金属学课程设计20号钢螺钉的热处理工艺解析

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20钢热处理状态

20钢热处理状态

标题:20钢热处理状态分析一、概述20钢是一种常见的碳钢,广泛应用于结构件、传动件等领域。

热处理是改变金属内部组织结构,以达到改善金属性能、提高金属强度、节约金属料及模具寿命的一种工艺方法。

热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等基本工艺,其处理效果对于金属的最终性能有很大的影响。

二、热处理工艺对20钢的影响1. 退火:退火是一种对材料进行高温软化后再缓慢冷却的工艺方法。

退火可消除20钢在加工过程中产生的内应力,使金属处于比较稳定的状态。

同时,退火可改善金属的加工性能和机械性能,如增加金属的韧性。

2. 正火:正火是将材料加热到临界点AC3或AC1以上某一温度,保温一定时间,然后随炉缓慢冷却的加工工艺。

正火能改善钢材的加工性能和使用性能,提高金属的强度和硬度。

在20钢中,正火可细化晶粒,消除组织缺陷,使组织均匀化。

3. 淬火:淬火是将钢加热到临界温度以上某一温度,保温一定时间,然后迅速冷却的工艺方法。

淬火能显著提高20钢的硬度和耐磨性,但会降低其塑性和韧性。

因此,在淬火后需要进行回火处理以改善其综合性能。

4. 回火:回火是将钢加热到某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的工艺方法。

回火是提高20钢韧性的有效方法,同时也能消除淬火产生的内应力,稳定工件的尺寸。

三、实际应用在实际应用中,根据工件的用途和要求,可能需要对20钢进行不同的热处理工艺。

例如,对于需要较高硬度和耐磨性的结构件,可能需要进行淬火和低温回火;对于需要较高韧性和塑性的传动件,可能需要进行正火和时效处理。

通过合理的热处理工艺,可以最大限度地发挥20钢的性能优势,同时避免其劣势。

四、结论综上所述,热处理工艺对20钢的性能具有显著影响。

通过合理的热处理工艺,可以有效地改善20钢的加工性能和使用性能,提高其硬度和耐磨性,同时保持较高的韧性和塑性。

在实际应用中,应根据工件的用途和要求选择合适的热处理工艺。

不锈钢螺钉热处理

不锈钢螺钉热处理

不锈钢螺钉热处理一、不锈钢螺丝的热处理方法不锈钢螺丝一般采用的热处理方法有两种:固溶处理和淬火处理。

固溶处理:将不锈钢螺丝加热到一定温度,使其组织达到均匀的奥氏体状态,然后经过快速冷却来达到固溶作用。

固溶后的不锈钢螺丝组织中完全无渗碳体和晶粒较细,具有良好的塑性和加工性能。

淬火处理:在固溶处理的基础上,将不锈钢螺丝加热到淬火温度,然后急速冷却。

淬火后的不锈钢螺丝具有高硬度、高强度和一定的脆性,适合用于高强度要求的场合,如机械传动结构等。

二、不锈钢螺丝热处理的温度参数不锈钢螺丝的热处理温度一般分为两个阶段:固溶温度和淬火温度。

固溶温度:不锈钢螺丝的固溶温度一般为1000℃~ 1100℃。

淬火温度:不锈钢螺丝的淬火温度一般为1000℃左右。

三、不锈钢螺丝热处理后的性能要求不锈钢螺丝热处理后,要求其具有一定的性能指标,如硬度、抗拉强度、延伸率等。

硬度:不锈钢螺丝热处理后的硬度一般应控制在HRC 25 ~ 35之间。

抗拉强度:不锈钢螺丝热处理后的抗拉强度应达到标准规定的要求。

延伸率:不锈钢螺丝热处理后的延伸率应达到标准规定的要求。

四、不锈钢螺丝热处理的常见问题解答1.不锈钢螺丝热处理后会不会生锈?不锈钢螺丝经过适当的热处理后,表面生成了铬氧化物保护膜,具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。

