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辽 宁 工 业 大 学

材料工艺学 课程设计（论文）

题目：40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺设计

院（系）： 专业班级： 学

号

：

材料学院

学生姓名： 指导教师

起止时间： 2014-6-30~2014-7-10

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：新能源学院 教研室：材料科学教研室 学 号 学生姓名 专业班级 材料 课程设计（论 文）40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺设计 题 目 一、课设要求 熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述相关零件的热处理工艺，进行零件的服役条件与失效形式分析，提出硬度、耐磨性、强度等要求。完成工艺设计。阐述40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺理论基础，选择设备、仪表和工夹具，阐述40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理质量检验项目、内容及要求；阐明40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理常见缺陷的预防及补救方法；给出所用参考文献。 二、课设任务 1. 40CrNiMo钢汽轮机主轴调质材料的选择（要求在满足工件使用性能的前提下，兼顾经济性和工艺性，合理选择材料）； 2.40CrNiMo钢汽轮机主轴调质相应的C曲线； 3.给出40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热加工工艺流程图； 4.制定40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺。 三、设计说明书要求 设计说明书包括三大部分：1）概述；2）工艺设计；3）参考文献。设计说明书结构见《工艺设计模板》。 集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论1.5天，设计7天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计2天，8）工艺的理论基础、原则0.5天，9）设计工夹具0.5天，10）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，11）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 课程设计（论文）要求与任务 工作计划 指导教师评语及成绩 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）

前 言

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

调质钢是结构钢中使用最广泛的一类钢，用于各类机器上的结构零件。如紧固件、传动轴、齿轮等。要求具有很好的综合机械性能，较高的强度，稳定的室温性能，良好的塑性和韧性。

由于确定调质硬度确定调质零件的硬度时要注意到零件的工作条件和零件的形状要求硬度值高，抗拉强度、屈服强度和光滑样品的疲劳强度高，但是塑性指标降低，脆性破坏倾向和应力集中的敏感性增加，因此，当零件上有起应力集中作用的缺口时，为使应力分布均匀、减少应力集中，这时较低的硬度反而可以获得较高的疲劳性能。为了满足上述性能要求，调质钢选用，铬镍钼钢（40CrNiMo）。

40CrNiMo钢的锻件进行正火＋高温回火，加热到正火温度、保温回火：加热到正火温度、保温一定时间空冷，随后入炉进行高温回火、调质，加热到淬火温度、保温一定时间出炉淬火＋油冷，按照回火温度进行一次回火。在进行调质钱先进行正火＋高温回火；装炉温度≤650℃升温到880℃，保温18min出炉空冷，随后入井式回火炉加热到650℃左右保温15min；然后调质装炉温度≤650℃升温到860℃，保温180℃，出炉8％盐水冷20s左右，然后入N32号油冷却到室温，立即回火590℃×240min出炉油冷。使工件的淬透性提高了，并满足力学性能的要求。

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40CrNiMo钢汽轮机主轴调质回火时效热处理工艺技术，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计40CrNiMo钢汽轮机主轴调质热处理工艺方法。

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