摘 要

本文研究了不同淬火温度对20CrMnTi钢渗碳组织和性能的影响。实验方法是对20CrMnTi钢进行渗碳以后再预冷到不同的淬火温度进行淬火，利用显微硬度计和洛氏硬度计测量试样的渗碳层厚度以及表层和心部的洛氏硬度。通过分析不同淬火温度下试样的金相组织和性能来得到结论。

研究结果表明：由于奥氏体化温度的不一样，20CrMnTi渗碳钢淬火后组织和性能也随之发生了很大变化。在A_c1-A_c3双相区内淬火，伴随着奥氏体化温度的提升，表层组织中渗碳体的含量和心部组织中铁素体的含量都在慢慢减少，形态也均由大块状逐渐转变成细片状和孤岛状，20CrMnTi渗碳钢的洛氏硬度值也跟着奥氏体化温度的提升而增大。当20CrMnTi渗碳钢在870℃淬火时，其洛氏硬度值出现了最大点，伴随着奥氏体化温度的继续提升，洛氏硬度值反而呈现出了减小的变化。所以得出20CrMnTi钢渗碳后的最佳淬火温度是870℃。

关键词：20CrMnTi钢；渗碳；预冷；淬火温度

Abstract

In this paper studied the influence that different quenching temperatures terated the carburizing microstructure and mechanical properties of the 20CrMnTi steel. Experimental methods are 20CrMnTi steel carburizing and then precooled to different quenching temperature quenching. By using micro hardness tester and Rockwell hardness measurement sample’s carburized layer thickness as well as Rockwell hardness of surface and core part. By analyzing the carburizing microstructure and mechanical properties of the sample treated by different quenching temperature to get a conclusion.

The results show that: As the austenitizing temperature is not the same, after quenching and carburizing steel 20CrMnTi performance also will be changed a lot. In A_c1-A_c3 phase region hardening, accompanied enhance austenitizing temperature, the content of the surface tissue’s cementite and the content of cardiac tissue’s ferrite are slowly reducing, but also by the big block form and gradually transformed into a thin sheet-shaped island. Rockwell hardness of 20CrMnTi carburizing steels also followed increases of the austenitic temperature increase. when 20CrMnTi carburizing steel quenched at 870℃, Rockwell hardness value appears the highest point, along with the austenitizing temperature continues to increase, Rockwell hardness value but showing a reduction of change. so the best quenching temperature of the 20CrMnTi carburizing steel should be 870℃.

Key Words：20CrMnTi steel；carburization；precooling；quenching temperature

目 录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 20CrMnTi钢简介 1

1.3淬火工艺简介 1

1.4渗碳工艺简介 2

1.4.1渗碳的种类和特点 2

1.4.2影响渗碳工件质量的因素 5

1.4.3影响渗碳处理表面碳浓度的因素 5

1.5研究意义及内容 5

1.5.1研究意义 5

1.5.2研究内容 6

第2章 实验 7

2.1实验材料和仪器设备 7

2.1.1实验材料 7

2.1.2实验试剂 7

2.1.3实验设备 7

2.2前期准备 8

2.3固体渗碳处理 9

2.3.1固体渗碳处理方案 9

2.3.2渗碳剂 9

2.3.3渗碳 9

2.4淬火处理 10

2.4.1淬火处理方案 10

2.4.2冷却介质 10

2.4.3淬火 11

2.5切割、镶嵌 11

2.6金相制备 11

2.7观察金相 12

2.8测量显微硬度 14

2.9测量心部洛氏硬度 15

第3章 实验结果分析 16

3.1金相组织分析 16

3.2力学性能分析 18

第4章 结论 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1引言

在全球经济飞速发展的大环境下，齿轮类、轴类零件在工业生产中体现出来的重要性也越来越受到人们的重视。而且，实际生产中不一样的要求对于性能的要求也是不一样的。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。

由于齿轮类、轴类零件在工作时表面需要经受强烈的摩擦，并承受着一定冲击载荷。所以，此类机械零件的性能要求应该是表面硬度大、耐磨，心部展现出优秀的塑韧性。我们采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，以达到表面硬度高的力学性能要求。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使用低碳合金渗碳钢，20CrMnTi钢就是其中最常用的一种。

1.2 20CrMnTi钢简介