金属材料与热处理技术课程设计-60si2mn弹簧钢的热处理工艺

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1、材料专业课程设计论文题目：60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺学院：陕西航空职业技术学院专业：金属材料与热处理技术班级：姓名：张常波日期：2012.06。16指导老师：薛书微3232目录1选材任务书11.1给定条件11.2技术要求：12选材论证12.1弹簧钢定义：12.2弹簧钢分类22.3截面硬度分布曲线63热处理理工艺卡片64设计说明书74.1工艺流程74.2原材料检验84.3预备热处理124.4淬火加中温回火134.5去应力退火164.6交验184.7工装图195技术文件205.1真空炉设备的简介及操作规程205.2工艺守则

2、225.3金相组织检验规程245.4常用炉型的选择27321选材任务书1.1给定条件零件名称：弹簧材料：60Si2Mn净重:1.85Kg批量：大批量零件简图：1.2技术要求：热处理态及硬度:HRC42-45变形要求：≤1%组织：马氏体+回火托氏体其它：能承受极限载荷10000N，单圈刚度》=1500N/mm，工作极限载荷下的单圈变形量《=6mm，许用应力740MPa。2选材论证2.1弹簧钢定义：弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变

3、形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、弹性极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。32根据GB/T13304《钢分类》标准，按照基本性能及使用特性一，弹簧钢属于机械结构用钢；按照质量等级，属于特殊质量钢，即在生产过程中需要特别严格控制

4、质量和性能的钢。按照我国习惯，弹簧钢属于特殊钢 ，制作弹簧钢的时候技术要求比较高，技术的过硬直接决定品质的高低1.1弹簧钢分类1.1.1按照化学成分分类根据GB/T13304标准，弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。1碳素弹簧钢碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数)(0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数)(0.90~1.20%)，如65Mn两类。2.合金弹簧钢合金弹簧钢是在碳素钢的基础上，通过适当加入一种或几

5、种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能，以满足制造各种弹簧所需性能的钢。合金弹簧钢的基本组成系列有，硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上，有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。此外，还从其他钢类，如优质碳素金钩刚、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢，选择一些牌号作为弹簧用钢。1.1.2按照生产加工方法分类1.热轧(锻) 钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板，锻制圆钢、方钢。2. 冷拉 (轧)钢材包括钢丝、钢带、冷拉材(冷拉圆钢)。321.1.1按照钢

6、材交货状态分类1.热轧(锻)钢材A.以热轧(锻)状态交货钢材经热成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。B.以退火状态交货钢材经冷成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。2.冷拉(轧)钢材A.钢丝①铅浴等温退火冷拉钢丝(又称派登脱处理冷拉钢丝)钢丝制成弹簧后只需进行低温回火，以消除应力。②油淬火和回火钢丝冷拉成所需尺寸后，进行连续加热、连续油淬火和铅回火。钢丝制成弹簧后只需进行底温火，以消除应力。③冷拉钢丝(即不经淬火和回火处理的钢丝)a.以冷拉状态交货。b.以退火、正火或回火处理状态交货。以上两种状态交货的钢丝制成弹簧后均需进

7、行淬火和回火处理。B.钢带①冷轧状态交货制成弹簧后需进行低温回火，以消除应力。②淬火和回火状态交货制成弹簧后需进行低温回火，以削除应力。③退火火状态交货制成弹簧后需进行淬火和回火处理C.冷拉钢材以退火状态交货钢材经冷成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。1.1.2其他分类方法除以上所述外，还有一些其他分类方法，例如：32按交货条件要求不同可分为按化学成分(力学性能)交货和按淬透性交货。按弹簧工作条件可分为承受静载荷弹簧钢、承受冲击载荷弹簧钢、耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。性能要求：1力学性能方面：由于弹簧是在弹簧范围内工

8、作，不允许产生永久变形。弹性好坏可用应变能或弹性比功（U）表示，根据应力应变曲线，根据工件的硬度要求，查阅弹簧热处理工艺手册，可以得到牌号为65，85，55Si2Mn，55Si2MnB，55CrMn，60Si2Mn等都能符合要求[1]。进一步查阅手册，分析各种钢的主要用途。表2—1牌号性能