2.不锈钢螺丝热处理有什么要求?不锈钢螺丝热处理应该按照国家标准或行业标准进行,确保加热温度、冷却方式和保持时间等参数符合标准规定。

3.不锈钢螺丝应该采用哪种热处理方法?不锈钢螺丝的热处理方法应根据具体要求进行选择,一般情况下固溶处理和淬火处理都可以采用。

【总结】本文介绍了不锈钢螺丝的热处理标准,包括热处理方法、温度参数、热处理后的性能要求以及解答了一些常见问题。

通过本文的了解,读者可以更好的了解不锈钢螺丝的热处理要求及注意事项。

20钢硬度热处理前后的硬度

20钢硬度热处理前后的硬度

20钢硬度热处理前后的硬度热处理是一种常见的金属加工方法,在加工中起到不可或缺的作用。

钢材作为一种重要的金属材料,其硬度是其重要的性能指标之一。

在热处理过程中,钢材的硬度会发生一定的变化。

本文将针对20钢进行热处理前后的硬度变化进行详细介绍,并以此为指导,推广热处理技术的应用。

在热处理前后的硬度变化中,首先我们需要了解热处理对钢材硬度的影响。

热处理是通过改变钢材的组织结构来改变其硬度的方法。

在热处理过程中,钢材经过加热、保温和冷却三个阶段,以改变其晶粒尺寸和排列方式,从而达到调节硬度的目的。

针对20钢的热处理实验表明,在正确的热处理条件下,其硬度会发生显著的变化。

在热处理前,20钢的硬度一般较低。

经过加热至约900℃左右的高温,然后保温一段时间,形成充分的奥氏体,接下来快速冷却,钢材的硬度会显著提高。

这是因为快速冷却可以使奥氏体保留下来,从而使钢材的硬度增加。

这种热处理方法被称为淬火,是提高钢材硬度的重要方法之一。

然而,过高的热处理温度和不正确的热处理方法可能会导致硬度不达标或过硬的问题。

过高的温度可能导致钢材过度软化,失去应有的硬度。

如果热处理的温度过低或保温时间不足,钢材的硬度可能无法得到有效提高。

因此,在进行热处理时,必须根据具体的材料和要求进行合理的温度选择和保温时间控制,以确保钢材达到所需的硬度要求。

除了淬火,还有一种常见的热处理方法被广泛应用于钢材的硬化处理中,即回火处理。

回火是通过将淬火后的钢材加热至较低的温度,然后进行保温和冷却的过程,以减轻淬火带来的内应力和脆性,提高钢材的韧性和可加工性。

回火可以使钢材在保持一定硬度的同时,具备一定的韧性,从而提高其使用寿命和可靠性。

综上所述,热处理是一种重要的金属加工方法,在钢材硬度调节中起到至关重要的作用。

20钢经过热处理后可以显著提高其硬度,从而提高其使用寿命和硬度要求。

不正确的热处理方法可能导致硬度不达标或过硬的问题,因此在进行热处理时,务必根据具体材料和要求选择合适的温度和保温时间. 正确认识和掌握热处理技术的原理和方法,对于提高钢材的硬度和使用寿命具有重要的指导意义。

20钢热处理正火过程温度场分析

20钢热处理正火过程温度场分析

20钢热处理正火过程温度场分析任务书1.课题意义及目标学生应通过本次毕业设计,运用所学过的金属学及热处理等专业知识,了解20钢的概况、钢的热处理原理和热处理工艺;熟悉20钢的热处理工艺方法;熟悉ANSYS 软件;掌握ANSYS软件计算热处理过程温度场的方法,为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。

2.主要任务(1)制定20钢热处理工艺。

(2)计算热处理加热过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。

(3)计算热处理冷却过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。

(4)分析热处理过程温度场分布对20钢组织和力学性能的影响。

(5)撰写毕业论文。

结构完整,层次分明,语言顺畅;避免错别字和错误标点符号;格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。

3.主要参考资料[1] 赖宏,刘天模. 45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[J].重庆大学学报,2003,26(03):82-84.[2] 朱圆圆,祁文军,易挺,等. 钢件淬火过程温度场的数值模拟[J]. 新技术新工艺,2008,(11):97-99.[3] 崔忠圻,覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京,机械工业出版社,2007:230-308 4.进度安排审核人:2015 年1 月16 日20钢热处理正火过程温度场分析摘要:选取20钢为研究对象,利用ANSYS软件建立有限元模型,通过热分析模块对20钢正火过程温度场分布进行了模拟计算。

结果表明随着逐渐的冷却,零件的温度迅速降低,零件的各个点温度下降的速率不同,而且随着冷却的时间越长,温度也随之越来越低。

在空冷刚开始的时候,温度下降的速度较快,中心降温过程中受零件其他部分的热影响大,下降速度慢。

关键词:20钢;温度场;ANSYS模拟Thermal analysis of Steel 20's normalizing heat-treatment Abstract:Select 20 steel as the research object, the finite element model is established by use of ANSYS software, and through the thermal analysis module of 20 steel normalizing process simulation on temperature field distribution. Results show that along with the gradually cooling, the temperature of the parts to reduce rapidly, each point temperature drop rate of different parts, and as the longer the cooling time, low temperature has been more and more. In air cooling in the beginning, the temperature drops faster, center by the rest of the parts in the process of cooling heat affected big, slow down.Keyword: steel 20;The temperature field;Ansys simulation目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究进展 (1)1.3 研究的主要内容 (2)1.4 研究方法 (3)2 20钢热处理工艺 (4)2.1 20钢概述 (4)2.2 热处理工艺的制定 (5)3 ANSYS有限元软件 (8)3.1 简介 (8)3.1.1 热分析 (9)3.2 主要模块介绍 (9)3.3 有限元单元法概念 (12)4 基于ansys正火过程温度模拟 (13)4.1 温度场数学模型建立 (13)4.2 相关数据确定 (13)4.3 材料参数 (14)4.4 前处理 (15)4.5 施加载荷 (17)4.6 求解及分析结果 (17)4.6.1 正火过程某些时刻温度场分析 (17)4.6.2 空冷过程某些特定点位置随时间变化曲线图 (20)4.7 模拟结果分析 (23)5 总结 (24)5.1 展望 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1 绪论1.1研究的目的及意义20号钢是含碳量为0.2%的低碳钢,很少淬火,无回火脆性。

20号钢的热处理工艺(一)

20号钢的热处理工艺(一)

