20CrMO热处理工艺设计要点
20CrMnTiH、20CrMoH等温正火工艺
20CrMnTiH、20CrMoH等温正火工艺正火是汽车变速器齿轮、轴类零件锻坯预先热处理的常用工艺。
目的是为了获得均匀、接近理想平衡状态的组织（铁素体和珠光体）和合适的硬度范围（160-190HB），以提高切削加工性和控制最终热处理变形。
但常规正火由于受设备限制采用堆装、堆冷方式，会造成不同零件之间或同一零件不同部位的冷却速度及其组织、应力和硬度的较大差别，导致切削加工性能恶化和热处理变形加大，从而降低齿轮精度等级和影响齿轮的使用性能。
另外，随着汽车行业中齿轮、轴类零件精度等级的提高以及Ni-Cr钢的普及应用，采用常规正火工艺已经不能适应生产的要求，为此我们公司于2007年底进行技术改造，购进了一条等温正火线，并于2008年六月份调试完成。
在等温正火线的调试以及试生产过程中，我们对20CrMnTiH、20CrMoH、SAE8620 H等材料进行了等温正火试验，通过工艺试验得出以下结论：要获得均匀分布的组织、硬度以及良好的机械切削加工性能，主要取决于正火工艺过程中快冷、缓冷的设计和等温温度、时间的确定。
下面做一简单的总结回顾：一、等温正火及其关键工艺参数：根据常用低碳合金渗碳钢的奥氏体连续冷却转变曲线，其共同特点是：奥氏体均匀化后，在随后的冷却过程中，由于冷却速度的不同，正火后不同零件之间或同一零件的表面与心部组织也不相同（铁素体与珠光体的含量比例或含有贝氏体）。
要完全获得理想均匀的铁素体和珠光体，则对冷却速度的限制较为严格，这是常规正火很难实现的。
等温正火的原理是将工件加热到AC3或ACcm以上30～50℃，保温适当时间后，以合适的方式冷却到珠光体转变区域某一合适温度，并在此温度下保温，使不同零件和同一零件的不同部位温度均匀化，并在该温度下均匀地完成铁素体+珠光体转变，然后在空气中冷却的正火工艺。
由于不同零件和零件的不同部位基本上是在同一温度下完成组织转变的，所以转变产物及应力、硬度分布是均匀的，从而克服了常规正火过程中零件冷却速度难以控制、零件冷却不均匀的问题。
20crmnti钢淬火的工艺
20crmnti钢淬火的工艺
20CrMnTi钢是一种低碳合金结构钢，适用于制造高强度和耐磨性要求较高的零件。
淬火是提高钢材硬度和强度的一种热处理工艺。
20CrMnTi钢的淬火工艺一般包括以下步骤：
1. 加热：将20CrMnTi钢零件放入加热炉中，加热到适当的温度。
加热温度通常为850-900摄氏度。
保持一定时间，以保证零件的均匀加热。
2. 保温：将加热后的零件保温一段时间，使其达到均匀的温度。
3. 淬火：将保温后的零件迅速浸入冷却介质中，如水或油中。
淬火的目的是通过快速冷却来使钢材的组织发生相变，从而达到提高硬度和强度的效果。
4. 调质：将淬火后的零件进行回火处理，以减轻内应力并提高韧性。
回火温度一般在150-250摄氏度之间，保温时间根据零件的尺寸和要求而定。
5. 冷却：将回火后的零件自然冷却至室温。
需要注意的是，20CrMnTi钢的淬火工艺应根据具体的零件要求和使用条件进行调整，以获得最佳的性能和组织结构。
20CrMo钢汽车、拖拉机变速箱齿轮气体渗碳热处理生产线
课程设计任务书设计题目20CrMo钢汽车、拖拉机变速箱齿轮气体渗碳热处理生产线学生姓名学生学号专业班级指导老师20CrMo钢汽车、拖拉机变速箱齿轮气体渗碳热处理生产线设计说明书目录一、生产线设计任务书概述 (1)二、汽车、拖拉机变速箱齿轮工作条件与性能要求 (1)1、齿轮的受力情况 (1)2、齿轮的失效形式 (1)2.1 齿轮磨损失效 (1)2.1.1 齿面磨损 (1)2.1.2 提高齿轮耐磨性的方法 (1)2.2 齿轮接触疲劳失效 (2)2.2.1 齿轮接触疲劳 (2)2.2.2 提高齿轮抗接触疲劳的方法 (2)2.3 齿轮弯曲疲劳失效 (2)2.3.1 齿轮弯曲疲劳 (2)2.3.2 提高齿轮弯曲疲劳强度的方法 (2)3、变速箱齿轮的受力情况与性能要求 (2)3.1变速箱齿轮的工作情况 (3)3.2 变速箱齿轮的性能要求 (3)三、确定工件形状、尺寸，制定车间工作制度、年时基数和生产纲领 (3)1、变速箱齿轮的设计 (3)1.1 合理选用模数 (3)2.2 合理选用压力角 (3)3.3 合理选用螺旋角 (3)3.4 合理选用正角度变位 (3)3.5 提高齿顶高系数 (4)2、变速箱齿轮形状和尺寸 (4)3、车间的生产纲领 (4)4、车间的工作制度及年时基数 (5)3.1 工作制度 (5)3.2 年时基数 (5)四、材料选择和介绍 (6)1、材料的选择 (6)2、材料成分及组分的作用 (6)2.1 化学成分 (6)2.2 主要组分的作用 (6)1、变速箱齿轮热处理技术要求 (6)1.1 热处理技术要求 (6)1.2 制定热处理工艺依据 (7)2、变速箱齿轮加工流程 (7)3、变速箱齿轮预备热处理 (7)4、变速箱齿轮气体渗碳 (7)4.1 气体渗碳的概念和应用 (7)4.2 气体渗碳方式 (7)4.3 变速箱齿轮气体渗碳工艺 (8)4.4 变速箱齿轮气体渗碳工艺曲线 (8)5、变速箱齿轮渗碳后热处理 (9)六、热处理设备选择与计算 (9)1、热处理设备选型的原则和依据 (9)1.1 热处理设备选择的原则 (9)1.2 热处理设备选择的依据 (10)2、热处理设备的选型 (10)2.1 热处理炉型的选型 (10)2.2 热处理炉生产率 (10)2.3 推杆式炉的设计 (10)2.3.2 正火推杆式炉的设计 (11)2.3.3 气体渗碳推杆式炉设计 (12)2.3.4 回火推杆式炉的设计 (13)2.4 淬火油槽的设计 (13)2.4.1 淬火油需要考虑的因素 (14)2.4.2 淬火油槽及其辅助设备的设计 (14)2.4.3 淬火油槽的防火 (14)2.5 其他辅助设备的选择 (15)2.5.1 气氛控制执行器 (15)2.5.2 清洗设备 (15)2.5.3 清理及强化设备 (15)2.5.4 校直设备 (16)2.5.5运输设备 (16)3、推杆式炉热处理主要技术参数 (16)1、热处理车间厂房要求 (17)1.1 车间厂房位置的要求 (17)1.2 车间厂房的结构要求 (17)1.3 车间厂房的宽度、高度要求 (17)2、热处理车间内的平面布置 (17)2.1 热处理车间平面布置的原则 (17)2.2 热处理车间设备平面布置间距要求 (18)3、热处理设备平面布置方法 (19)八、参考文献 (19)20CrMo钢汽车、拖拉机变速箱齿轮气体渗碳热处理一、生产线设计任务书概述本任务书主要对汽车、拖拉机变速箱齿轮所给出的材料20CrMo进行成分分析。
