熱處理是金屬材料加工中重要過程之一,通過改變金屬內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)或者表面化學(xué)成分,達(dá)到改善材料的綜合力學(xué)性能的目的。氮?dú)?水霧化淬火是一種新型的熱處理淬火工藝。以其冷卻速率快,淬后均勻性好,無環(huán)境污染特別是其淬火過程可控的優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注與研究。本文以40Cr圓柱齒輪為研究對象,探究氮?dú)?水霧化淬火在齒輪表面淬火領(lǐng)域的淬火效果。從淬火后齒輪表面硬度,展開淬火工藝參數(shù)優(yōu)化和齒輪疲勞性能的研究,經(jīng)過理論計(jì)算、裝置改進(jìn)和優(yōu)化、淬火試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,獲得如下結(jié)論：1、40Cr圓柱體試件氮?dú)?水霧化淬火提高氮?dú)鈮毫驮黾铀髁繉υ嚰砻婧托静坑捕染刑嵘饔?水流量增加對提高試件硬度的作用效果高于氮?dú)鈮毫Φ奶岣撸凰髁恳蜃訛榈獨(dú)?水霧化淬火工藝?yán)鋮s速率的主要影響因子,隨著水流量的增加,介質(zhì)的冷卻能力增強(qiáng)。2、40Cr圓柱齒輪氮?dú)?水霧化淬火對齒輪表面硬度測量發(fā)現(xiàn),在中小水量條件下,試件的表面硬度與大水量條件下比較只有微小差異,試件不會產(chǎn)生淬火裂紋。同時,小水量條件下淬火后硬度數(shù)據(jù)離散加大。氮?dú)?水霧化淬火工藝能夠獲得比油淬更高的表面硬度,并且該工藝獲得的齒輪表面硬度離散程度小,淬后均勻... 