20号钢的热处理工艺(一)20号钢的热处理工艺什么是20号钢20号钢是一种低合金高强度钢,主要成分为碳、铬、锰和硅等元素,广泛应用于船舶、桥梁、建筑等领域。

热处理对20号钢的影响热处理是指通过加热和冷却的方式改变材料的结构和性能。

20号钢的热处理可以提高其强度和硬度,改善其塑性和韧性,提高其耐磨性和耐腐蚀性能。

热处理工艺步骤1. 加热将20号钢加热至860摄氏度左右,使其达到奥氏体区域。

2. 保温保持20号钢在奥氏体区域内的一定时间,让其组织结构达到均匀的奥氏体结构。

3. 冷却将20号钢迅速冷却至室温以下,使其转变成马氏体结构。

冷却速度决定了马氏体的比例,进而影响20号钢的强度和硬度。

热处理工艺的注意事项1. 加热温度加热温度不宜过高或过低,过高容易导致20号钢的颗粒度增大、晶粒长大,对韧性产生不良影响;过低则难以保证组织均匀。

建议加热温度应在860-900摄氏度之间。

2. 保温时间保温时间应根据钢材的截面大小和厚度来确定,一般建议每25mm厚在保温1小时。

保温时间过长会导致晶粒长大,过短则难以保证组织均匀。

3. 冷却速度冷却速度不宜过慢,否则无法得到充分的马氏体组织;也不宜过快,过快容易产生应力和变形。

建议冷却速度应控制在15-30度/分钟之间。

结语20号钢的热处理是提高其强度和硬度的必要工艺,不同的热处理工艺会对其性能产生不同的影响。

在实际应用中,应根据具体需求选择适合的热处理工艺。

热处理方法的选择常用的热处理方法包括正火、淬火和回火等。

正火可以提高20号钢的硬度和强度,但韧性会有所下降;淬火可以获得更高的强度和硬度,但同时也会降低韧性;回火是为了恢复20号钢的韧性和塑性,同时减轻淬火过程中引起的应力。

热处理后的20号钢性能测试热处理后的20号钢应进行性能测试,以确保其达到预期要求。

常用的测试方法包括拉伸试验、硬度试验和冲击试验等,通过这些试验可以评估材料的强度、硬度、韧性和塑性等指标是否符合要求。

20钢热処理

20钢热処理

20#钢渗碳淬火--硬度起不来前天做了一炉20#钢的止推片,厚4mm;外圆54mm;内孔32mm。

920度渗碳,860度淬油,渗碳层深1mm。

170度回火。

硬度就只的33~35HRC,72~74HRA如果渗层没有偏差,应该从冷却上想办法。

对于20钢应该采用水冷却的效果较好。

但变形应该比用油淬火的大些。

我们有20号钢滲碳后820度水淬的,也是轴套类零件,但厚度有25MM,你的是4MM油淬应该可以的哦,你的是降温淬火的吗是呀!我也认为厚度4mm用快速冷却油淬应该可以的,但降温后860度直接淬火就只有36HRC.下午用水淬,,880度保温10分钟,水温37度,硬度有63HRC;硬度好了明天想办法解小变形880度淬火温度太高了吧,830度就可以的,温度高了小心裂哦或变形大啊。

估计因为你的零件太薄,实际淬火温度没有达到要求,所以淬不硬淬火冷却时工件的密集程度一样吗?是否渗碳降温后860度直接淬油时比较密集?是的渗碳降温后860度直接淬油时止推片摆放比较密集,数量共2000只,摆放方式为品形叠放,冷却油为机床废机油,油温39度,无搅拌器,冷却时产生的气膜较多在650度~400度温度区冷却速度不足很难避开C曲线鼻尖,导致硬度不高。

10只返工880度水淬(搅拌剧烈)变形过大硬度63HRC,10只返工860度水淬(无搅拌)变形还是过大,硬度56~58HRC。

20#钢渗碳后表面含碳量相当于T8~T10钢。

2只跟别的产品一起渗碳返工,渗层达1.5mm,840直接淬油,160度回火,硬度40~41HRC,领导重别的厂家取经了渗碳工艺,910度强渗5小时,降温至850度,均温1小时出炉直接淬油。

900只重新返工,强渗5小时,渗层达到1.5mm,止推片基本已渗透,860度直接淬油,硬度42~51HRC(末回火),取样部位:上方第一层随取一只,已不符合图纸技术要求渗碳层深0.3~0.7mm,硬度56~62HRC。

我个人到是淬火介质换成含乳化液5%的乳化水溶液(有搅拌),液火有可能将硬度淬到56HRC,但不知变形情况需试验信息收到。

20钢热处理课程设计

20钢热处理课程设计

20钢热处理课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握20钢的基本成分、性质及应用范围;2. 使学生了解热处理的基本原理,理解20钢在不同热处理工艺下的组织结构及性能变化;3. 帮助学生掌握20钢热处理工艺参数的调整方法,并能根据性能要求选择合适的热处理工艺。

技能目标:1. 培养学生运用显微镜观察20钢热处理前后组织结构的能力;2. 培养学生设计简单的20钢热处理工艺方案,并能进行初步的实验操作;3. 提高学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对材料学科的兴趣,激发学生探索科学奥秘的热情;2. 培养学生严谨、务实、创新的学习态度,提高学生的自主学习能力;3. 强化学生的团队合作意识,培养学生在团队中沟通、协作的能力。

课程性质:本课程为专业实践课,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践操作能力和创新能力。

学生特点:学生具备一定的金属材料基础知识,对热处理工艺有一定的了解,但实践经验不足。

教学要求:结合学生特点,注重实践操作,提高学生的动手能力;采用启发式教学,引导学生主动思考、探究问题;强调团队合作,培养学生的沟通协作能力。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,为未来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 20钢的基本性质与成分:包括20钢的化学成分、力学性能、用途等,参考教材第二章第一节;2. 热处理基本原理:介绍热处理的定义、目的、分类,讲解加热、保温、冷却过程中的组织转变,对应教材第二章第二节;3. 20钢热处理工艺及组织性能关系:分析不同热处理工艺(如退火、正火、淬火、回火)对20钢组织结构和性能的影响,参考教材第二章第三节;4. 热处理工艺参数调整方法:探讨如何根据性能要求调整热处理工艺参数,包括加热温度、保温时间、冷却速度等,结合教材第二章第四节;5. 实践操作:设计20钢热处理实验,让学生动手操作,观察组织结构变化,对应教材第二章实验部分;6. 工艺方案设计:培养学生根据性能要求设计20钢热处理工艺方案,包括工艺流程、参数选择等,参考教材第二章案例分析。