20crmos4标准
20crmos4标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：20CrMoS4标准是一种低合金结构钢的标准，具有优异的机械性能和热处理性能，主要应用于制造轴承零件、齿轮和机械传动件等。
本文将从20CrMoS4标准的化学成分、机械性能、热处理工艺和应用领域等几个方面进行介绍，希望能够对读者有所帮助。
20CrMoS4标准的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、硫(S)、钼(Mo)和铬(Cr)等元素。
其中碳是钢材的主要合金元素，能够提高钢的硬度和耐磨性；硅和锰可以提高钢的强度和韧性；硫和磷是不良杂质，会降低钢的塑性和韧性；钼和铬是常用的合金元素，能够提高钢的耐磨性和高温强度。
20CrMoS4标准的机械性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等指标。
在淬火状态下，20CrMoS4钢的抗拉强度通常在800-1000MPa之间，屈服强度在600-800MPa之间，延伸率在10-20%之间，硬度在220-300HB之间。
这些机械性能指标表明，20CrMoS4钢具有较高的强度和硬度，适合用于制造要求较高的零部件。
热处理是影响20CrMoS4钢性能的重要因素之一。
通常情况下，20CrMoS4钢的热处理工艺包括回火、正火和淬火等。
回火是将淬火后的钢材加热到一定温度，然后冷却至室温的过程，可以降低钢的硬度和脆性，提高钢的韧性和塑性；正火是将钢材加热到适当温度后保温一段时间，然后进行冷却处理，可以提高钢的强度和硬度；淬火是将钢材加热至临界温度后迅速冷却，使钢材形成马氏体组织，从而提高钢的硬度和耐磨性。
20CrMoS4标准的应用领域主要包括汽车制造、机械制造和航空航天等领域。
在汽车制造领域，20CrMoS4钢广泛应用于制造发动机、传动系统和悬挂系统等零部件；在机械制造领域，20CrMoS4钢常用于制造轴承、齿轮和减速器等机械传动件；在航空航天领域，20CrMoS4钢通常用于制造飞机、火箭和卫星等高强度和耐磨性要求较高的零部件。
20crmo热轧钢管退火要求
20crmo热轧钢管退火要求20CrMo热轧钢管退火要求热轧钢管是一种常用的金属管材，广泛应用于石油、化工、电力、航空等领域。
退火是热处理工艺中的一种重要步骤，通过控制退火工艺参数，可以改变钢管的组织结构和性能，提高其机械性能和耐腐蚀性。
本文将以20CrMo热轧钢管为例，探讨其退火要求。
20CrMo热轧钢管的化学成分应符合以下要求：碳含量在0.17-0.24%，硅含量在0.17-0.37%，锰含量在0.40-0.70%，磷含量不超过0.035%，硫含量不超过0.035%，铬含量在0.80-1.10%，钼含量在0.15-0.25%，镍含量不超过0.30%，铜含量不超过0.30%。
同时，应保证钢管的冷镦性能和塑性。
20CrMo热轧钢管的退火温度应根据其具体的组织结构和性能要求来确定。
一般情况下，退火温度为750-850摄氏度，保温时间为1-2小时。
在退火过程中，应注意控制温度的均匀性，避免温度过高或过低造成钢管的过热或过冷。
在退火过程中，除了温度的控制外，保温时间也是一个关键因素。
保温时间过长会导致晶粒长大，影响钢管的力学性能；保温时间过短则会导致组织不完全回复，影响钢管的韧性。
因此，要根据具体情况合理确定保温时间。
退火后的20CrMo热轧钢管还需要进行冷却处理。
冷却方式有多种选择，例如空冷、水冷、油冷等。
不同的冷却方式会对钢管的组织结构和性能产生影响。
一般情况下，采用空冷或水冷的方式进行冷却，以避免过快的冷却速度引起应力集中和裂纹的产生。
退火后的20CrMo热轧钢管还需要进行表面处理。
表面处理可以采用酸洗、磷化、喷丸等方法，以去除钢管表面的氧化皮和锈垢，提高其表面光洁度和耐腐蚀性。
20CrMo热轧钢管的退火要求包括化学成分的控制、退火温度和保温时间的确定、冷却方式的选择以及表面处理的进行。
通过合理的退火工艺，可以使钢管的组织结构和性能得到改善，提高其使用寿命和性能稳定性。
在实际生产中，应根据具体情况制定相应的退火工艺方案，并严格控制每个环节，以确保钢管的质量和性能达到要求。
20crmo渗碳热处理抗拉强度_解释说明以及概述
20crmo渗碳热处理抗拉强度解释说明以及概述1. 引言1.1 概述20crmo钢是一种常用的结构钢材料，具有良好的机械性能和加工性能。
在实际应用中，提高20crmo钢的抗拉强度是非常重要的，因为这直接影响着其承载能力和使用寿命。
渗碳热处理是一种有效的方法，可以显著提高20crmo钢的抗拉强度。
1.2 文章结构本文旨在探讨20crmo渗碳热处理对抗拉强度的影响因素以及优化与控制方法。
首先介绍了渗碳热处理的基本原理，然后详细描述了20crmo钢的特性和应用领域。
随后，我们解释了抗拉强度的定义和意义。
接下来，在第三部分中讨论了渗碳热处理对20crmo抗拉强度的影响因素，包括温度和时间参数控制、碳含量影响机理以及其他材料组成因素。
在第四部分中，我们介绍了工艺优化与控制方法，包括优化策略及效果分析、关键参数监测与控制技术以及结果验证与实际应用案例展示。
最后，在结论部分总结了本文的主要观点和发现结果，并展望了未来研究方向和应用前景。
1.3 目的本文的目的是深入探讨20crmo渗碳热处理对抗拉强度的影响因素，并提出相应的工艺优化与控制方法。
通过这篇文章，读者将能够全面了解渗碳热处理在提高20crmo钢抗拉强度方面的作用机理和实际应用情况，为相关领域的工作者提供有益的参考和指导。
2. 20crmo渗碳热处理抗拉强度解释说明:2.1 渗碳热处理的基本原理:渗碳热处理是一种改善金属材料表面性能的方法，在这种方法中，通过在金属表面引入高浓度的碳元素，并随后进行热处理，以获得所需的性能提升。
