含铌齿轮钢渗碳工艺研究

摘要

现代工业的激烈竞争环境下，企业提高产品质量、降低生产成本显得尤为重要。在汽车齿轮渗碳淬火工艺方面，提高渗碳温度、缩短渗碳时间是降低能耗和提高生产效率的有效途径。本文研究了在齿轮用钢中加入金属铌后的工艺性能，得出了高温渗碳工艺的重要数据，为实现高温渗碳工艺的推广奠定了基础。
　　在目前应用的齿轮钢中加入金属铌。新材料具有在较高的温度下保温能保持细晶粒，渗碳淬火后获得良好金相组织和性能的特性。本次试验采用的材料为20CrMoH钢，以及加入了0.03％铌、0.05%铌和0.07%铌的20CrMoH钢。
　　针对含铌齿轮钢的晶粒长大与晶粒粗化温度和保温时间的关系，进行了研究和论述。测得了20CrMoH钢在980℃和1050℃下晶粒完全粗化的保温时间参数。对四种试验材料的晶粒粗化温度进行了测试，绘出了在20CrMoH钢中加入铌的含量与晶粒粗化温度的关系曲线。
　　渗碳工艺过程中的温度、碳势、材料的本质晶粒度等会直接影响到零件的硬化层的硬度梯度和金相组织，进而影响到零件的机械性能。材料和热处理的某些属性也对零件的热处理变形产生重要的影响。这些因素，将直接影响含铌齿轮钢的应用工艺性。对四种试验材料分别在930℃、950℃和980℃渗碳淬火的工艺、金相组织和硬化层分布等进行了研究，为高温渗碳工艺的应用奠定了基础。
　　对于含铌的20CrMoH齿轮钢的接触疲劳和弯曲疲劳性能，进行了初步的对比试验，得出了含铌的20CrMoH高温渗碳工艺的齿轮钢性能优于含铌20CrMoH齿轮钢的结论。

目录

含铌齿轮钢渗碳工艺研究

A STUDY ON CARBURISING PROCESSOF Nb-CONTENT GEAR STEEL

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 选题的意义

1.2 含铌高温渗碳齿轮钢国内外发展现状

1.3 晶粒长大过程研究的意义

1.4 渗碳工艺概述

1.5 本文主要研究内容

第2 章 试验材料及方法

2.1 试验材料的选择

2.2 晶粒度的腐蚀和检测方法

2.3 保温时间对晶粒度影响的研究方法

2.4 加热温度和铌含量对晶粒度影响的研究方法

2.5 含铌齿轮钢的渗碳工艺研究方法

2.6 热处理变形试验方法

2.7 含铌齿轮钢的疲劳寿命研究方法

第3 章 加热温度和铌含量对齿轮钢晶粒度的影响

3.1 加热保温时间对20CrMoH钢晶粒度的影响

3.2 加热温度对齿轮钢晶粒度的影响

3.3 铌含量对晶粒度的影响

3.4 本章小结

第4 章 Nb 对齿轮钢渗碳后组织和性能的影响

4.1 铌对渗碳淬火金相组织的影响

4.2 铌元素对材料渗碳淬火后硬化层分布的影响

4.3 20CrMoNb钢渗碳工艺模拟

4.4 20CrMoNb钢渗碳淬火处理后的热处理变形行为

4.5 本章小结

第5 章 疲劳寿命试验

5.1 疲劳试样

5.2 接触疲劳试验结果

5.3 弯曲疲劳试验结果

5.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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