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1、战术导弹设计工艺性指南 （设计工艺性培训） 中国航天科工集团第三十三研究所 零件热处理设计工艺性零件热处理设计工艺性 主讲人主讲人: :许奔荣许奔荣 二六年五月 战术导弹设计工艺性指南 二二年十一月 主讲人主讲人: :许奔荣许奔荣 中国航天科工集团第三十三研究所 欢迎各位 参加培训 中国航天科工集团第三十三研究所 主讲人主讲人: :许奔荣许奔荣 欢迎各位 参加培训 零件热处理设计工艺性 战术导弹设计工艺性指南 第十二章：零件热处理设计工艺性第十二章：零件热处理设计工艺性 二三年三月 授课提纲（P131148） 12.1 热处理种类及常用金属材料 12.2 常用金属材料热处理的工艺性 12.3
2、热处理工艺的选择及应用 12.4 零件热处理的工艺性要求 12.5 零件热处理工艺的工序安排 12.6 零件热处理技术要求及标注方法 热处理是通过对金属材料或零件的加热、保温及 冷却过程，获得所需性能的工艺方法。它对保证产品 性能、质量、寿命及使用安全性具有十分重要的意义 。 零件热处理工艺性是指：在满足使用要求的前提 下，采用热处理工艺的可行性与经济性。 零件热处理工艺性涉及零件材料的选择、结构设 计、工艺流程的安排等。 零件在设计时应充分考虑热处理的工艺性、合理 选材、正确提出技术要求，合理确定热处理在整个加 工过程中的位置；处理好热处理前后工序间的关系。 一、热处理种类及常用金属材料 1
3、.1热处理的种类与分类 根据不同的特点及用途热处理工艺有 多种分类方法。 b）按热处理的加热特点及目的分类见表（2） c）按热处理加热介质及使用设备分类见表（3 ） a）按飞航导弹零件材料类型分类见表（1） 一、 热处理种类及常用金属材料 a）按飞航导弹零件材料类型分类见表（1） 热处处理材料类别热处处理 类 别 零件热处热处 理 黑色金属热处热处 理 （钢钢的热处热处 理） 结结构钢热处钢热处 理 不锈钢热处锈钢热处 理 弹弹簧钢热处钢热处 理 工模具钢热处钢热处 理 铸铁铸铁 及焊焊接件热处热处 理 有色金属合金热处热处 理 铝铝合金热处热处 理 铜铜合金热处热处 理 钛钛合金热处热处 理
4、 镁镁合金热处热处 理 高温合金热处热处 理 铁铁基高温合金热处热处 理 镍基高温合金热处理 b）按热处理的加热特点及目的分类见表（2） 热处热处 理加热热特点热处热处 理 类类 别别 零件热处 理 整体热处 理 退火、正火、 淬火、回火 固溶、时效、 稳定化处理 冷处理、形变热处 理 化学热处 理 渗碳、渗氮、 软氮化、 渗金属 表面热处 理 感应加热处 理 激光热处 理 火焰加热处 理 c）按热处理加热介质及使用设备分类见表（3） 热处热处 理加热热介质质热处热处 理 类类 别别 零件热处热处 理 常规热处规热处 理 （空气加热热介质质） 盐盐浴热处热处 理 退火、正火、淬火、 回火 固溶
5、、时时效 盐盐浴淬火、 碱浴等温淬火 真空热处热处 理 （真空化学热处热处 理） 真空退火、真空淬火 、回火 真空时时效、真空渗碳 气体保护热处护热处 理可控氢氢气热处热处 理 氢氢气保护热处护热处 理 氮气保护热处护热处 理 1.2 1.2 飞航导弹常用金属材料飞航导弹常用金属材料 热处理工艺与材料的种类、牌号 密切相关，战术导弹使用材料规格 、牌号繁多，但主要种类有：铝合 金、结构钢、不锈钢、钛合金、精 密合金及高温合金。 见书第133页，表12-4、 一、 热处理种类及常用金属材料 表（12-4）战术导弹常用主要金属材料 钢分类常用材料牌号 结构钢 退火、正火钢钢10、18A、20A 调
6、质钢调质钢45、40Cr、30CrMnSiA、 40CrNiMoA 超高强度钢钢30CrMnSiNi2、35Cr2Ni4MoA 40CrNi2Si2MoVA 渗碳钢钢20Cr、12CrNi3A 氮化钢钢38CrMoAlA 弹簧钢 形变变强化70、T9A、65Mn 马马氏体相变变强化50Cr、60Si2MnA 不锈钢 奥氏体型 马马氏体型 1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9 2Cr13、2Cr13Ni2、4Cr13 Cr17Ni2 沉淀硬化型0Cr17Ni4Cu4N2b、0Cr17Ni7Al 工模具钢 工具钢钢 T8A、T10A 模具钢钢 CrMn、CrWMn 续表（12-4）战术导弹常用主
7、要金属材料 有色金属合金分类常用材料牌号 铝铝合金 纯铝纯铝 、防锈铝锈铝1070A、1035、5A02、5A06、 3A21 锻铝锻铝2A50、2A70、2A14 硬铝铝、超硬铝铝合金2A01、2A06、2A11、2A12、 7A04、A09 铸铝铸铝ZL101、ZL102、ZL702、ZL104 、 ZL201 铜铜合金不可强化T1、T2、H62 可热处热处 理强化QBe1.9、QBe2.0、QSn4-3 钛钛合金不可热处热处 理强化TA1、TC1、TC3 可热处热处 理强化TC4、ZT3 镁镁合金不可热处热处 理强化MB8 可热处热处 理强化ZM1、 ZM5 续表（12-4）战术导弹常用