具体而言，在20crmo钢材料中进行渗碳处理时，将该材料暴露在高温环境中，通常在850℃至930℃之间，并与含有丰富碳源（如固体、液体或气态）的介质接触。
在适当的时间和温度下，碳原子会扩散进入钢材表面形成一层富碳的固溶层。
然后，经过淬火和回火等后续工艺步骤，能够获得更高的抗拉强度。
2.2 20crmo钢的特性和应用领域:20crmo钢是一种铬-钼合金结构钢，具有较好的机械性能和耐磨性。
20CrMnTiH、20CrMoH等温正火工艺
20CrMnTiH、20CrMoH等温正火工艺正火是汽车变速器齿轮、轴类零件锻坯预先热处理的常用工艺。
目的是为了获得均匀、接近理想平衡状态的组织（铁素体和珠光体）和合适的硬度范围（160-190HB），以提高切削加工性和控制最终热处理变形。
但常规正火由于受设备限制采用堆装、堆冷方式，会造成不同零件之间或同一零件不同部位的冷却速度及其组织、应力和硬度的较大差别，导致切削加工性能恶化和热处理变形加大，从而降低齿轮精度等级和影响齿轮的使用性能。
另外，随着汽车行业中齿轮、轴类零件精度等级的提高以及Ni-Cr钢的普及应用，采用常规正火工艺已经不能适应生产的要求，为此我们公司于2007年底进行技术改造，购进了一条等温正火线，并于2008年六月份调试完成。
在等温正火线的调试以及试生产过程中，我们对20CrMnTiH、20CrMoH、SAE8620 H等材料进行了等温正火试验，通过工艺试验得出以下结论：要获得均匀分布的组织、硬度以及良好的机械切削加工性能，主要取决于正火工艺过程中快冷、缓冷的设计和等温温度、时间的确定。
下面做一简单的总结回顾：一、等温正火及其关键工艺参数：根据常用低碳合金渗碳钢的奥氏体连续冷却转变曲线，其共同特点是：奥氏体均匀化后，在随后的冷却过程中，由于冷却速度的不同，正火后不同零件之间或同一零件的表面与心部组织也不相同（铁素体与珠光体的含量比例或含有贝氏体）。
要完全获得理想均匀的铁素体和珠光体，则对冷却速度的限制较为严格，这是常规正火很难实现的。
等温正火的原理是将工件加热到AC3或ACcm以上30～50℃，保温适当时间后，以合适的方式冷却到珠光体转变区域某一合适温度，并在此温度下保温，使不同零件和同一零件的不同部位温度均匀化，并在该温度下均匀地完成铁素体+珠光体转变，然后在空气中冷却的正火工艺。
由于不同零件和零件的不同部位基本上是在同一温度下完成组织转变的，所以转变产物及应力、硬度分布是均匀的，从而克服了常规正火过程中零件冷却速度难以控制、零件冷却不均匀的问题。
20crmo热处理渗碳硬度
20crmo热处理渗碳硬度（原创实用版）目录1.20CrMo 钢的特性和应用2.20CrMo 热处理过程3.渗碳对 20CrMo 钢性能的影响4.20CrMo 热处理渗碳硬度的范围5.提高 20CrMo 热处理渗碳硬度的试验研究6.20CrMo 热处理渗碳后的机械性能正文20CrMo 钢是一种合金结构钢，具有良好的渗碳性能、淬透性和耐腐蚀性，广泛应用于各种机械零件的制造。
在 20CrMo 钢的制造过程中，热处理技术是一个非常重要的环节，其目的是通过改变钢材的组织结构，提高钢的性能和耐用性。
20CrMo 热处理的主要过程包括渗碳、淬火和回火。
渗碳是将碳渗透到钢材表面，提高其硬度和耐磨性；淬火是通过快速冷却，使钢材硬化；回火则是在适当的温度下进行加热，使钢材具有一定的韧性。
渗碳对 20CrMo 钢的性能有很大的影响。
渗碳后，钢的表面硬度会提高，耐磨性也会得到改善。
但是，渗碳过程中，如果碳势控制不当，可能会导致表面硬度不均匀。
因此，在渗碳过程中，需要严格控制碳势，保证零件表面硬度的均匀性。
20CrMo 热处理渗碳硬度的范围一般在 HRC55～60 之间。
这个范围内的硬度可以保证 20CrMo 钢在具有较高硬度的同时，还具有一定的韧性和塑性。
提高 20CrMo 热处理渗碳硬度的试验研究表明，通过调整渗碳时间、碳势和冷却速度等参数，可以有效地提高 20CrMo 钢的渗碳硬度。
在实际生产中，为了提高 20CrMo 钢的性能，可以采用这些试验结果，优化热处理工艺。
20CrMo 热处理渗碳后的机械性能主要取决于渗碳硬度和回火温度。
在渗碳硬度达到 HRC55～60 的同时，回火温度的选择也很重要。
如果回火温度过高，钢的硬度会降低，影响其耐磨性；如果回火温度过低，钢的韧性和塑性会受到影响，容易发生脆断。
20CrMnMo齿轮热处理工艺设计课程设计(Word最新版)
20CrMnMo齿轮热处理工艺设计课程设计通过整理的20CrMnMo齿轮热处理工艺设计课程设计相关文档，希望对大家有所帮助，谢谢观看！20CrMnMo齿轮热处理目录1 绪论1 1.1 热处理工艺课程设计的目的1 1.2 课程设计的任务1 1.3 热处理工艺设计的方法1 2 热处理工艺课程设计内容和步骤 1 2.1 课题工件简图 1 2.2 技术要求：2 2.3 特点2 2.4 适用范围2 2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo 2 2.6 化学成分作用3 2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线4 2.8 淬透性5 2.9 渗碳热处理工艺规范5 2.10 钢的等温转变和连续冷却转变 5 3 热处理工艺方案以及参数论述 6 3.1 热处理工艺流程 6 3.2 热处理工艺方案论证 6 3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式6 3.2.2 热处理方案制定6 3.3 热处理方案6 3.3.1 正火7 3.3.2 正火工艺曲线7 3.3.3 正火冷却8 3.4 20CrMnMo的渗碳工艺8 3.4.1 渗碳的目的8 3.4.2 渗碳过程8 3.5 20CrMnMo的淬火工艺9 3.5.1 渗碳后一次重新加热淬火的目的9 3.5.2 淬火事项9 3.6 低温回火工艺10 3.6.1 回火的目的10 3.6.2 回火温度11 3.6.3 加热介质11 3.6.4 保温时间11 3.6.5 回火工艺曲线11 3.6.6 冷却方式12 4 总的热处理工艺曲线12 4.1 热处理总工艺曲线12 4.2 选择加热设备12 4.2.1 装置选择：井式电阻炉12 4.2.2井式炉示意图13 4.3.1 井式气体渗碳炉型号规格及技术数据13 5 工装图14 5.1 工装图及装件14 6 工序质量检验15 7 热处理工艺过程中常见缺陷分析15 7.1 常见的淬火及防护措施15 7.2 常见的渗碳缺陷及防护措施16 8 心得体会17 9 参考文献17 20CrMnMo齿轮热处理工艺设计1 绪论1.1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等工业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。
