热处理工艺课程设计(65Mn犁铧片65Mn犁铧片热处理工艺的设计热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是：培养学生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和夹具设计等。进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零件绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，夹具的设计等。要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍。如何灵活使用资料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的重要环节，纸上谈兵是经不起考验的，扎实的理论唯有通过实践才能够证明，且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给出20余种不同牌号的材料，要求学生以个人或组队的方式完成热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团队合作意识等是大有裨益的。零件的技术要求及选材65Mn犁铧片的服役条件及可能的失效形式犁铧片的损坏形式主要有土壤颗粒磨损、铧尖折断和铧刃崩裂。犁铧磨损后则刃口变钝，耕地的深度减小，耕作的效果差。而犁铧在耕作过程中，大多与土壤中的砖块、沙粒、石块或其他硬物相撞，会造成犁铧的损坏和疲劳破坏，以及腐蚀磨损产生凹坑与龟裂。犁铧片示意图材料的选择及其技术要求犁铧片是铧式犁重要的基础部件，农业耕作使用犁铧尖凿破土层，在动力作用下，铧刃耕入土层一定深度，沿沟底和沟壑将土地铲起和切断土中的植物茎、作物的残根，铧尖部是将土左右分开，铧面和铧壁的共同作用把土抬起、挤碎并反转覆盖在地面上，从而达到翻耕土壤的目的。因此要求铧尖锋利、整体具有足够的强度和韧性，而且具有高的硬度和高的耐磨性，保证其有长的使用寿命，使用过程中才能抵抗周期性的冲击和震动、振动。技术要求热处理后的局部工作硬度为52~60HRC，其余部分硬度不小于38HRC,显微组织为回火马氏体；工作部分必须有高的耐磨性和一定的韧性抗拉强，避免在加热时氧化脱碳现象。为了控制犁铧片热处理变形，主要采取以下四个措施选用弹簧钢65Mn犁铧片在加热和冷却过程中，应当垂直吊挂，彼此有适当的间距，叠压采用淬火压床，必要时采用反变形措施。尽管犁铧片的硬度范围子48~60HRC，在同一件产品上的硬度差硬应小于5HRC，否则将造成零件的硬度不均和变形的增大。化学成分及合金元素的作用65Mn钢主要化学成分为：W(C)=%~%,w(Mn)=%~%,w(Si)=%~%,w(Gr)65Mn所含元素的作用：等形成碳化物，以提高硬度、耐磨性及红硬性。Si不与结合，它在相变点以上则完全溶入奥氏体，提高了过冷奥氏体在贝氏体转变区域的稳定性，同样也能明显提高该钢的淬透性。铬的碳化物在淬火加热时几乎全部溶于奥氏体，从而提高过冷奥氏体的稳定性和钢的淬透性，同时还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。锰大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化，一部分锰也溶于Fe3C中，形成合金渗碳体，锰还能增加珠光体相对量，并使它变细，从而提高钢的强度。锰能与化合成为MnS，以减热处理工艺课程设计的内容及步骤相变点的确定65Mn钢是常见的弹簧钢，是在淬火和回火状态下具有高弹性的钢，其相图较复杂并查找资料，可确定的65Mn相变制定的相变点表项目Ac1Ac3温度Ar1MsAr3热处理工艺工艺流程65Mn制作犁铧片的工艺流程为：毛坯淬火低温回火淬火及回火示意图：犁铧片的热处理工艺示意图热处理流程：预热加热冷却检查硬度和金相组织低温回火检查硬度淬火后得到的显微组织为马氏体；基体平面硬度为52~60HRC，检查部位在犁壁处。热处理工艺参数的制定将井式电阻炉开启加热到830，待炉温稳定在830，再将犁铧片按一定工装方式置入炉内，淬火保温时间50min,然后后用夹具将犁铧片侵入水中淬火，获得片状马氏体，片状马氏体在空间形态呈双凸透镜，在光学显微镜下则呈针状货竹叶状，马氏体片之间不平行，呈一定角度分布；片状马氏体的亚结构主要是孪晶。淬火的目的是提高零件的硬度、强度和耐磨性。淬火保温时间根据时间计算公式将井式电阻炉开启加热到190，待炉温稳定在190，再将犁铧片按原工装方式置入炉内，保温120～150min,保温后用夹具将犁铧片拿出并放置在空气中冷却，冷却后获得回火马氏体，回火的目的是减少或消除淬火应力，提高韧性塑形，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合。碳钢回火温度和硬度的关系回火时间根据时间计算公式计算得到。