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 傳統(tǒng)淬火工藝及發(fā)展
    1.2 氣體淬火工藝及發(fā)展
    1.3 氣霧淬火工藝及發(fā)展
    1.4 齒輪
        1.4.1 齒輪的特點(diǎn)及分類
        1.4.2 國外齒輪行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 國內(nèi)齒輪行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 齒輪疲勞現(xiàn)狀及問題的發(fā)展
        1.5.1 齒輪受力特點(diǎn)
        1.5.2 齒輪疲勞問題的發(fā)展
    1.6 課題研究的意義
        1.6.1 齒輪彎曲疲勞
        1.6.2 提高齒輪疲勞強(qiáng)度的方法
    1.7 研究思路及內(nèi)容
        1.7.1 研究思路
        1.7.2 研究內(nèi)容
        1.7.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 淬火影響因子試驗(yàn)及結(jié)果分析
    2.1 40Cr材料參數(shù)
        2.1.1 40Cr的膨脹系數(shù)的測定
        2.1.2 40Cr導(dǎo)熱系數(shù)的測定
    2.2 氮?dú)獍l(fā)生裝置
        2.2.1 氮?dú)獍l(fā)生裝置流程圖
    2.3 自動測溫系統(tǒng)
        2.3.1 測試系統(tǒng)原理
        2.3.2 測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.3.3 熱電偶制作
    2.4 氣壓、水量控制系統(tǒng)
    2.5 加熱淬火裝置的設(shè)計(jì)
    2.6 實(shí)驗(yàn)方案
        2.6.1 鋼材的選擇
        2.6.2 試件的加工
        2.6.3 加熱及保溫時間
    2.7 試驗(yàn)?zāi)康?br>    2.8 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.8.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)基本定義與原理
        2.8.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要步驟
    2.9 試驗(yàn)方案
    2.10 試驗(yàn)
    2.11 試件工況
    2.12 試驗(yàn)過程冷卻曲線
    2.13 淬火冷卻時間分析
    2.14 淬火影響因子分析
    2.15 試驗(yàn)前后硬度分析
        2.15.1 硬度測試原理
        2.15.2 硬度測試應(yīng)用范圍
        2.15.3 硬度測試測點(diǎn)分布
        2.15.4 硬度測試結(jié)果
    2.16 試驗(yàn)前后金相分析
        2.16.1 金相定義
        2.16.2 基本金相組織
        2.16.3 金相組織觀測結(jié)果
    2.17 本章小結(jié)
第三章 40Cr圓柱齒輪淬火試驗(yàn)及結(jié)果分析
    3.1 齒輪相關(guān)參數(shù)確定
    3.2 齒輪高頻加熱淬火方式確定
        3.2.1 高頻感應(yīng)加熱
    3.3 裝置的設(shè)計(jì)
        3.3.1 霧化設(shè)備的設(shè)計(jì)
        3.3.2 載物臺的設(shè)計(jì)
        3.3.3 加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)
        3.3.4 溫度采集裝置
    3.4 淬火試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.4.1 加熱方案
        3.4.2 淬火方案
    3.5 齒輪淬火前后無損檢測
        3.5.1 無損檢測
    3.6 齒輪淬火前滲透探傷
    3.7 齒輪淬火后無損檢測
    3.8 齒輪淬火前后硬度測試
        3.8.1 硬度測試方案
        3.8.2 齒輪表面硬度數(shù)據(jù)圖
    3.9 本章小結(jié)
第四章 40Cr圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)
    4.1 彎曲疲勞簡介
    4.2. 齒輪試驗(yàn)裝置
        4.2.1 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)裝置
        4.2.2 試驗(yàn)齒輪夾具設(shè)計(jì)
        4.2.3 試驗(yàn)機(jī)簡介
    4.3 齒根應(yīng)力計(jì)算
        4.3.1 E點(diǎn)位置確定
        4.3.2 齒根應(yīng)力計(jì)算公式為
        4.3.3 試驗(yàn)機(jī)荷載對應(yīng)的齒根應(yīng)力
    4.4 本章小結(jié)
第五章 40Cr圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果處理與分析
    5.1 齒輪彎曲疲勞數(shù)據(jù)分析
        5.1.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析常用函數(shù)
    5.2 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)S-N曲線擬合
    5.3 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度P-S-N曲線擬合
        5.3.1 可靠性的定義
        5.3.2 可靠性的特征量
        5.3.3 試驗(yàn)可靠度要求
        5.3.4 P-S-N曲線擬合
    5.4 輪齒斷面SEM分析
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
        6.1.1 40Cr圓柱試件淬火試驗(yàn)
        6.1.2 40Cr齒輪淬火試驗(yàn)
        6.1.3 40Cr齒輪高頻疲勞試驗(yàn)
    6.2 論文中存在的不足
    6.3 需要進(jìn)一步深入研究的工作
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和完成的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在長花鍵軸滲碳淬火變形控制中的應(yīng)用[J]. 趙亞麗,李榮,黃寧.  金屬加工(熱加工). 2012(S2)
[2]K型熱電偶冷端補(bǔ)償研究[J]. 魏元,吳璋,徐岱.  計(jì)測技術(shù). 2011(06)
[3]機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與遞進(jìn)[J]. 張義民.  機(jī)械工程學(xué)報. 2010(14)
[4]真空高壓混合氣淬技術(shù)的發(fā)展[J]. 賈時君,余征宇,陶永福.  熱處理. 2008(05)
[5]W18Cr4V合金工具鋼在不同介質(zhì)淬火后性能比較[J]. 程赫明,謝建斌,李建云.  材料科學(xué)與工藝. 2005(06)
[6]AT尖軌欠速淬火中硬度均勻性的研究[J]. 詹新偉,王樹青.  金屬熱處理. 2003(05)
[7]組合轍叉火焰淬火設(shè)備及工藝的研究[J]. 李琦.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2002(09)
[8]石油鉆桿焊縫氣霧淬火過程溫度場的數(shù)值計(jì)算[J]. 李啟堂,胡榮生,張立文.  大連理工大學(xué)學(xué)報. 2000(01)
[9]氣霧式在線冷卻裝置在厚板軋機(jī)上的應(yīng)用[J]. 常崇民,陳繼虞,姬樹高.  軋鋼. 1997(06)

博士論文
[1]金屬及合金在不同介質(zhì)中淬火時的數(shù)值模擬和應(yīng)用研究[D]. 謝建斌.昆明理工大學(xué) 2003

碩士論文
[1]T10鋼常壓高速氣霧淬火實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計(jì)算[D]. 魏留闖.昆明理工大學(xué) 2013
[2]強(qiáng)流脈沖電子束強(qiáng)化齒輪彎曲疲勞性能研究[D]. 李小波.重慶理工大學(xué) 2011
[3]發(fā)射器關(guān)鍵零件疲勞可靠性分析[D]. 馬建偉.大連理工大學(xué) 2009



本文編號：3720702