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20CrMnTi钢高温组织变化规律研究开题报告

 2021-02-25 01:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

为了满足零件使用性能的高要求,提高零件的服役寿命和可靠性,做到节省材料及能源,并促进新材料和高新技术的发展,材料表面技术的发展刻不容缓。化学热处理是表面合金化与热处理相结合的一项表面改性技术,而钢的渗碳是一种应用最广的化学热处理,多应用于汽车、摩托车变速齿轮的表面强化。

渗碳是一种将活性碳原子渗入钢制零件表面层的过程,即低碳钢在富碳的介质中加热到高温,使活性碳原子渗入钢的表面,随后进行淬火和低温回火的过程。渗碳的目的是在低碳钢或低碳合金钢零件表面得到高的含碳量,其后经过淬火-低温回火得到高的硬度和耐磨性的渗碳层,而零件的心部具有高的强韧性。因此,渗碳工艺的特点是把低碳钢和低碳合金钢零件置于具有增碳能力、含活性碳原子介质(渗碳剂)中加热、保温,使活性碳原子渗入零件表面、并在碳浓度梯度作用下,碳原子由表向里形成要求厚度和碳浓度的扩散层即渗碳层。渗碳能提高零件表面的含碳量,使零件表面获得高硬度和耐磨性,如果要求强化表层,并且零件心部具有高的强韧性,渗碳后必须进行淬火和低温回火。因此,实现渗碳强化零件的目的,必须正确完成渗碳、淬火和低温回火一组热处理工艺。

20crmnti作为一种常规渗碳钢,多用于制造截面尺寸小于30mm的中载或重载齿轮轴、齿轮和齿轮圈等,应用十分广泛。目前,机械设备趋向轻、薄、短小化发展,这就强烈要求机械零件具有更高的力学性能和可靠性。研究表明,由于传统的渗碳温度都比较高(gt;900℃),提高渗碳温度会大大增加渗碳钢晶粒的粗化趋势,而恶化心部组织,促进过共析渗碳层形成网状碳化物,使得钢在强度、硬度下降的同时,韧性也降低。所以20crmnti钢有一个最佳渗碳温度范围,选择最佳渗碳温度具有一定的实际意义。

本课题主要研究20crmnti钢组织变化与加热温度和保温时间的关系,探索了20crmnti钢在不同温度、不同保温时间条件下的晶粒长大趋势和组织变化规律,目的是找到如何控制渗碳层组织、渗碳层深度,从而合理地选择渗碳工艺,达到表面强化的目的。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)阅读化学热处理、固体渗碳等相关书籍,查阅相关资料

(2)材料制备:以20crmnti钢为试样,进行预处理。通过正火处理及固体渗碳法对其进行碳的渗入,得到渗碳层

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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。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]崔忠圻,覃耀春. 金属学与热处理[m].北京:机械工业出版社,2007

[2]齐宝森,陈路宾,王忠诚,等.化学热处理技术[m].北京:化学工业出版社,2006

[3]才鸿年,马建平.现代热处理手册[m].北京:化学工业出版社,2009

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