根据时间计算公式装炉修正系数，D-工件有效厚度，钢种决定的加热系数】，以及经验公式等，查找资料，各工艺参数制表确定如下：工艺参数表工艺淬火回火温度830190加热时间/min50保温时间/min工件在炉内不同排布方式的加热时间修正值查资料装炉修正系数常用钢的加热系数钢材加热系数空气电阻炉加热系数25~3050~6015碳钢合金钢~高速钢15采用井式电阻炉，炉腔是封闭的，所以加热系数不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数工件形状立方体特征尺寸球径边长形状系数圆柱菱形直径边长环宽度换厚度开口通管；长管；闭口管板管材厚度工件有效厚度的确定：上表为不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数表，有此可计算出工件的有效厚度为：厚度形状系数所选热处理工艺的目的犁铧片加工工艺流程犁铧片要求铧尖锋利、整体具有足够的强度和韧性，而且具有高的硬度和高的耐磨性，保证其有长的使用寿命。因此。通常采用以下流程进行加工：毛坯淬火低温回火淬火是把钢加热到Ac3Ac1以上温度，保温一定时间，然后以适当方式冷却，以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的：提高工件的力学性能，如硬度，强度，耐磨性，弹性极限等；改善某些特殊钢的物理化学性能或化学性能，如耐蚀性、磁性、导电性等。现以65Mn犁铧片进行淬火，是为了获得板条马氏体，获得板条马氏体后犁铧片的硬度、强度和耐磨性得到很大的提高。回火是把淬火后的工件加热到A1一下适当温度，保温一定时间，以一定方式冷却的热处理工艺。回火的目的是：使工件得到所要求的力学性能。工件淬火后，硬度高，脆性打，为了达到技术要求的力学性能，可以通过回火来调整到希望得到的硬度、强度、塑形和韧性。减少或消除内应力。工件淬火后存在很大的内应力，及时回火可以消除应力，减少畸变和防止开裂。稳定尺寸。工件淬火后的组织一般为马氏体和部分残余奥氏体，这两种组织都不稳定，会自发 地发生转变，引起工件尺寸和形状的变化。通过回火可以促 使这些转变，使组织趋于稳定，以保证使用过程中不再发生 变形。在前一步 65Mn 犁铧片的淬火后得到的马氏体经过这 一步的低温回火得到回火马氏体，降低脆性，减少内应力， 硬度不降低或降低 2～3HRC,保持高硬度和耐磨性。组织特点和性能的分析 淬火组织：淬火是指把钢加热到临界点 Ac1 Ac3以上， 保温并随之以大于临界冷却速度冷却，以得到介稳状态的马 氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。 65Mn 钢属于高碳钢， 765，淬火加热温度为830，淬火加热过程中发生 奥氏体相变，珠光体转变为奥氏体，从而可以获得细小而均 匀的奥氏体 奥氏体等温转变曲线图适当温度淬火后得到细小而均匀的马氏体组织。在淬火 加热过程中，基体转变成奥氏体，细小的碳化物颗粒逐渐向 基体中溶解。在溶解过程中受加热温度影响很大，同时还与 碳化物的类型和碳化物的颗粒度有关，尺寸小的碳化物易溶 解。当以大于临界冷却速度冷却到马氏体点 Ms 之下时，过 奥氏体即发生马氏体转变。马氏体转变分为形核和长大两个阶段，长大速度很快，基本上是瞬时形成，组织的形核 受加热温度和保温时间的影响 ，温度越高，速度越快，越 容易形核，晶粒度越小，马氏体转变只与温度有关，与保温 时间是没有关系的。 830淬火后的金相组织大部分为片状 马氏体，局部区域为板条马氏体。随淬火温度的升高，片状 马氏体越来越少，板条马氏体越来越多。但随淬火温度的升 高，奥氏体晶粒也明显长大，所形成的板条马氏体的尺寸也 逐渐长大，同时残余奥氏体量也随淬火温度升高而增多， 830淬火时，残余奥氏体呈块状，分布在板条马氏体之间， 当温度达到 1000时，已明显地形成条状残余奥氏体并沿着 板条马氏体分布。 至水冷端的距离和硬度的关系10 65Mn 犁铧片热处理工艺的设计 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一 次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教 学环节。其目的是：培养学生综合运用所学热处理课程的知 识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发 学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和夹具设计等。 进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零 件绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生 产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问 题，如设备的选用， 夹具的设计等。 要求我们设计工艺流程， 这需要翻查大量的文献典籍。如何灵活使用资料、手册，怎 样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不