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1、攀枝花学院学生课程设计（论文）题 目： 65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺设计 学生姓名： 学 号： 所在院(系)： 材料工程学院 专 业： 20 XX级材料成型及控制工程 班 级： 材料成型及控制工程一班 指 导 教 师： X X 职称： 讲 师 2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺，融会贯通相关专业课程理论知识，培养学生综合运用所学知识、分析问题和解决问题的能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容： 明确设计
2、任务（包括用途、服役条件及性能要求） 绘出热处理件零件图（螺旋弹簧） 给出设计方案 写出设计说明 设计质量检验项目 设计热处理工艺卡片 65Si2MnWA弹簧钢的热处理缺陷及预防或补救措施要求： 通过查找资料充实、完善各项给定的设计内容。 分析热处理过程中可能出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。 提交设计说明书（报告），2千字以上。报告格式请参照“毕业论文（设计）”格式。3、主要参考文献1 夏立芳主编.金属热处理工艺学. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.2中国机械工程学会热处理分会.热处理工程师手册M. 机械工业出版社，2003.第一版3张玉庭主编. 热处理技师手册M. 机
3、械工业出版社，2006.第一版4 中国机械工程学会热处理学会.热处理手册M. 机械工业出版社，2003.第三版4、课程设计工作进度计划第16周：对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。 第17周：撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师（签字）日期年 月 日教研室意见：年 月 日学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取
4、与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验
5、结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日攀枝花学院本科课程设计（论文） 摘要摘 要 本课设计了65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺设计。其主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（去应力退火）、渗碳、油淬火+低温回火等过程。通
6、过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。65Si2MnWA弹簧钢是热轧弹簧钢中合金弹簧钢的一种，钢中含碳量增加能有效的提高冷变形强化或马氏体相变强化效果，获得较高的强度和弹性极限，这是碳素弹簧钢的主要优点。但是，碳素弹簧钢的淬透性小，抗应力松弛性能不够好、耐蚀性差和弹性模量温度系数较大，只能用于制造截面积较小、工作温度不高的弹簧。为了改善上述性能，在钢中加入Si、Mn、Cr、Ni、V、W、Nb及B等合金元素制成合金弹簧钢。关键词：65Si2MnWA弹簧钢，去应力退火，淬火，低温回火攀枝花学院本科课程设计（论文） 目录目 录摘 要1、设计任务11.1设
7、计任务11.2设计的技术要求12、设计方案22.1 65Si2MnWA弹簧钢设计的分析22.1.1工作条件22.1.2失效形式22.1.3性能要求22.2钢种材料33、设计说明43.1加工工艺流程43.2具体热处理工艺43.2.1预备热处理工艺53.2.2机械加工53.2.3渗碳工艺53.2.4淬火+低温回火热处理工艺64、质量检验项目75、分析与讨论86、结束语97、热处理工艺卡片10参 考 文 献11攀枝花学院本科课程设计（论文） 1 设计任务1 设计任务1.1设计任务65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺设计1.2设计的技术要求 65Si2MnWA弹簧钢是一种低合金钢材料，由于它的含碳量高