20CrMO热处理工艺设计要点
前言众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。
得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。
20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。
由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。
在齿轮热处理工艺显著提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
目录1齿轮热处理概述 (1)2齿轮热处理工艺设计 (2)2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求 (2)2.1.1 服役条件、失效形式 (2)2.1.2 性能要求 (2)2.2 齿轮材料的选择 (2)2.3 20CrMo齿轮的热处理工艺设计 (3)2.3.120CrMo的工艺流程 (3)2.3.2 20CrMo的热处理工艺设计 (4)2.4 20CrMo齿轮的热处理工艺理论基础 (5)2.5.1 20CrMo的正火工艺理论基础 (6)2.5.2 20CrMo的气体渗碳工艺理论基础 (7)2.5.3 20CrMo渗碳后淬火工艺原理基础 (8)2.5.4 20CrMo回火工艺理论基础 (9)2.6选择设备、仪表和工夹具 (9)2.6.1设备 (9)2.6.2仪表 (11)2.6.3设计工夹具 (12)2.7 20CrMo齿轮热处理质量检验项目、内容及要求 (12)2.8 20CrMo齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法 (13)2.8.1马氏体粗大及奥氏体过量 (13)2.8.2碳氮化合物过量 (13)2.8.3渗层不均匀 (13)2.8.4热处理畸变 (13)2.9 热处理工艺卡 (1)2.9.1 20CrMo正火工艺卡 (1)2.9.2 20CrMo渗碳工艺卡 (1)2.9.3 20CrMo淬火工艺卡 (2)2.9.4 20CrMo回火工艺卡 (2)3. 参考文献 (20)1 齿轮热处理概述齿轮或一般都要承受交变载荷甚至冲击载荷，接触应力大，齿面易磨损。
我公司20crmomn钢大型重载齿轮深层真空渗碳淬火实际热处理工艺研究及结果分析
我公司20CrMoMn钢大型重载齿轮深层真空渗碳淬火热处理工艺研究及结果分析1 工艺参数20CrMnMo钢大型重载齿轮基本参数和工艺要求如表1所示，为保证大型重载20CrMnMo钢齿轮渗碳质量，以渗扩比1:22执行真空渗碳工艺，进行完整热处理工艺过程。
具体热处理工艺流程如图1所示，齿轮实物如图2所示；升温阶段首先650℃保温1.5h进行一次预热，目的在于使齿轮受热均匀，减小工件内部热应力，然后加热至930℃进行真空渗碳；渗碳结束后对齿轮工件在高压N2下进行气冷正火，消除渗碳层中可能存在的网状碳化物；680℃高温回火目的在于使渗碳层析出含Cr的碳化物，进一步消除网状碳化物，并使碳化物球化。
为保证随炉试样更具有代表性，放置随炉齿形试样4个，均匀悬挂于齿轮上，工艺结束后对4个随炉试样进行分析，从而保证随炉试样更能真实反应实际齿轮工件真空渗碳结果。
2 试验结果及分析表1 20CrMnMo钢大型重载齿轮基本参数及渗碳工艺要求外径Φ法向模数M齿轮厚度h内孔单件重量齿轮参数1435mm20mm340mm440mm2800kg 工艺要求 1.渗碳层深度4.2～4.5mm；2.齿面硬度55～58HRC；3.碳化物级别小于3级。
图1 20CrMnMo钢大型重载齿轮深层真空渗碳淬火热处理工艺曲线图2 20CrMnMo钢大型重载齿轮实物和渗碳层组织(a)渗碳前(b)渗碳后(c)渗碳层金相组织(d)尖角处金相组织0.00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0400500600700800900显微硬度/HV1距表面距离/mm图3 20CrMnMo钢大齿轮深层真空渗碳淬火随炉试样显微硬度随距表面距离变化表2 20CrMnMo钢大型重载齿轮深层真空渗碳淬火处理结果类别随炉试样1随炉试样2随炉试样3随炉试样4大齿轮表面碳浓度/wt%0.860.850.860.87渗层深度/mm 4.4 4.4 4.4 4.4淬火后硬度/HRC62.863.261.763.461.3 1次回火硬度/HRC60.660.959.761.160.5 2次回火硬度/HRC58.359.058.059.458.3 3次回火硬度/HRC57.858.156.558.057.5 20CrMnMo钢大型重载齿轮处理后如图2所示，从图2(a)、(b)可以看出，大齿轮真空渗碳淬火后表面状态良好，由于真空渗碳淬火过程中隔绝“氧”，所以处理后没有氧化层，呈金属银白色；从(c)和(d)可以看出20CrMnMo钢齿形试样处理后平面和尖角处碳化物均呈细小颗粒状，碳化物级别为1～2级。
20CrMO热处理工艺设计
前言众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。
得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。
20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。
由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。
