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。

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

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。

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