8、主要金属材料 精密合金分类常用材料牌号 软软磁合金电电磁纯铁纯铁DT4C、DT4、DT3 铁镍铁镍 合金1J50、1J79、1J32 铁钴钒铁钴钒 合金1J21、1J22 磁滞合金 铁镍钴钒铁镍钴钒 合金2J4、2J7 铁钴钼铁钴钼 合金2J22 弹弹性合金恒弹弹合金3J53、3J58 高耐磨弹弹性合金3J40 高弹弹合金3J33、3J33B 膨胀胀合金低膨胀胀合金4J36 续表（12-4）战术导弹常用主要金属材料 高温合金分类常用材料牌号 铁铁-镍镍基高 温合金 固溶强化合金GH1140 时时效强化合金GH2132 镍镍基高温合固溶强化合金GH625、GH39 时时效强化合金GH4169、G
9、H44 二、 常用金属材料热处理的工艺性 钢的热处理工艺性主要包括： 淬透性、淬硬性、回火脆性、过热敏 感性、回火稳定性、抗氧化脱碳性、 表面裂缝敏感性等，这些工艺性都与 化学成分与组织有关，是选材的重要 依据。 2.1 合金钢热处理工艺性 2.1.1 淬透性 淬透性 在一定条件下，淬火后能获得有效淬硬层深度的能力，一般 用淬硬层深度来衡量及淬火临界直径，剖面硬度分布曲线，顶端淬火硬度 分布曲线表示。 淬透性高的材料加工的零件，热处理工艺性好，淬火时不易开裂、变形 。反之易变形、开裂。 合金钢淬透性比碳钢要好，合金含量的增加淬透性提高。 航空工业规定心部获得95%马氏体的直径作为淬火临界直径（
10、一般机械行 业为50%）。通常圆柱体的淬透直径为： 30CrMnSiA 油淬 25mm 等温淬火 12mm 40CrNiMoA 油淬 35mm 45钢 水淬 5mm 常用材料淬透性高低排序为： Cr12MoVGCr1540CrNiMo30CrMnSiA40Cr45钢35钢 2.1 合金钢热处理工艺性 二、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1.2淬硬性 在一定条件下，淬火后表面淬硬层能获得最高硬度，属材 料特性，主要取决化学成分。一般用淬硬层硬度来衡量。 淬硬性决定了材料力学性能热处理后能达到的最低要求 。在零件设计时，力学性能、形状大小决定后，就必须考虑材 料的淬透性和淬硬性能否满足要求。 二
11、、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1.2淬硬性 回火脆性钢材在 回火后，冲击韧性明显 下降的现象。 部分结构钢在两个温度 区内回火会出现回火脆 性。（冲击韧性下降） 。设计应避免选用需在 回火脆性区的硬度要求 。回火脆性特点见表12 -5 、12-6 二、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1. 3 回火脆性 表（13-6）常用结构钢的回火脆性温度范围 钢钢号第一类类第二类类钢钢 种第一类类第二类类 T8 T12 2000C3000C无40Cr3000C3700C4500C6500C 30CrMnSi 2500C3800C4600C 6500C CrWMn2500C3000C无 40CrNiM
12、OA3000C4000C无2Cr134500C5600C6000C7500C 50CrV 2000C3000C无3Cr133500C5500C6000C7500C 38CrMOAl 3000C4500C无9SiCr2100C2500无 种 类名 称回火温度是否可逆钢 种 第一类类低温回火脆性2500C3500C不可逆一般淬火钢钢 第二类类高温回火脆性4500C5500C可逆含Mn、Cr、 Ni的合金钢钢 表（13-5）结构钢的回火脆性 2.1.4 过热敏感性 过热敏感性钢在加热时，容易出现过热、过烧的程度，过 热敏感性大的钢材，热处理加热时，易出现过热或过烧现象。 过热：加热温度过高，晶粒长大
13、、使其性能（强度、塑性、 冲击韧性及疲劳性能）有较明显降低现象。 过烧：加热温度过高，晶界或低熔点组织被氧化与部分融化 现象。 过热敏感性大的材料，工艺性差。Mn钢的过热敏感性较大。 一般过热组织，可通过再次热处理消除；过烧组织，不能挽 救，只能报废。 二、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1.4 过热敏感性 2.1.5 回火稳定性 回火稳定性钢在回火时，抗软化的能力，即回 火抗力。 回火稳定性高（回火抗力强），材料的工艺性好。 合金钢的回火稳定性要比碳钢好。回火温度高、时间 长，应力消除充分，塑性与韧性也高。 零件的使用温度较高时，必须选择回火稳定性好的 材料，其使用温度必须要在回火温度以下
14、。 二、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1.5 回火稳定性 2.1.6 抗氧化脱碳性 抗氧化脱碳性钢在加热过程中，抗氧化、脱碳的能力 。 钢的氧化：表面形成氧化物（氧化色、氧化皮），使其失 去原有金属光泽的现象。 钢的脱碳：钢材表面部分或全部含碳量的丧失，使表面含 碳量降低的现象。加热中的脱碳，易使其淬火开裂，或表面 硬度下降。 加热易氧化脱碳性的材料，热处理工艺性差。抗氧化脱碳 性强的材料，热处理工艺性好。 二、 常用金属材料热处理的工艺性 .2.1.6 抗氧化脱碳性 2.1.7 表面裂缝敏感性 表面裂缝敏感性表面存在的微裂缝，使 零件失效，造成破坏的现象。 超高强度钢对表面状态较为敏感，表面如存 在的微裂缝，使其疲劳性能、耐腐蚀性能、塑 性及断裂韧性大幅度下降，易造成零件的失效 。强度越高，对表面裂缝越敏感。热处理工艺 性差。 二、 常用金属材料热处理的工艺性 2.1.7 表面裂缝敏感性 2.1.8 高合金钢的导热性