在齿轮热处理工艺显著提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
目录1齿轮热处理概述 (1)2齿轮热处理工艺设计 (2)2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求 (2)2.1.1 服役条件、失效形式 (2)2.1.2 性能要求 (2)2.2 齿轮材料的选择 (2)2.3 20CrMo齿轮的热处理工艺设计 (3)2.3.120CrMo的工艺流程 (3)2.3.2 20CrMo的热处理工艺设计 (4)2.4 20CrMo齿轮的热处理工艺理论基础 (5)2.5.1 20CrMo的正火工艺理论基础 (6)2.5.2 20CrMo的气体渗碳工艺理论基础 (7)2.5.3 20CrMo渗碳后淬火工艺原理基础 (8)2.5.4 20CrMo回火工艺理论基础 (9)2.6选择设备、仪表和工夹具 (9)2.6.1设备 (9)2.6.2仪表 (11)2.6.3设计工夹具 (12)2.7 20CrMo齿轮热处理质量检验项目、内容及要求 (12)2.8 20CrMo齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法 (13)2.8.1马氏体粗大及奥氏体过量 (13)2.8.2碳氮化合物过量 (13)2.8.3渗层不均匀 (13)2.8.4热处理畸变 (13)2.9 热处理工艺卡 (1)2.9.1 20CrMo正火工艺卡 (1)2.9.2 20CrMo渗碳工艺卡 (1)2.9.3 20CrMo淬火工艺卡 (2)2.9.4 20CrMo回火工艺卡 (2)3. 参考文献 (20)1 齿轮热处理概述齿轮或一般都要承受交变载荷甚至冲击载荷，接触应力大，齿面易磨损。
20crmnti热处理
20crmnti热处理20CrMnTi是一种低碳合金钢，具有较高的机械性能和良好的淬透性。
以下是20CrMnTi的热处理工艺：1. 加热：将20CrMnTi钢加热到适当的温度，通常在800°C-850°C范围内。
2. 保温：保温一段时间，使其完全固溶。
3. 快速冷却：通过快速冷却至室温，可以消除材料中的应力和奥氏体晶粒，从而提高钢材的塑性和韧性。
4. 调质处理：将20CrMnTi钢加热到适当的温度，通常在840°C-880°C范围内，然后保温一段时间，使其达到均匀奥氏体化。
5. 冷却：通过适当的冷却速度，如水淬或油淬，使钢材达到一定的硬度和强度。
6. 回火处理：将钢材加热到适当温度，通常在150°C-350°C范围内，保温一段时间后进行冷却。
7. 高温淬火和回火：将20CrMnTi钢加热到适当的温度，通常在850°C-900°C范围内，然后保温一段时间，使其达到均匀奥氏体化。
随后，通过快速冷却至室温，如水淬或油淬，使钢材获得高强度和较好的韧性。
然后，进行回火处理，将钢材加热到适当温度，通常在150°C-350°C范围内，保温一段时间后进行冷却。
8. 低温淬火和回火：将20CrMnTi钢加热到适当的温度，通常在780°C-820°C范围内，然后保温一段时间，使其达到均匀奥氏体化。
随后，通过适当的冷却速度，如水淬或油淬，使钢材获得较高的硬度。
然后，进行回火处理，将钢材加热到适当温度，通常在150°C-350°C范围内，保温一段时间后进行冷却。
需要注意的是，热处理过程中的温度和保温时间需要根据具体材料要求和零件使用条件来确定。
20crmo无缝钢管 强度
20crmo无缝钢管强度
摘要：
1.20CrMo 合金钢介绍
2.20CrMo 无缝钢管的强度
3.20CrMo 无缝钢管的应用领域
4.20CrMo 无缝钢管的热处理工艺
正文：
一、20CrMo 合金钢介绍
20CrMo 是一种合金结构钢板，属于铬钼合金钢，具有较高的热强度、良好的淬透性、无回火脆性、冷应变塑性、良好的切削加工性和焊接性。
其主要化学成分包括碳（0.17～0.24）、硅（0.17～0.37）、锰（0.40～0.70）、硫（允许残余含量0.035）和磷（允许残余含量0.035），以及铬（0.80～1.10）、钼（0.15～0.25）和镍（允许残余含量）。
二、20CrMo 无缝钢管的强度
20CrMo 无缝钢管具有较高的强度，其抗拉强度一般在900MPa 以上，屈服强度在780MPa 左右。
这种高强度使得20CrMo 无缝钢管在许多高压、高温和腐蚀环境中具有良好的应用性能。
三、20CrMo 无缝钢管的应用领域
20CrMo 无缝钢管广泛应用于制造工作温度在250℃以下的化工设备和高压管道、紧固件、汽轮机、锅炉叶片和锻件中的无腐蚀介质，以及通用机械中的齿轮、轴等重要渗碳件。
四、20CrMo 无缝钢管的热处理工艺
为了提高20CrMo 无缝钢管的强度和性能，通常需要进行热处理。
热处理工艺包括预热、淬火和回火。
预热的目的是使钢管温度均匀，淬火则是将钢管加热至临界温度，使钢管具有高强度和硬度，回火则是为了消除淬火过程中产生的应力，提高钢管的塑性和韧性。
综上所述，20CrMo 无缝钢管凭借其高强度、良好的韧性和抗腐蚀性能，在许多领域都有广泛的应用。
20crmo热处理渗碳硬度
20crmo热处理渗碳硬度摘要：1.20CrMo 钢的特性和应用2.20CrMo 钢齿轮渗碳淬火后的硬度范围3.20CrMo 钢齿轮渗碳淬火低温回火后的齿面硬度范围4.20CrMo 钢表面渗碳处理后的硬度5.提高20Cr2Ni4A 钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究6.SUS303 渗碳热处理的可能性及影响正文：20CrMo 钢是一种合金结构钢，具有良好的淬透性、高强度、良好的焊接性能和冷变形塑性。
在我国，20CrMo 钢主要应用于机械制造、汽车、铁路、石油化工等领域。
20CrMo 钢齿轮渗碳淬火后的硬度范围一般在HRC55～60 之间。
渗碳淬火是一种提高钢件表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能的热处理工艺。
通过对20CrMo 钢齿轮进行渗碳淬火处理，可以使齿轮表面具有较高的硬度，从而提高其使用寿命和性能。
20CrMo 钢齿轮渗碳淬火低温回火后的齿面硬度范围约为HRC55～60。
低温回火是为了降低渗碳淬火后的脆性，同时保持一定的硬度和强度。