材料工艺实验报告——20号钢部分

材料工艺实验报告——20号钢部分

材料⼯艺实验报告——20号钢部分20号钢热处理⼯艺实验⼀、实验⽬的(1)了解并掌握20号钢的热处理⼯艺、。

(2)掌握20号钢正⽕的步骤、规范以及硬度的变化。

(3)学会观察20号钢正⽕后的显微组织结构,分析其性能变化的原因。

(4)学会解决实验过程中的问题,探索最佳20号钢热处理⼯艺。

⼆、材料及仪器:(1)两个20号钢圆柱试样(2)防⽔砂纸若⼲(3)抛光机⼀台(4)⾦相显微镜⼀台(5)布⽒硬度试验机(6)箱式电阻炉三、实验原理及主要⼯艺:1、20号钢的特性(1)该钢属于优质低碳碳素钢,冷挤压、渗碳淬硬钢。

该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。

抗拉强度为253-500MPa,伸长率≥24%。

(2)供货状态及硬度未热处理态,硬度≤156HBS。

(3)标准JB/T 6057-92钢的化学成分(质量分数,%) C 0.17~0.23、Si0.17~0.37、Mn 0.35~0.65、P≤0.035、S≤0.035、Ni≤0.30、Cr≤0.25、Cu≤0.25。

(4)20号钢(GB/T699)类别属于低碳钢,低碳钢正⽕后可得到较细的⽚状珠光体,由于所得铁素体晶粒较细,钢的韧性较好,保证较好的⼒学性能组合,提⾼综合⼒学性能,对要求不⾼的零件⽤正⽕代替退⽕⼯艺是⽐较经济的。

2、正⽕正⽕,⼜称常化,是将⼯件加热⾄Ac3(Ac?是指加热时⾃由铁素体全部转变为奥⽒体的终了温度)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥⽒体化的临界温度线)以上30~50℃,保温⼀段时间后,从炉中取出在空⽓中或喷⽔、喷雾或吹风冷却的⾦属热处理⼯艺。

其⽬的是获得⼀定的硬度、细化晶粒,并获得⽐较均匀的组织和性能。

低碳钢正⽕的⽬的之⼀是为了提⾼切削性能。

但是对有些碳的质量分数低于0.20%的钢,即使按通常正⽕温度正⽕后,⾃由铁素体量仍过多,硬度过低,切削性能仍然较差。

为了适当提⾼硬度,应提⾼加热温度(可⽐Ac3⾼100℃),以增⼤过冷奥⽒体的稳定性,⽽且应该增⼤冷却速度,以获得较细的珠光体和分散度较⼤的铁素体。

20CrNi2Mo钢热处理工艺及性能研究

20CrNi2Mo钢热处理工艺及性能研究
20CrNi2Mo steel are studied.
The heat distortion law of heavy—duty gears was analyzed with one—factor analysis of variance.Results show that the heat distortion tendency of 20Cr2Ni4 is very large.The processing properties, microstructures,mechanical properties and abrasion resistances of
gears as carburized steel.As low carbon martensite steel,20CrNi2Mo
can be applied in the parts such as cutting teeth for higher we arable
and impact properties.The wear abilities and impact properties can be
辽宁工程技术大学硕士学位论文

州拜,s
图1-1 20CrNi2Mo钢的连续冷却转变曲线
由图1.1可知,对于20CrNi2Mo钢,锻件空冷或者正火后其组织为铁索 体加珠光体,这种组织适合于切削加工,
图卜2为20CrNi2Mo钢的淬透性曲线[sI,由图可知,20CrNi2Mo钢的淬 透性良好,油淬淬透性直径在100mm以上。
Байду номын сангаас
perfectly applied.The effect to the microstructure,hardness, plasticity,toughness and abrasion resistance by direct hardening of

20号钢热处理综合实验报告

20号钢热处理综合实验报告

实验名称:20号钢热处理组织和硬度综合实验一.实验目的(1)了解并掌握20号钢的热处理工艺、。

(2)掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。

(3)学会观察20号钢正火后的显微组织结构,分析其性能变化的原因。

(4)学会解决实验过程中的问题,探索最佳20号钢热处理工艺。

二.简述4种基本热处理工艺(退火、正火、淬火及回火)方法及钢热处理后的显微组织特征金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火:将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢),目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。

正火:将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火:将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬,但同时变脆。

回火:为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。

三.简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围洛式硬度(HR-)是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

以0.002毫米作为一个硬度单位。

当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同,有HRA,HRB,HRC三种硬度。

HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

20钢热处理工艺及组织性能研究

20钢热处理工艺及组织性能研究
毕业论文
20 钢热处理工艺及组织性能研究
学生姓名: 孔晓寒 学号:132018136
系 部:
机械工程系
专 业:
材料成型及控制工程
指导教师:
娄菊红
二零一七 年 五 月
诚信声明
本人郑重声明:本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导 下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中 列出。
本人签名:
4.进度安排 设计各阶段名称
1 查阅文献,了解研究目的意义,制定实验方案
II
起止日期 1 月 1 日~3 月 5 日
2 完成热处理实验 3 完成试样制备及显微组织观察 4 完成力学性能测定及实验 6 日~4 月 13 日 4 月 14 日~5 月 4 日 5 月 5 日~6 月 1 日 6 月 2 日~6 月 22 日
审核人:
年月

