不同淬火温度对20CrMnTi钢渗碳组织和性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着世界经济迅速发展，齿轮类、轴类零件在工业生产中体现出来的重要性越来越受到人们的重视。同时，不同的生产要求对于零件性能要求也是不尽相同的。如何得到性能最优化的齿轮类、轴类零件也是当今金属材料研究的重大课题之一。由于齿轮、轴类零件在工作时表面经受强烈地摩擦，并承受着一定冲击载荷。因此，对此类机械零件的力学性能要求应该是表面硬度高、耐磨性好、心部则应具有良好的塑性和韧性。我们使用的方法是固体渗碳，通过固体渗碳工艺使钢件表面层增碳，以达到所定的力学性能的要求。由于渗碳类零件要求渗碳淬火后心部保持一定的韧性，所以宜采用含碳量较低的钢制造，但是低碳钢本身强度较差，在长时间的渗碳过程中晶粒非常容易长大，所以重要零件一般都用低碳合金渗碳钢，20CrMnTi钢就是其中最常用的一种。20CrMnTi钢作为一种典型的低碳合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。例如在汽车上工业上多用其制造传动齿轮，因为含有Cr、Mn、Ti合金元素，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有良好的加工性、抗疲劳性以及较高的低温冲击韧性等优良特性。

20CrMnTi钢含有1%左右的Ti与C形成特殊的合金碳化物，渗碳时阻止奥氏体晶粒的长大，故20CrMnTi钢渗碳后一般可自渗碳温度直接淬火。不过20CrMnTi零件渗碳后表面碳含量升高、为过共析成分，而心部的碳含量并未改变，仍为亚共析成分。表面和心部对淬火温度的要求不同，按表面成分选择的理想淬火温度一般要较按心部成分所选择的理想淬火温度低得多。生产中有时也采用预冷淬火的方法，即渗碳后自渗碳温度预冷到某一温度再进行淬火。该方法可控制淬火时的零件变形、减小淬火应力和防止零件开裂。预冷淬火时，随着选择的淬火温度自渗碳温度（930℃左右）逐步降低，越接近于表面的理想淬火温度，在一定范围内淬火温度的降低对表面性能总是有利的；而对心部组织性能的影响却复杂的多。预冷淬火温度越低，则对上述过程的控制越有利。然而，淬火温度的改变无疑会对淬火后零件的组织和性能产生重要影响。

本文将研究不同淬火温度对20CrMnTi钢组织和性能的影响规律从而正确确定该钢渗碳后的淬火温度使其获得最佳的性能组合，这在工程中具有十分重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

（1）研究内容 将从20crmnti钢渗碳组织和性能方面入手，开展不同淬火温度下对20crmnti渗碳钢进行的热处理实验。

目的是研究不同淬火温度对20crmnti钢组织和性能的影响规律从而正确确定该钢渗碳后的淬火温度使其获得最佳的性能组合。

主要研究内容包括以下几方面：1）制备20crmnti渗碳钢试样：将原材料（20crmnti钢棒）切割至合适的尺寸，进行粗磨，随即进行渗碳处理（固体渗碳法：t=920℃-940℃），制得若干20crmnti渗碳钢试样；2）在不同淬火温度下对20crmnti渗碳钢试样进行淬火：采用箱式电阻炉，选取不同的淬火温度（如930℃、900℃、870℃、840℃、810℃、780℃等）对20crmnti渗碳钢试样进行淬火；3）观察不同淬火温度下的20crmnti渗碳钢试样的组织和性能：使用金相显微镜进行金相观察，记录金相组织；使用洛氏硬度计测量硬度，记录试样硬度；4）分析不同淬火温度对20crmnti渗碳钢试样的组织和性能影响：综合对比不同淬火温度下的不同20crmnti渗碳钢试样的金相组织和硬度，大概确定该钢渗碳后能够使其获得最佳的性能组合淬火温度区间，接下来可再重复上述步骤来确定精确淬火温度；（2）技术方案采用的研究技术路线为：查阅文献资料----设计实验方案----试样准备----预处理----固体渗碳----淬火----性能测试----工艺确定。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解自己所要做的工作，对整个流程有大致的了解，熟悉仪器设备的使用，确定方案，完成外文翻译及开题报告。

第4－10周：准备试样，开展实验。掌握固体渗碳工艺，开展实验工作。

第11－12周：总结实验结果，得出结论，并对过程中出现的错误进行反省和总结，整理自己的思路，草拟毕业论文框架。

4. 参考文献（12篇以上）

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