在实际生产中，20CrMo 钢齿轮渗碳淬火低温回火后的齿面硬度应根据具体需求来调整。
20CrMo 钢表面渗碳处理后的硬度最多可达到HRC48。
表面渗碳处理主要是为了提高钢件表面的硬度和耐磨性，从而提高其使用寿命和性能。
提高20Cr2Ni4A 钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究表明，通过优化热处理工艺参数，可以提高齿轮的渗碳淬火硬度。
在试验中，采用直径800 左右的齿轮轴、直径1500、300 厚的齿轮等，渗碳后降温到820 快速淬火油搅拌冷却，心部硬度可以达到45HRC。
SUS303 奥氏体不锈钢可以进行渗碳、氮化、渗硼等处理以提高表层硬度。
20CrMO热处理工艺设计
20CrMO热处理工艺设计一、引言本文旨在设计适合于20CrMo钢的热处理工艺，以提高其力学性能和耐磨性。
20CrMo钢是一种常用的合金结构钢，具有良好的可焊性和可锻性，广泛应用于创造机械零件和工程结构。
二、材料特性20CrMo钢的化学成份如下：碳（C）：0.17-0.24%硅（Si）：0.17-0.37%锰（Mn）：0.40-0.70%磷（P）：≤0.035%硫（S）：≤0.035%铬（Cr）：0.80-1.10%钼（Mo）：0.15-0.25%三、热处理工艺设计1. 预热将20CrMo钢件放入预热炉中，以提高温度至500°C，保持30分钟，使温度均匀分布。
2. 固溶处理将预热后的钢件迅速放入加热炉中，加热至950°C-1050°C，保持1小时，使其固溶。
固溶处理的目的是使合金元素均匀溶解在基体中，消除晶间相，提高材料的塑性和韧性。
3. 淬火迅速将固溶处理后的钢件浸入油中进行淬火，使钢件迅速冷却至室温。
淬火的目的是通过快速冷却来形成马氏体组织，提高钢件的硬度和强度。
4. 回火将淬火后的钢件加热至400°C-600°C，保持2小时，然后冷却至室温。
回火的目的是通过调整温度和时间来降低钢件的脆性，提高其韧性和可靠性。
四、性能测试与评估对经过热处理的20CrMo钢件进行性能测试和评估，以确保其满足设计要求。
以下为可能的测试项目：1. 硬度测试：使用洛氏硬度计或者布氏硬度计测量钢件的硬度，以评估其强度和耐磨性。
2. 冲击韧性测试：使用冲击试验机对钢件进行冲击试验，评估其韧性和抗冲击性能。
3. 延伸率测试：通过拉伸试验测量钢件的延伸率，评估其塑性和可锻性。
4. 金相组织观察：使用金相显微镜观察钢件的组织结构，以确定是否存在晶间脆性或者其他缺陷。
五、结论本文设计了适合于20CrMo钢的热处理工艺，包括预热、固溶处理、淬火和回火。
通过这些工艺步骤，可以改善20CrMo钢的力学性能和耐磨性。
20CrMO热处理工艺设计要点
20CrMO热处理工艺设计要点热处理工艺是指通过控制材料的加热、保温和冷却过程，改变材料的组织结构和性能。
在20CrMO合金钢的热处理工艺设计中，需要考虑以下几个要点：1. 材料的化学成分和热处理前的组织结构分析：在进行热处理工艺设计之前，首先需要对20CrMO合金钢的化学成分进行分析，确保其符合相关标准要求。
同时，需要对材料的组织结构进行分析，包括晶粒尺寸、相含量和相分布等。
2. 热处理工艺参数的选择：热处理工艺参数的选择对于最终的材料性能具有重要影响。
需要确定适当的加热温度、保温时间和冷却方式。
一般来说，20CrMO合金钢的加热温度应该在950℃-1050℃之间，保温时间根据材料的厚度和尺寸而定，一般为1-2小时。
冷却方式可以选择空冷或油冷。
3. 热处理过程中的温度控制：在进行热处理过程中，需要对温度进行严格的控制，以确保材料达到预期的组织结构和性能。
可以使用炉温控制仪等设备进行温度监测和控制，同时需要进行充分的加热和保温时间，以确保材料的均匀加热和充分相变。
4. 热处理后的冷却方式选择：热处理后的冷却方式对于材料的组织结构和性能有着重要的影响。
对于20CrMO合金钢，可以选择空冷或油冷。
空冷可以使材料逐渐冷却，得到较粗的组织结构，适用于一些要求较低的应用场景。
而油冷可以使材料快速冷却，得到较细的组织结构，适用于要求高强度和韧性的应用场景。
5. 热处理后的回火工艺设计：热处理后的回火工艺是为了进一步调整材料的组织结构和性能。
对于20CrMO合金钢，可以选择回火温度在500℃-700℃之间，回火时间根据材料的要求而定。
回火工艺的设计需要根据具体的应用场景和要求进行，以获得最佳的材料性能。
6. 热处理后的性能测试和评价：在完成热处理后，需要对材料的性能进行测试和评价。
可以进行硬度测试、拉伸试验、冲击试验等，以评估材料的强度、韧性和耐磨性等性能指标。
根据测试结果，可以对热处理工艺进行优化和改进。
总结：20CrMO热处理工艺设计的要点包括材料的化学成分和组织结构分析、热处理工艺参数的选择、温度控制、冷却方式选择、回火工艺设计以及性能测试和评价。
20crmo热处理渗碳硬度
20crmo热处理渗碳硬度摘要：1.20CrMo 钢的特性和应用2.20CrMo 钢齿轮渗碳淬火后的硬度范围3.20CrMo 钢齿轮渗碳淬火低温回火后的齿面硬度范围4.20CrMo 钢表面渗碳处理后的硬度与机械性能关系5.提高20CrMo 钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究6.20CrMo 渗碳热处理后的注意事项正文：20CrMo 钢是一种合金结构钢，具有良好的渗碳性能、淬透性和焊接性能。
在我国，该钢种执行标准为GB/T 3077-2015。
20CrMo 钢广泛应用于机械制造、汽车、摩托车等行业，特别是在齿轮、轴类等零件的制造中。
20CrMo 钢齿轮渗碳淬火后的硬度范围一般在HRC55～60 之间。
渗碳淬火能使钢件表面具有高硬度、高耐磨性和高疲劳强度，从而提高零件的使用寿命。
在实际生产中，为保证齿轮渗碳淬火后的硬度均匀，需要注意控制碳势、气氛的均匀性以及冷却时的搅拌情况。
20CrMo 钢齿轮渗碳淬火低温回火后的齿面硬度范围约为HRC55～60。
低温回火可以减小淬火应力，提高零件的韧性和塑性，从而避免在使用过程中出现断裂等问题。
20CrMo 钢表面渗碳处理后的硬度与机械性能关系密切。
一般来说，渗碳后钢件的硬度会提高，但同时也会影响其韧性和塑性。