III
20 钢热处理工艺及组织性能研究
摘 要:本次研究先是对 20 钢进行简介,根据 20 钢性质设置与其相适应的加工方案, 然后根据制定的方案完成的试验,利用实验室的设备对处理后的 20 钢结构进行记录 和性能测定,然后对试验的数据进行探究,解释试验中出现的现象,找出一种或多种 适合 20 钢的热处理方案。本次试验发现,20 钢正火处理后,硬度有大幅的提升,抗 拉强度,屈服强度,延伸率较未处理时有小幅提高。淬火的温度不宜太高,容易使回 火后的马氏体粗大,影响材料的性能。20 钢空冷时,冷却速度较慢,易出现魏氏体组 织,魏氏体的出现不一定影响组织的性能,只有与粗大奥氏体同时出现时,才会使组 织变得脆硬。回火温度对组织影响很大,像 20 钢这种低碳钢,在低温回火条件下可 以得到良好的综合性能,高温回火下反而使硬度下降。 关键字:20 钢;热处理工艺;组织性能

20号钢热处理后硬度

20号钢热处理后硬度

20号钢热处理后硬度摘要:一、20 号钢热处理后的硬度概述1.20 号钢的基本信息2.20 号钢热处理的目的3.20 号钢热处理后的硬度变化二、20 号钢热处理的方式及影响硬度的因素1.热处理方式对硬度的影响2.加热温度对硬度的影响3.冷却方式对硬度的影响三、20 号钢热处理后的硬度测量及标准1.硬度的测量方法2.硬度的表示方法3.20 号钢热处理后的硬度标准四、20 号钢热处理后的硬度应用1.20 号钢在不同硬度下的性能特点2.20 号钢热处理后的硬度对使用的影响3.20 号钢热处理后的硬度在实际应用中的优势正文:20 号钢是一种常见的碳素结构钢,具有较高的强度和韧性。

在工业生产中,常常需要对20 号钢进行热处理,以改变其硬度,满足不同的使用需求。

下面,我们将详细介绍20 号钢热处理后的硬度相关知识。

一、20 号钢热处理后的硬度概述20 号钢经过热处理后,其硬度会发生显著变化。

热处理主要是通过改变20 号钢的组织结构,使其硬度得到提高。

在热处理过程中,20 号钢的碳原子会以不同的形式分布在晶格中,形成不同的碳化物,从而影响其硬度。

二、20 号钢热处理的方式及影响硬度的因素20 号钢热处理的方式包括淬火、回火、正火等。

不同的热处理方式会对20 号钢的硬度产生不同的影响。

此外,热处理过程中的加热温度、冷却方式等因素也会影响20 号钢的硬度。

三、20 号钢热处理后的硬度测量及标准20 号钢热处理后的硬度通常使用布氏硬度计进行测量。

硬度的表示方法为布氏硬度HB,其数值越高,表示硬度越大。

20 号钢热处理后的硬度标准一般在360HBS-400HBS 之间。

四、20 号钢热处理后的硬度应用20 号钢在不同硬度下的性能特点不同,因此,根据实际应用需求选择合适的硬度十分重要。

经过热处理后,20 号钢的硬度得到提高,使其在承受压力、磨损等方面具有更好的性能。

20钢和45钢热处理工艺

20钢和45钢热处理工艺

20号钢热处理工艺实验
一、实验目的
(1)了解并掌握20,号钢的热处理工艺、。

(2)掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。

(3)学会观察20号钢正火后的显微组织结构,分析其性能变化的原因。

(4)学会解决实验过程中的问题,探索最佳20号钢热处理工艺。

二、材料及仪器:
(1)两个20号钢圆柱试样(2)防水砂纸若干(3)抛光机一台(4)金相显微镜一台(5)布氏硬度试验机(6)箱式电阻炉
工艺设置;
工件规格:直径16,高16 的圆柱形工件
具体工艺流程:890℃,到温入炉,保温时间16min,空冷。

二.实验步骤;
1,用砂轮机对试样进行粗加工,
2,对试样进行粗磨,
3,对式样进行正火处理,其中参数设置见工艺流程,
4,对式样进行精磨,然后在显微镜下观察组织
三.实验结果
正火后20钢的组织如图所示
1,100倍放大倍数下的组织:
2,400倍放大倍数下的组织:
45钢的热处理工艺
实验要求:45钢经过热处理后使其性能满足齿条的性能要求,硬度要求为52~56HRC 实验器材:见20钢中的实验器材。

实验步骤及结果,
1,对45刚进行磨样处理,并在显微镜下拍照,记录其组织成分及特征。

如图为100倍放大倍数下的组织结构
如图为400倍放大倍数下的组织结构
3,对45钢进行淬火处理,其工艺为;
淬火加中温回火,淬火温度840,保温时间:18min,冷却方式:水冷
回火温度:240,保温时间60min,冷却方式:空冷
7,对45钢进行磨样,然后在显微镜下观察其组织并拍照记录。

如图为100倍放大倍数下的组织:
如图为400倍放大倍数下的组织:。

螺丝热处理的几种方法

螺丝热处理的几种方法

螺丝热处理的几种方法螺丝热处理的方法有哪几种?每种方法的原理、实现方式是什么?今天就让工品一号的小编来给大家简单的介绍一下,希望这些小知识能帮助到那些感兴趣的人。

(以下采自工品一号公众号)一、热处理方式:根据对象及目的不同可选用不同热处理方式。

调质钢:淬火后高温回火(500-650℃)弹簧钢:淬火后中温回火(420-520℃)渗碳钢:渗碳后淬火再低温回火(150-250℃)低碳和中碳(合金)钢淬成马氏体后,随回火温度的升高,其一般规律是强度下降,而塑性、韧性上升。

但由于低、中碳钢中含碳量不同,回火温度对其影响程度不同。

所以为了获得良好的综合机械性能,可分别采取以下途径:(1)、选取低碳(合金)钢,淬火后进行低温250℃以下回火,以获得低碳马氏体。

为了提高这类钢的表面耐磨性,只有提高各面层的含碳量,即进行表面渗碳,一般称为渗碳结构钢。

(2)、采取含碳较高的中碳钢,淬火后进行高温(500-650℃)回火(即所谓调质处理),使其能在高塑性情况下,保持足够的强度,一般称这类钢为调质钢。

如果希望获得高强度,而宁肯降低塑性及韧性,对含碳量较低的含金调质可采取低温回火,则得到所谓“超高强度钢”。

(3)、含碳量介于中碳和高碳之间的钢种(如60,70钢)以及一些高碳钢(如80,90钢),如果用于制造弹簧,为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限,则采用淬火后中温回火。

