì)應(yīng)力集中的敏感的排除疲憊壽命則顯然降低，所以合適地降低軸承鋼的含碳量是提升制件使用壽命的門路之一。圖12.高碳鉻鋼淬回火后未溶碳化物對(duì)硬度、壓碎載荷和接觸疲憊壽命的影響圖鋼回火溫度和回火時(shí)間對(duì)硬度的影響軸承鋼的過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變GCr15軸承鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖GCr15軸承鋼在A1至馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms點(diǎn)之間，過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變分為珠光體型高溫轉(zhuǎn)變和貝氏體型中溫轉(zhuǎn)變；而過冷至Ms點(diǎn)以下時(shí)，則屬于馬氏體型—非等溫轉(zhuǎn)變。過冷奧氏體最不穩(wěn)固的溫度范圍和最短孕育期，跟著此中鉻、碳、錳等元素的實(shí)質(zhì)含量而改變，并取決于奧氏體化時(shí)的加熱溫度、保溫時(shí)間以及原始組織的分別度。如圖是GCr15軸承鋼經(jīng)860℃和1050℃奧氏體后所測(cè)得的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖：圖鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖（TTT）依據(jù)GCr15軸承鋼在860℃奧氏體化的等溫轉(zhuǎn)變曲線，A1至520℃之間過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為碳化物與鐵素體片相間散布的珠光體型組織，并跟著轉(zhuǎn)變溫度的降低，片間距相應(yīng)減小。520～245℃之間則為貝氏體型組織，此中，500～400℃等溫時(shí)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為羽毛狀上貝氏體，而在350℃以下則為針狀下貝氏體。依據(jù)GCr15軸承鋼在1050℃的等溫轉(zhuǎn)變曲線可知，當(dāng)二次碳化物所有固化時(shí)，圖上出現(xiàn)了二次碳化物開始析出曲線（其最不穩(wěn)固溫度約為700℃左右），即過冷奧氏體在發(fā)生珠光體或許貝氏體轉(zhuǎn)變以前，將第一沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀碳化物。二次碳化物的析出主要取決于冷卻速度，其析出的數(shù)目不單與碳在奧氏體中的過飽和度相關(guān)，并且碳化物形成元素的擴(kuò)散條件也擁有必定的影響。因?yàn)檫@些元素沿奧氏體晶界的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大于晶內(nèi)擴(kuò)散，故二次碳化物多沿晶界析出，進(jìn)而形成斷續(xù)或連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀。經(jīng)過GCr15鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線可估量，網(wǎng)狀碳化物析出的臨界冷卻速度約為12℃/s，所以過冷奧氏體在實(shí)質(zhì)冷卻過程中為了防止網(wǎng)狀碳化物的析出，應(yīng)控制好冷卻速度，且不低于50～70℃/min?！?總結(jié)依據(jù)工藝流程及目的擬訂總的熱辦理工藝如圖：溫度/℃硬度：淬火62～66HRC退火830790±10700回火隨爐降溫160±≥≥4h10℃550℃出爐3h2-4h2-4h冷辦理時(shí)間/t-60～-80§5收獲和領(lǐng)會(huì)此次課程設(shè)計(jì)我與方濤同學(xué)一組，進(jìn)行了GCr15軸承鋼的熱辦理工藝設(shè)計(jì)，熱辦理工藝設(shè)計(jì)主假如進(jìn)行部件的加工路線中相關(guān)熱辦理工序和熱辦理協(xié)助