因此，在处理过程中需要合理控制渗碳层厚度、碳势和冷却速度等参数，以达到较好的综合性能。
提高20CrMo 钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究一直在进行中。
通过优化渗碳气氛、调整淬火温度和油冷却速度等方法，可以有效提高钢件的渗碳淬火硬度，从而进一步提高其使用寿命和性能。
在进行20CrMo 渗碳热处理时，还需要注意一些事项，如选择合适的渗碳剂、严格控制渗碳时间和温度、确保冷却系统的稳定性等。
此外，针对不同厚度和尺寸的零件，应采用不同的热处理工艺，以保证热处理后的硬度和性能满足设计要求。
20crmo热处理渗碳硬度
20crmo热处理渗碳硬度
摘要：
I.20crmo热处理渗碳概述
- 20crmo材料简介
- 渗碳热处理的定义和目的
II.20crmo热处理渗碳过程
- 渗碳介质和温度的选择
- 渗碳过程的监控和控制
- 渗碳后的冷却处理
III.20crmo热处理渗碳后的硬度
- 渗碳对20crmo硬度的影响
- 20crmo渗碳硬度的测量方法
- 20crmo渗碳硬度的范围和应用
正文：
I.20crmo热处理渗碳概述
20crmo是一种合金结构钢，具有较高的强度、硬度和韧性。
渗碳热处理是一种表面强化技术，通过在20crmo钢的表面渗入碳元素，使其表面硬度提高，从而改善其耐磨性和抗疲劳性能。
II.20crmo热处理渗碳过程
渗碳介质和温度的选择：渗碳介质一般采用碳化物或石墨，渗碳温度一般在900-1000°C之间。
渗碳过程的监控和控制：渗碳过程主要通过观察渗碳介质的颜色变化和控制渗碳时间来判断。
通常情况下，渗碳后的表面颜色应为浅灰色或浅黄色。
渗碳后的冷却处理：渗碳后的冷却处理一般采用油冷或水冷方式，冷却速度对渗碳层的结构和硬度有影响。
III.20crmo热处理渗碳后的硬度
渗碳对20crmo硬度的影响：经过渗碳热处理后，20crmo钢的表面硬度可以提高至HRC60以上。
20crmo渗碳硬度的测量方法：通常采用洛氏硬度计进行测量。
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前言众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。
得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。
20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。
由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。
在齿轮热处理工艺显著提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
目录1齿轮热处理概述 (1)2齿轮热处理工艺设计 (2)2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求 (2)2.1.1 服役条件、失效形式 (2)2.1.2 性能要求 (2)2.2 齿轮材料的选择 (2)2.3 20CrMo齿轮的热处理工艺设计 (3)2.3.120CrMo的工艺流程 (3)2.3.2 20CrMo的热处理工艺设计 (4)2.4 20CrMo齿轮的热处理工艺理论基础 (5)2.5.1 20CrMo的正火工艺理论基础 (6)2.5.2 20CrMo的气体渗碳工艺理论基础 (7)2.5.3 20CrMo渗碳后淬火工艺原理基础 (8)2.5.4 20CrMo回火工艺理论基础 (9)2.6选择设备、仪表和工夹具 (9)2.6.1设备 (9)2.6.2仪表 (11)2.6.3设计工夹具 (12)2.7 20CrMo齿轮热处理质量检验项目、内容及要求 (12)2.8 20CrMo齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法 (13)2.8.1马氏体粗大及奥氏体过量 (13)2.8.2碳氮化合物过量 (13)2.8.3渗层不均匀 (13)2.8.4热处理畸变 (13)2.9 热处理工艺卡 (1)2.9.1 20CrMo正火工艺卡 (1)2.9.2 20CrMo渗碳工艺卡 (1)2.9.3 20CrMo淬火工艺卡 (2)2.9.4 20CrMo回火工艺卡 (2)3. 参考文献 (20)1 齿轮热处理概述齿轮或一般都要承受交变载荷甚至冲击载荷，接触应力大，齿面易磨损。
因此，对齿轮的要求是表面硬且耐磨，心部强而韧，具有高的抗疲劳强度，表面不崩裂，不压陷，不点蚀，为了满足这些性能的要求，常常采用低碳钢经正火、渗碳、淬火加低温回火的热处理工艺。
正火是一次预备热处理，主要目的是为了提高钢的硬度，便于钢坯的切削加工。
渗碳的目的是提高工件表面材料的含碳量，以便在后续淬火工序中得到高的表面硬度，同时保持芯部韧性，淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，回火目的是减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，提高零件尺寸的稳定性。
通过齿轮的热处理的分析，更加明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。
能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。
根据齿轮的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择20CrMo钢作为渗碳齿轮材料；在设计正火-渗碳-淬火-低温回火热处理工艺中，借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》，《金属材料学》，《机床零件用钢》，《齿轮热处理译文集》等。
根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的20CrMo齿轮表面除具有高硬度，高耐磨性外高的疲劳强度，还要使心部具有高的强度和韧性，从而满足齿轮的质量要求。