二、作业流程:(一)、调质钢:1、预热处理:正火->退火(珠光体型钢)->高温回火(马氏体型钢)(1)、正火目的是细化晶粒,减少组织中的带状程度,并调整好硬度,便于机械加工,正火后,钢材具有等轴状细晶粒。

2、淬火:将钢体加热到850℃左右进行淬火,淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择,一般可选择水或油甚至空气淬火。

处于淬火状态的钢,塑性低,内应力大。

3、回火:(1)、为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度,钢材在400-500℃左右进行高温回火,对回火脆性敏感性较大的钢,回火后必须迅速冷却,抑制回火脆性的发生。

20钢焊接课程设计

20钢焊接课程设计

20钢焊接课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握20钢的焊接特性,包括焊接过程中的化学成分变化、组织性能演变及焊接缺陷的类型。

2. 使学生掌握20钢焊接的关键工艺参数,如焊接电流、电压、焊接速度和预热温度等。

3. 让学生了解20钢焊接接头的质量评定标准及检测方法。

技能目标:1. 培养学生具备独立操作焊接设备进行20钢焊接的能力,并能够合理调整焊接参数以获得优质焊缝。

2. 培养学生能够正确使用焊接检测设备,对焊接接头进行质量评定和缺陷分析。

3. 提高学生解决实际焊接过程中出现问题的能力,如调整焊接工艺以减少焊接缺陷。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对焊接工程的严谨态度,强调安全生产和环境保护意识。

2. 激发学生对焊接技术的学习兴趣,提高其主动探究和团队协作能力。

3. 培养学生尊重工匠精神,认识到焊接技术在现代制造业中的重要性。

本课程将结合学生的年级特点,注重理论与实践相结合,使学生在掌握20钢焊接知识的基础上,提高实际操作技能,培养良好的职业素养和安全意识。

通过具体的学习成果分解,为后续的教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 20钢的基本特性:包括化学成分、力学性能、焊接性等,参考教材第二章。

- 20钢的化学成分对焊接性能的影响;- 20钢的力学性能及其焊接接头的性能要求;- 20钢焊接性的特点及焊接工艺的选择。

2. 焊接工艺参数的确定与调整:涉及焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等,参考教材第三章。

- 焊接工艺参数对焊缝成形和焊接质量的影响;- 焊接工艺参数的优化方法;- 预热、后热处理对焊接接头性能的影响。

3. 焊接缺陷的类型及防止措施:包括气孔、裂纹、夹杂物等,参考教材第四章。

- 常见焊接缺陷的类型、成因及其对焊接质量的影响;- 防止焊接缺陷产生的措施;- 焊接缺陷的检测与评定方法。

4. 焊接接头质量评定与检测:包括外观检查、无损检测等,参考教材第五章。

- 焊接接头质量评定的标准与要求;- 常用无损检测方法及其适用范围;- 焊接接头质量评定案例分析与实操。

20钢热处理正火过程温度场分析

20钢热处理正火过程温度场分析

20钢热处理正火过程温度场分析任务书1.课题意义及目标学生应通过本次毕业设计,运用所学过的金属学及热处理等专业知识,了解20钢的概况、钢的热处理原理和热处理工艺;熟悉20钢的热处理工艺方法;熟悉ANSYS 软件;掌握ANSYS软件计算热处理过程温度场的方法,为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。

2.主要任务(1)制定20钢热处理工艺。

(2)计算热处理加热过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。

(3)计算热处理冷却过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。

(4)分析热处理过程温度场分布对20钢组织和力学性能的影响。

(5)撰写毕业论文。

结构完整,层次分明,语言顺畅;避免错别字和错误标点符号;格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。

3.主要参考资料[1] 赖宏,刘天模. 45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[J].重庆大学学报,2003,26(03):82-84.[2] 朱圆圆,祁文军,易挺,等. 钢件淬火过程温度场的数值模拟[J]. 新技术新工艺,2008,(11):97-99.[3] 崔忠圻,覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京,机械工业出版社,2007:230-308 4.进度安排审核人:2015 年1 月16 日20钢热处理正火过程温度场分析摘要:选取20钢为研究对象,利用ANSYS软件建立有限元模型,通过热分析模块对20钢正火过程温度场分布进行了模拟计算。

结果表明随着逐渐的冷却,零件的温度迅速降低,零件的各个点温度下降的速率不同,而且随着冷却的时间越长,温度也随之越来越低。

在空冷刚开始的时候,温度下降的速度较快,中心降温过程中受零件其他部分的热影响大,下降速度慢。

关键词:20钢;温度场;ANSYS模拟Thermal analysis of Steel 20's normalizing heat-treatment Abstract:Select 20 steel as the research object, the finite element model is established by use of ANSYS software, and through the thermal analysis module of 20 steel normalizing process simulation on temperature field distribution. Results show that along with the gradually cooling, the temperature of the parts to reduce rapidly, each point temperature drop rate of different parts, and as the longer the cooling time, low temperature has been more and more. In air cooling in the beginning, the temperature drops faster, center by the rest of the parts in the process of cooling heat affected big, slow down.Keyword: steel 20;The temperature field;Ansys simulation目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究进展 (1)1.3 研究的主要内容 (2)1.4 研究方法 (3)2 20钢热处理工艺 (4)2.1 20钢概述 (4)2.2 热处理工艺的制定 (5)3 ANSYS有限元软件 (8)3.1 简介 (8)3.1.1 热分析 (9)3.2 主要模块介绍 (9)3.3 有限元单元法概念 (12)4 基于ansys正火过程温度模拟 (13)4.1 温度场数学模型建立 (13)4.2 相关数据确定 (13)4.3 材料参数 (14)4.4 前处理 (15)4.5 施加载荷 (17)4.6 求解及分析结果 (17)4.6.1 正火过程某些时刻温度场分析 (17)4.6.2 空冷过程某些特定点位置随时间变化曲线图 (20)4.7 模拟结果分析 (23)5 总结 (24)5.1 展望 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1 绪论1.1研究的目的及意义20号钢是含碳量为0.2%的低碳钢,很少淬火,无回火脆性。