8、(在0.61-0.69%之间)所以，硬度比较高。同时其中含量Si（1.50-2.00%）、Mn（0.70-1.00%）、Cr（0.35%）、W（0.8-1.20%）。弹簧的服役条件是指它工作的环境（温度和介质）及应力状态等因素。工作温度可分为低温（室温一下）、室温、较高温度（120-350）、高温（400以上）几个档次。工作环境介质有空气（干空气和潮湿气）、水蒸气、雨水、燃烧产物、油及酸碱水溶液等。应当指出，工作持续时间也是一个值得考虑的重要因素。由于弹簧服役条件的复杂性和苛刻性，其失效形式有多种多样，主要有断裂失效和应力松弛（变形）失效两大类。在断裂失效中又可分为脆性断裂和塑性断裂，其中突发
9、性的的脆性断裂的危害性最大。在断裂失效中又可分为脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂及腐蚀疲劳断裂。此外，还有氢脆、镉脆及黑脆等。 在对65Si2MnWA弹簧钢进行热处理时，即去应力退火，淬火和低温回火时应严格按照卡片所列出的时间进行保温以及其它操作的要求。1攀枝花学院本科课程设计（论文） 2 设计方案2 设计方案2.1 65Si2MnWA弹簧钢设计的分析2.1.1工作条件由于是65Si2MnWA弹簧钢，因此其工作环境较为恶劣，要考虑弹簧的负荷特性。弹簧的负荷特性由弹簧变形时载荷与变形之间的关系表示。常见者有三类：直线型、渐增型、不重合型。弹簧载荷有动载荷（振动、扭转、弯曲等）和静载荷，有些重要弹
10、簧承受复杂的交变载荷。应力状态是设计弹簧、选材及热处理的一个极其重要的参数。在外力作用下，弹簧材料内部往往产生不同的应力：如弯曲应力、扭转应力（切应力）或弯扭复合应力等。 2.1.2失效形式主要失效形式为断裂失效和应力松弛（变形）。断裂失效：疲劳断裂。弹簧在使用过程中，在腐蚀介质中工作的弹簧，其表层金属与腐蚀介质发生化学或电化学反应，弹簧表层逐渐被腐蚀，易造成腐蚀脆性断裂。特别是在交变应力作用下，材料的疲劳极限将显著降低，弹簧更易发生腐蚀疲劳断裂失效。疲劳断裂失效的严重危害性非常明显，故而非常被人们重视。应力松弛（变形）。应力松弛（变形）是最为常见的失效现象，但却往往不被人关注。应力松弛是指弹
11、簧或弹性元件在恒应变条件下的应力随工作时间的延续而减小的现象。也就是弹簧长期在室温或较高温度下工作、材料内部的微塑性变形逐渐转变为永久变形的必然结果。它是在服役时由于材料的弹性变形逐步向微塑形变形转变的结果。2.1.3性能要求弹簧质量好坏应包括弹簧材料、几何形状、尺寸精度和表面质量（美观）等，其中对弹簧材料的性能要求是重点。力学性能方面。由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许出现永久变形。弹性好坏可用应变能或弹性比功表示，根据应力应变曲线可知，弹性应变能与材料的弹性极限的平方成正比，与弹性模量成反比。要求弹性应变能或比功较大，也就是要求弹性材料有良好的微塑性变形抗力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要
12、高，所以弹簧钢一般属于高强度或超高强度钢。弹簧材料的种类和热处理工艺对上述性能影响很大。相对而言，它们对钢材的弹性模量的影响较小。另一方面，许多重要弹簧是在交变载荷条件下长期工作，则要求弹簧有很高的疲劳强度，同时要求有良好的抗应力松弛性能，减少永久变形，以便保证机电产品效率的正常发挥和仪表的工作灵敏性及可靠性。理化性能方面。弹簧的工况很复杂，有些弹簧是在较高或高温下长期工作的，因此要求弹性材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。相反，有些弹簧是在严寒地带工作，则要求材料有较高的低温冲击韧度、较低的脆性转化温度。以免发生冷脆。这方面的性能与弹簧材料的化学成分和组织状
13、态有密切关系。工艺性能方面。对于要求淬火而其截面尺寸较大的弹簧，其钢材应有相应的淬透性、较小的过热敏感性和表面脱碳倾向小，才能保证弹簧表里组织和性能的均匀性。在冷、热成形时要求材料有足够的塑性和良好的弯曲、扭转及缠绕性能，以便保证或提高弹簧的制造质量。尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成形后不经淬火、回火，只须进行低温退火。这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。65Si2MnWA弹簧钢是一种低合金钢，其容许工作温度是350，强度、硬度较高，锻造、焊接和冷冲压性能良好，冷变形塑性高，通常用于制作极重要的和重载下工作的螺旋弹簧与板簧等等。65Si2MnWA弹簧钢力学性能：抗拉强度 b (MPa)：1029，屈服强度 s (MPa)：1700，伸长率 5/（%）：5，断面收缩率 /（%）：20。2.2钢种材料65