2齿轮热处理工艺设计2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求2.1.1 服役条件、失效形式齿轮工作时，全部扭矩作用在啮合的轮齿的齿根上，使其承受很大的弯曲应力和交变应力，而且是周期性地作用于每一个轮齿上，使其承受复交变应力的作用。
齿轮在啮合传递扭矩的过程中转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触应力，并在高速下承受强烈的摩擦力。
齿轮有时在过载和强烈冲击条件下工作，使齿轮出现多种不同的失效形式如下：1.接触疲劳：在齿面上出现浅层麻点和深层剥落。
主要发生在高速长时间运行之后。
2.弯曲疲劳：局部或整个牙断裂。
主要出现在过载、冲击的使用条件下。
3.磨损：齿面相互滑动造成的擦伤和磨损。
主要发生在载荷过大、转速较低的情况下。
此外，变速箱齿轮端部会发生撞击磨损。
2.1.2 性能要求表面要求耐磨，心齿硬度为58-63HRC;齿根硬度为33-45HRC；其余力学性能要求为：抗拉强度σb≥1000MPa；屈服强度σs：≥490 MPa 伸长率δ5 (%)：≥11 ；断面收缩率ψ (%)：≥45 ；冲击功Akv (J)：≥55 ；冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7)2.2 齿轮材料的选择1.根据齿轮的承载能力：具体齿轮材料的选用主要是根据齿轮工作时载荷的大小、转速的高低及齿轮的精度要求来确定的。
载荷大小主要是指齿轮传递转矩的大小。
通常以齿面上单位压应力作为衡量标志。
一般分为:轻载荷、中载荷、重载荷和超重载荷。
齿轮工作时转速越大,齿面和齿根受到的交变应力次数越多、齿面磨损越严重。
因此可以把齿轮转动的圆周速度v的大小作为材料承受疲劳和磨损的尺度。
一般分为低速齿轮(1～9 m/ s) 、中速齿轮(6～10 m/ s) 、高速齿轮(10～15 m/ s) 。
齿轮的精度高,则齿形准确,公差小,啮合紧密,传动平稳且无噪声。
机床齿轮精度一般为6～8 级(中、低速) 和8～12 级(高速) 。
拖拉机小齿轮精度一般为6～8 级。
2.根据齿轮的失效形式：由齿轮的失效形式可知齿轮的基本要求为：（1）齿面应有足够的硬度；（2）齿芯应有足够的强度和韧性；（3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能。
3.根据齿轮的工作条件来选择：对于一般比较简单的小磨具渗碳齿轮，心部主要保证有足够的韧性，采用低碳钢即可，但对于受载荷较大的齿轮来说，不仅仅要求心部有足够的硬度，外部还要有高的强度。
常见用来制作齿轮金属的金属材料为锻钢（软齿面，硬齿面），铸钢，铸铁，齿轮它的受力较大、受冲击较频繁因此对材料要求较高。
由于弯曲与接触应力都很大,所以重要齿轮都需要渗碳、淬火处理以提高耐磨性和疲劳抗力。
为了保证心部有足够的强度及韧性、材料的淬透性要求较高,心部硬度应在HRC35～45。
所以选择20CrMo作为制造齿轮的材料。
通过查找《热处理手册》获得20CrMo的C曲线：2.3 20CrMo齿轮的热处理工艺设计2.3.1 20CrMo的工艺流程1.下料--毛坯锻造--正火--加工齿形--渗碳--预冷淬火--低温回火--喷丸--磨齿2. 锻造工艺设计造齿轮轴的毛坯经过锻造后获得基本的形状。
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
齿轮轴的锻造工艺与齿轮相差不大，用棒料镦经切削加工制成的齿轴，其纤维组织弯曲呈放射状，所有齿部的正应力都平行于纤维组织的方向，力学性能得到很大的提高。
《热查阅处理工艺规范数据手册》可以找出20CrMo钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方式，本设计具体的锻造工艺参数如下表所示20CrMo钢的热加锻造工艺规范图项目加热温度始锻温度终锻温度钢坯1200℃1240～1260℃>750℃经锻造将获得最大外径约是88mm，高26mm的齿坯，采用缓冷。
下图是20CrMo齿轮零件图。
图2 20CrMo拖拉机齿轮零件图2.3.2 20CrMo的热处理工艺设计1．正火处理正火处理可消除齿轮内部过大的应力, 目的是为了细化晶粒、改善组织，增加齿轮的韧性、改善材料的切削性能，为最终热处理做好准备。
2．20CrMo的渗碳处理：常用的渗碳方法有：固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳。
气体渗碳最为常用其所用渗剂的原始状态可以是气体，也可以是液体如煤油。
但在化学热处理炉内均为气态。
对所用渗剂要求能易于分解为活性原子，经济，易于控制，无污染，渗层具有较好性能。
由于含碳量低，塑性和韧性较高，硬度和耐模性差，所以使用气体表面渗碳热处理，在表面层可获得板条状的马氏体体组织，即高硬度达到58HRC以上，但心部仍然是较高塑性和韧性，硬度为33-45HRC，屈服强度σs：≥490 MPa 伸长率δ5 (%)：≥11。
3.淬火处理面获得高硬度、强度、耐磨性和抗接触疲劳性能，心部仍高强韧性。
要求淬火后心齿硬度为58-63HRC;齿根硬度为33-45HRC；其余力学性能要求为：抗拉强度σb≥1000MPa；屈服强度σs：≥490 MPa 伸长率δ5 (%)：≥11 。
4．低温回火回火可以降低内应力，稳定组织和尺寸，大大提高韧性和得到良好的综合力学性。
抗拉强度σb≥1000MPa；屈服强度σs：≥885 伸长率δ5 (%)：≥11 ；断面收缩率ψ (%)：≥45 ；冲击功Akv (J)：≥55 ；冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7)图3 热处理总工艺曲线2.4 20CrMo齿轮的热处理工艺理论基础2.4.1 20CrMo的正火工艺理论基础1.正火目的：降低材料的硬度，便于切削加工，去除材料的内应力和组织硬化现象，为下一步的渗碳处理做准备。
2.正火温度的选择：20CrMo约为825℃，为促使奥氏体均匀化，增大过冷奥氏体稳定性，选择的加热温度在930~950 ℃。
图4 铁碳相图3.加热方法及保温时间：采用到温加热的方法，是指当炉温加热到指定温度时，再将工件装进热处理炉进行加热。