机械工程材料实验报告书.docx

机械工程材料实验报告书.docx

《机械工程材料实验报告书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程材料实验报告书.docx（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

机械工程材料实验报告书

机械工程材料

综合实验实验报告

班级：

姓名：

学号：

零件名称：

螺旋板牙

一、实验任务书……………………………………………………………

二、选材分析………………………………………………………………

三、加工工艺路线及各热处理工序分析………………………………

四、金相组织照片及分析………………………………………

五、硬度性能测定………………………………………

六、实验总结心得体会………………………………………………………

七、改进的意见及建议………………………………………………………

一、实验任务书

1.设计小组成员名单：

2.设计零件名称：

螺旋板牙

3.零件的工作条件：

板牙是低速切削刃具，主要用于加工螺纹。

板牙在切削螺纹时，由于与其他金属相接触，板牙表面承受着强烈的摩擦与接触疲劳应力。

板牙承受着较大的扭转应力，在加工螺纹时，板牙呈半切削，半挤压状态。

板牙主要失效形式为牙面磨损，接触疲劳破坏，折断，扭断，疲劳断裂。

4.零件的失效形式：

（1）疲劳断裂

由于受扭转载荷和弯曲疲劳载荷的长期作用，易造成板牙疲劳断裂。

（2）断裂失效

由于板牙受过载（挤压）作用，可造成板牙折断。

（3）磨损失效

板牙的牙面过度磨损，会使板牙变形，加工螺纹精度较差，从而引起板牙失效。

（4）变形失效

包括弹性和塑性变形失效。

5.零件的性能要求：

（1）较高疲劳强度，以预防疲劳断裂

（2）高硬度、高耐磨性，较高强度，心部有良好塑形与韧性。

（3）较高屈服强度

二、选材分析

对板牙的使用性能和失效形式等因素综合考虑，初步选用材料为9Mn2V。

9Mn2V是低合金工具钢，其化学成分为：

C：

0.85%-0.95%Si：

≤0.40%Mn：

1.70%-2.00%

V：

0.10%-0.25%

9Mn2V钢为高淬透性合金钢，由于加入了Mn和Si，提高了其淬透性，Si还有提高耐回火性的作用，使钢在250-300℃下仍保持60HRC以上的硬度，由于V形成碳化物，因此，9Mn2V钢具有比铬钢及9SiCr钢更多过剩碳化物和更高硬度及耐磨性。

此外，V还可细化晶粒，从而使9Mn2V有良好的韧性。

因此，使用9Mn2V钢制成的板牙崩刃现象较少，并能较好的保持刀刃形状和尺寸。

三、加工工艺路线及各热处理工序分析

1、用9Mn2V制造螺丝板牙工序为：

下料→锻造→球化退火→粗加工→淬火+低温回火→精加工→精磨

2、要求热处理后变形小，尺寸稳定，热处理规范

预备热处理为球化退火：

750℃+（10-20）℃空冷

淬火：

780℃-810℃油冷

低温回火：

150℃-250℃

3、热处理目的及组织

（1）球化退火：

A、目的：

降低硬度，改善切削加工性能，为最终热处理做组织准备。

B、球化退火后组织：

球状珠光体（P球）

C、硬度：

≤217HB

（2）淬火：

A、目的：

获得M，提高硬度，对钢进行强化。

B、淬火后组织：

马氏体（M）+残余奥氏体（A’）+颗粒状Fe3C

C、硬度：

62HRC左右

（3）低温回火：

A、目的：

消除残余应力，稳定工件尺寸，防止工件变形、开裂，提高强度、韧性。

B、低温回火后组织：

回火马氏体（M回）+极少量的残余奥氏体（A’）+颗粒状Fe3C

C、硬度：

60-65HRC

四、金相组织照片及分析

球化退火后金相显微组织

分析：

球化退火后组织为球状珠光体，为铁素体基体上分布着的颗粒状渗碳体，是将工件加热到Ac1+（10-20）℃充分保温后缓冷，或者加热后冷却到略低于Ar1的温度下保温，从而使珠光体中的渗碳体球状化。

在上图球化退火后的金相显微组织中，由于，腐蚀前未将板牙表面清洗干净，使图中出现黑色，将部分组织掩盖。

淬火后金相显微组织

分析：

淬火后组织为马氏体、残余奥氏体和颗粒状Fe3C。

淬火温度为Ac1+（30-50）℃，将工件加热到临界点以上，保温后以大于Vk的速度冷却，使奥氏体转化为马氏体，从而提高其力学性能。

由于，工件为过共析钢，在淬火前经过了球化退火，因此淬火后的组织为细马氏体、颗粒状渗碳体和少量的残余奥氏体。

回火后金相显微组织

分析：

低温回火后组织为回火马氏体、极少量的残余奥氏体和颗粒状Fe3C。

回火温度为150-250℃，低温回火时，马氏体将发生分解，从马氏体中析出碳化物，使马氏体过饱和度降低，析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，形成回火马氏体，此外还有极少量的白色的残余奥氏体。

低温回火可在保留淬火后硬度和高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性，主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工作。

由于，我班同学的磨痕较重，故采用了4班同学的图片。

五、硬度性能测定

硬度

第一次

第二次

第三次

平均值

球化退火

24HRC

24HRC

23HRC

23.7HRC

淬火

64HRC

64HRC

65HRC

64.3HRC

回火

59HRC

58HRC

58HRC

58.3HRC

六、实验总结和心得体会

七．改进的意见及建议

欢迎下载，资料仅供参考!

!

!

资料仅供参考!

!

!