题目
某型号柴油机[1]的凸轮轴[2],要求凸轮[3]表面有高的硬度(>50HRC),而心部具有良好的韧性(Ku>40J),原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火,最后低温回火[4],现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢,拟用15钢代替。试说明:(1)原45钢各热处理工序的作用及其热处理后得到的组织;(2)改用15钢后,仍按原热处理工序进行能否满足性能要求为什么(3)改用15钢后,为达到所要求的性能,在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺
某型号柴油机[1]的凸轮轴[2],要求凸轮[3]表面有高的硬度(>50HRC),而心部具有良好的韧性(Ku>40J),原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火,最后低温回火[4],现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢,拟用15钢代替。试说明:
(1)原45钢各热处理工序的作用及其热处理后得到的组织;
(2)改用15钢后,仍按原热处理工序进行能否满足性能要求为什么
(3)改用15钢后,为达到所要求的性能,在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺
题目解答
答案
答:(1)调质处理使整体具有良好的综合力学性能,凸轮表面采用感应加热表面淬火和低温回火使其表面具有高硬度和高耐磨性。
(2)不能。由于低碳钢淬火高温回火后强度低,满足不了强度和硬度要求,凸轮表面经感应淬火低温回火后硬度和耐磨性低满足不了对耐磨性要求。
(3)渗碳预冷淬火加低温回火。经该处理后凸轮表面具有高硬度和高耐磨性,而心部为低碳回火马氏体具有较高强度和塑性、韧性。
解析
步骤 1：45钢的调质处理
45钢的调质处理包括淬火和高温回火，目的是获得良好的综合力学性能。淬火后得到马氏体组织，高温回火后得到回火索氏体组织，具有较高的强度和良好的韧性。
步骤 2：45钢的高频淬火和低温回火
在凸轮表面进行高频淬火，使表面获得高硬度和高耐磨性，淬火后得到马氏体组织。低温回火后，表面组织为回火马氏体，具有高硬度和高耐磨性。
步骤 3：15钢的性能分析
15钢是低碳钢，淬火高温回火后强度低，不能满足强度和硬度要求。凸轮表面经感应淬火低温回火后硬度和耐磨性低，不能满足对耐磨性要求。
步骤 4：15钢的热处理工艺
改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用渗碳预冷淬火加低温回火。经该处理后凸轮表面具有高硬度和高耐磨性，而心部为低碳回火马氏体具有较高强度和塑性、韧性。
45钢的调质处理包括淬火和高温回火，目的是获得良好的综合力学性能。淬火后得到马氏体组织，高温回火后得到回火索氏体组织，具有较高的强度和良好的韧性。
步骤 2：45钢的高频淬火和低温回火
在凸轮表面进行高频淬火，使表面获得高硬度和高耐磨性，淬火后得到马氏体组织。低温回火后，表面组织为回火马氏体，具有高硬度和高耐磨性。
步骤 3：15钢的性能分析
15钢是低碳钢，淬火高温回火后强度低，不能满足强度和硬度要求。凸轮表面经感应淬火低温回火后硬度和耐磨性低，不能满足对耐磨性要求。
步骤 4：15钢的热处理工艺
改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用渗碳预冷淬火加低温回火。经该处理后凸轮表面具有高硬度和高耐磨性，而心部为低碳回火马氏体具有较高强度和塑性、韧性。