20号钢热处理后硬度

20号钢热处理后硬度

20号钢热处理后硬度
【实用版】
目录
1.20 号钢的概述
2.20 号钢热处理后的硬度范围
3.20 号钢热处理的方法
4.20 号钢在热处理后的应用
5.结论
正文
一、20 号钢的概述
20 号钢是我国常用的一种低碳钢,其含碳量较低,一般在 0.2% 以下。

由于其含碳量低,20 号钢在强度、硬度等方面的表现较为适中,但
其韧性和延展性较好,易于加工成各种形状,因此广泛应用于机械制造、汽车、建筑等领域。

二、20 号钢热处理后的硬度范围
20 号钢在经过热处理后,其硬度一般在 360HBS 至 400HBS 范围内。

这里需要注意的是,20 号钢的硬度并不是固定的,其硬度会受到热处理
方法、热处理温度、保温时间等因素的影响。

三、20 号钢热处理的方法
20 号钢的热处理方法主要有正火、渗碳淬火等。

正火是将钢材加热
到一定的温度,保持一段时间,然后出炉空冷。

经过正火处理的 20 号钢,其硬度一般在 131 至 156HBS 之间。

而渗碳淬火是将钢材在渗碳剂中加热,使碳渗入钢材表面,然后进行淬火和回火处理。

经过渗碳淬火回火处理的 20 号钢,其硬度在 43HRC 至 48HRC 之间。

四、20 号钢在热处理后的应用
热处理后的 20 号钢,由于其硬度、强度、韧性等性能得到了改善,因此广泛应用于各种机械零部件的制造,如轴类零件、齿轮、螺纹零件等。

五、结论
20 号钢经过热处理后,其硬度范围在 360HBS 至 400HBS 之间,具体硬度取决于热处理方法、热处理温度、保温时间等因素。

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《金属学与热处理》课程设计45号钢车床主轴热处理工艺设计学生姓名:X X X学生学号:xxxxxxxxxxxxx院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx指导教师:xxxxxxxxxxx 二〇一一年十二月课程设计任务书课程设计(论文)指导教师成绩评定表目录摘要 (1)1 引言 (2)2 设计分析2.1车床的使用工况及性能要求析 (3)2.2 45号钢的成分及性能点 (3)2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (3)2.2.2 45号钢的性能 (3)2.3 热处理技术条件 (4)3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火 (5)3.1.1锻坯正火的作用 (5)3.1.2 热处理工艺 (5)3.1.3 操作技巧 (5)3.2调质 (5)3.2.1 调质目的 (5)3.2.2 热处理工艺 (5)3.2.3 操作技巧 (6)3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 (6)3.3.2 热处理工艺 (6)3.3.3 操作技巧 (6)3.4 花键高频淬火 (7)3.4.1 淬火方式 (7)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 (7)3.4.4 操作技巧 (8)4 结语 (9)参考文献 (9)摘要主轴是机床上传递动力的零件,常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用,同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。

因此,要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。

而45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高且容易切削加工,直接用在车床主轴上不太合适,所以需要对45号钢进行适当的热处理。

在主轴大端上需要使用锻坯正火,消除毛坯的锻造应力,降低硬度以改善切削加工性能,然后再进行调质,使主轴具有良好的综合力学性能,最后经过淬火后高温回火,其硬度可达220~250 HBS,提高主轴的硬度,使主轴能达到良好的工作性能。

在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬,提高耐磨性;在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。

车床主轴经过适当的热处理工艺,可以达到良好的工作性能,使主轴能在正常的工作中有足够的硬度,且在花键等部分有良好的耐磨性。

1引言通过对车床主轴的工作条件及性能要求分析,根据要求选用适当的材料,通过对45号钢的材料成分特点及性能特点,确定车床主轴的热处理工艺。

首先,分析零件的使用工况及性能,根据要求选用材料;然后,确定加工工艺流程,针对流程中的具体热处理工艺查看热处理手册查找钢种的方法、参数等做出设计。

最后,根据钢种设计写出总结。

关键词:45号钢,车床主轴,热处理工艺。

2 设计分析2.1车床的使用工况及性能要求分析图1为C6132卧式车床主轴零件简图。

该轴承受交变弯曲应力与扭应力,但由于承受的载荷与转速均不高,冲击作用也不大,故具有一般综合力学性能即可。

但在主轴大端的内锥孔和外锥体,因常与卡盘、顶尖有相对摩擦;花键部位与齿轮有相对滑动,故这些部位要求较高的硬度与耐磨性;主轴在滚动轴承中运转,工作时因轴颈与轴承不发生摩擦,故轴颈无耐磨性要求。

图1 C6132卧式车床主轴零件图2.2 45号钢的成分及性能特点2.2.1 45号钢的元素成分及其作用45号钢的元素成分及作用如下表:[1]元素 C Si Mn Cr含量0.42~0.50% 0.17~0.37% 0.50~0.80% <=0.25% 作用固溶强化提高淬透性提高回火稳定性2.2.2 45号钢的性能为了了解45号钢的性能我们查热处理手册得到的标准性能如下:按照GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火,达到的性能为屈服强度≥355MPa。

