汽车涡轮轴的选材及热处理

《汽车涡轮轴的选材及热处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、攀枝花学院学生课程设计（论文）汽车涡轮轴的选材及热加工工艺设计学生姓名：张学勇学生学号：201311105084院（系）：材料工程学院年级专业：2013级金属材料工程指导教师：邓刚副教授二〇一六年五月攀枝花学院本科学生课程设计任务书题　目选材及热加工工艺设计1、课程设计的目的使学生融会贯通相关金属材料专业基础课程理论知识，加深对所学理论知识的掌握与应用，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生计算、绘图、编写设计文件或撰写科研报告的能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）

2、内容：（1）零件或工具的服役条件选择与分析。（2）零件或工具的选材及分析。（3）零件或工具的生产工艺流程选择。（4）零件或工具的热处理工艺设计。（5）零件或工具的内部质量预测。要求：（1）结合热加工工艺，分析所选材料中合金元素的作用。（2）采用新工艺、新技术。（3）预测热加工过程中可能会出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。（4）提交3～5千字的设计说明书（或设计报告）。3、主要参考文献[1]中国机械工程学会热处理学会.热处理手册.典型零件热处理：第2卷[M].第四版.北京机械工业出版社.2013.[2]查

3、理.涡轮轴发动机技术[J].国防科技,2004,02:39-43.[3]王广生.金属热处理缺陷分析及案例[M].第2版.北京：机械工业出版社，2007.[4]陈曼龙.涡轮轴疲劳试验台系统设计[J].机床与液压,2013,13:113-115.4、课程设计工作进度计划第一周周一，布置题目，提出设计内容要求，初步讲解撰写格式；周三~周五，辅导答疑，学生撰写初稿，第二周上半周，学生撰写设计内容，下半周，辅导，检查报告的格式。第二周结束后，学生完成课程设计，上交作业。指导教师（签字）日期年月日教研室意见：年月日学生（签字）：

4、接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。摘要涡轮轴是一个肩负120000至160000rpm转动及超高温的精密零件。其精细的加工公差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。目前国际国内大部分都使用45号钢，但是GCr15钢相对于45号钢，具有高硬度，高耐磨性，高的耐点蚀性能，高的疲劳强度，因此我们采用GCr15钢。我们将铸造出来的零件通过球化退火，降低组织硬度，然后对零件进行机械加工，再淬火加低温回火的热处理工艺，为了改善冶炼质量，从而获得优质的涡轮轴。1涡轮轴的分析1.1零件的作用蜗轮轴是轴类零件

5、中常见的，是动力机械中的主要零件之一，其主要功能是传递运动和动力。如图1.1图1.11.2服役条件分析涡轮轴运转时，内外套圈与滚动体之间呈点接触或线接触，受到周期性的载荷作用，由于接触面积极小，在接触面上承受极大的压应力和交变载荷，接触应力可达2000～5000MPa，应力交变次数可达每分钟数万次甚至更高，从而容易造成涡轮轴的接触疲劳破换。涡轮轴在工作中，滚动体和套圈及保持器之间还会有相对滑动，产生相互摩擦，同时产生高温高压；大气和润滑剂对轴承还有一定的腐蚀作用；某些情况下涡轮轴还会受到冲击负荷的作用。涡轮轴的破坏形

6、式是多种多样的，如疲劳剥落、卡死、套圈断裂、磨损、锈蚀等。1.3零件性能要求（1）高的弹性极限、抗拉强度和接触疲劳强度；（2）高的淬硬性和必要的淬透性，以保证高耐磨性，其硬度为（HRC）61～65；（3）一定的冲击韧性；（4）良好的尺寸稳定性（或组织稳定性），这对精密轴承特别重要；（5）在润滑油接触时要能抵抗化学腐蚀；（6）好的工艺性能，以满足大规模生产的需要。2涡轮轴选材2.1零件选材涡轮轴一般要经球化退火处理和淬火加低温回火处理，球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终热处

7、理做好组织上的准备。2.1.1GCr15钢GCr15SiMn(A)钢是在GCr15钢基础上，提高Si、Mn含量的改型钢，以改善其淬透性和弹性极限，耐磨性也有所提高。但其热处理工艺麻烦，成本高。2.1.2渗碳钢渗碳钢如20Mn、20NiMo、12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、20Cr2Mn2MoA等，经渗碳-淬火低温回火处理后，表面有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而心部具有很高的冲击韧性。用渗碳钢做轴承，加工工艺性能好，可以采用冷冲压技术，提高材料的利用率，再经渗碳淬火处理后，在表层形成有利的残余应力，提高轴承

8、的使用寿命。但适用于轧钢机械、矿山挖掘机和其他一些受冲击负载荷较大的机械使用的轴承。2.1.3高速钢高速钢如Cr4Mo4V(M50)、W6Mo5Cr4V2、W9Cr4V2。这类钢的特点是含有大量的M、Mo、Cr、V等碳化物形成元素，经淬火后可获得高合金化的高碳马氏体，具有良好的回火稳定性，并在高温回火后产生二次硬化现象，因此能在高温下保持高硬度