而标准规定的抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,伸长率为16%,断面收缩率为40%,冲击功为39J [2]。

所以需要我们根据45号钢的标准规定根据要求进行热处理。

2.3 热处理技术条件车床主轴适合一般力学性能,根据对该轴工作条件的分析,以及结合选材情况,热处理技术条件如下:1)整体调质后硬度为220~250 HBW;2)内锥孔和外锥体硬度为45~5O HRC;3)花键部分硬度为48~53 HRC[3]。

在进行热处理前,我们结合车床主轴的力学性能以及45号钢的特点,我们做出了热处理技术的条件,所以在热处理中,我们必须根据条件选择适合的热处理方式来达到车床主轴的性能要求。

3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火3.1.1 锻坯正火的作用在进行热处理过程中,锻坯正火可以消除毛坯的锻造应力,降低材料的硬度以改善切削加工性能,同时也均匀组织、细化晶粒,以利于切削加工,并为下一步的热处理作组织准备。

这一步是热处理的前奏,所以在热处理工艺中有着至关重要的作用。

3.1.2 热处理工艺经过锻坯正火后,材料的组织达到了良好的热处理效果,所以需要我们再做出适当的热处理来达到材料需要的硬度,热处理工艺如下:1)锻坯正火的温度应该保持在850±10℃。

2)在锻坯正火过程中应该保温1.5 h,空冷。

3)使用的设备为井式炉或箱式炉(额定温度950℃)。

4)检测时的硬度应小于或者等于217 HBW[3]。

3.1.3 操作技巧在这个过程中,材料可能会受到很多原因而不能满足我们的要求,所以需要我们有很好的操作技巧来克服这些困难。

在锻坯正火的热处理工艺中我们多采用多件集中装炉,出炉时工件必须相互间隔20 mm 以上空冷,也可用风扇强制冷却,以确保冷却速度≥100℃/h。

3.2 调质3.2.1 调质目的在进行调质过程中我们的目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。

同时,也使主轴具有良好的综合力学性能,经淬火后高温回火,其硬度可达220~250 HBS。

3.2.2 热处理工艺材料进行调质过后,硬度达到了220~250 HBS,然后我们需要进行热处理工艺,其如下:1)淬火时的温度应该保持在840±10℃。

2)淬火过程中应该保温1.5 h,水冷。

3)回火时温度应该保持在580±l0℃。

4)回火时应该保温2~2.5 h,空冷。

5)调质使用的设备为井式炉(额定温度950℃)。

6)检测时硬度220~25O HBS。

[3]3.2.3 操作技巧由于工件尺寸超过45钢淬火水冷的临界尺寸,因此淬火前主轴各部位需经粗加工,留4~ 5 mm(包括内孔)加工余量进行调质,确保调质层的有效保留。

调质热处理多件集中装炉时,应垂直吊挂且工件必须相互间隔20 mm以上,以确保工件加热均匀、变形小。

3.3 锥孔及外锥体的局部淬火3.3.1 局部淬火方式外锥体键槽部位不淬硬,应用石棉绳等物填充加以保护,锥孔和外锥体部分可采用盐浴快速加热并水淬,经回火后,其硬度应达45 HRC。

3.3.2 热处理工艺热处理工艺:淬火900±10℃,保温20 min,水冷。

设备:盐浴炉(额定温度950℃)。

回火:180~200℃,保温2~2.5 h,空冷。

设备:硝盐回火炉(额定温度600℃)。

检测:硬度45~50 HRC[3]。

3.3.3 操作技巧采用超过45钢正常淬火温度的900℃进行快速加热,使锥孔及外锥体的表面快速达到淬火温度,进行淬火冷却,可以保证锥孔及外锥体表面的硬度和性能要求,又可减小锥孔及外锥体的局部加热对轴颈部位的影响,减小热处理变形量。

3.4 花键高频淬火3.4.1 淬火方式花键部分可采用高频淬火以减少变形并达到表面淬硬,经回火后,表面硬度可达48~53 HRC。

3.4.2 花键高频淬火工艺参数花键高频淬火工艺参数如下表:[4]3.4.3 花键回火工艺参数花键回火工艺参数如下表:[5]3.4.4 操作技巧由于花键部位存在直角过渡,为避免淬硬层过深,应力集中造成尖角开裂,一般采用高频而不是中频设备进行淬火,淬硬层深度可达1~2mm。

同时,淬火后的及时回火,也能减缓尖角部位的开裂倾向。

另外由于采用立式高频淬火机床,工件的重心应偏下,所以应将主轴的锥头置于机床下方的旋转卡盘或顶尖上(采用卡盘时,必须配置相应的夹持工装;采用顶尖时,必须配置与内锥孔相配合的锥杆,以带动主轴均匀旋转),主轴的上端采用顶尖顶持。

鉴于花键高频淬火的硬化层深,使用花键部位淬火后的加工余量一般为0.5~0.6 mm,其余轴颈部位留加工余量1~1.5 mm。

对于变形量超标的产品,尽量采用磨削加工保证。

4 结语总之,由于轴较长,且锥孔与外锥体对两轴颈的同心度要求高,故锥部淬火应与花键淬火分开进行,这样可减少淬火变形,并且锥部淬火及回火后,需用粗磨来纠正淬火变形。

然后再进行花键的加工与淬火。

最后用精磨来消除总的变形,从而保证主轴的装配质量。

参考文献[1] 崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社,2007.5[2] 王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社,1980[3] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社,2009.7[4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社,2006.7[5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社,2006.3。

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