shaes174热处理的冶金要求.docx

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shaes174热处理的冶金要求

METALLURGICALREQUIREMENTSFORHEATTREATEDCOMPONENTS热处理的冶金要求

1SCOPE

1.1ThisspecificationdefinesthemetallurgicalrequirementsapplicabletofivegeneraltypesofheattreatmentprocessescommonlyusedinachievingthepropertiesrequiredinDana,SHABD,componentsfortheirproperfunctioning.Thesetypesarecoveredwithinindividualsectionsdefinedasfollows:

本标准定义了五种类型热处理工艺的冶金要求，这些热处理工艺是DANA、SHARD在设计中，为达到它们本身的产品功能一般采用的方法，这五种类型如下：

GASCARBURIZE气体渗碳

CARBONITRIDE碳氮共渗

FERRITICNITROCARBURIZE铁索体氮碳共渗（气体软氮化）

INDUCTIONHARDEN感应淬火

DIRECTHARDEN直接淬火

1.2RequirementsinthisdocumentareintendedtoapplytoallcurrentandnewcomponentsforwhichSHAES174isreferencedontheEngineeringdrawing.对于当前的和新增零部件工程图设计，这些要求可参照SHAES174标准的规定。

Itistheresponsibilityoftheheattreatertoconsultspecificpartdrawingsforanyspecialrequirementsorrestrictions作为热处理者的责任，就是针对特定的要求.和限制来考虑特定的零件图设计。

Shouldadisagreementarisebetweenthedrawingandspecificationrequirements,ProductEngineeringwilldeterminewhichshallgovern.

对于零件图纸和特定的要求之间的有争议的，产品设计工程师可以决定哪一个占据主导地位。

Note:

ThisdocumentreplacesEatonTES-003issued9/30/81.本标准取代81年9月30日发布的EatonTES-003标准

2APPLICABLEDOCUMENTS

2.1ASTME112EvaluationofAusteniticGrainSize奥氏体晶粒度的评估

2.2ASTME18RockwellHardnessTestingofMetals金属洛氏硬度测试方法

2.3ASTME140HardnessConversionCharts硬度换算表

2.4ASTME384MicrohardnessTesting,KnoopandVickers努氏和维式显微硬度测试方法

2.5SAEJ417HardnessTests硬度试验

2.6SAEJ423MeasuringCaseDepth,RecommendedPractice硬化层深度的测量规程

2.7SAEJ864Filehardness,RecommendedPractice锉刀法硬度操作规程

2.8SHAES271PostHeatTreatmentGearToothFinishing修正齿轮的最终热处理

2.9STD-013MetallurgicalStandardforHeatTreatedComponents热处理的冶金要求

2.10STD-014Gearing齿轮标准

2.11QS-003SHABDQualityPolicyManual,Rev.1,Dated2/19/99SHABD品质安全手册

2.12QSR-100SupplierQualityAssuranceRequirements供应商质量保证要求

3GASCARBURIZE气体渗碳

3.1PROCESSDESCRIPTION过程描述

3.1.1Gascarburizingisdefinedasaheattreatmentappliedtosteelinwhichcarbonisdiffusedintothesurfacefromagaseousatmosphereinabatchorcontinuousfurnaceatatemperaturewithintheausteniticphaseregion.气体渗碳是指在奥氏体化温度阶段，在单炉或连续炉中将气态气氛中的碳原子扩散到钢铁表面层的一种热处理工艺。

Subsequenttocarburizing,thepartisquenchedinaliquidwithaheatextractioncapability（quenchseverity）appropriatetoproducetherequiredproperties,whileavoidingcrackingandexcessivedistortion.渗碳后零件需要在冷却槽（一种抽热式装置）（激烈淬火装置）的液体中进行淬火来达到需要的性能Aprotectiveatmospherecool,reheatandquenchprocessispermitted.也可以在保护气忿中冷却、或重新加热和淬火Thefinalprocessstepisalowtemperaturereheatingtotemperthepartandachievethespecifiedsurfacehardness.最后的工艺步骤就是在低温下重新加热零件进行回火，以获得需要的性能。

3.1.2SpecificationofselectivecarburizingontheEngineeringdrawingrequiresthatdesignatedareasbeprotectedfromcarbonenrichment.对于工程图上局部渗碳的部位，有些区域指定要与碳势环境隔离起来（不要求进行渗碳），maybeaccomplishedbyplatingwithcoppertoaminimumthicknessof0.025mm（.001in.）,coatingwithacopperorceramicbasedpaint,orusingaphysicalbarrier,suchasasleeve,plugorcap.这样的区域可以镀上最小0.025mm厚度的铜镀层来保护，也可以用铜或者陶瓷涂料的涂层，或用套筒、插头等物理屏障层来进行保护Theseprotectedareasmustnotshowsignificantenrichmentuponmetallographicexamination.这些被保护区域必定不是富碳的重要区域，所以金相检验不必做重点检测。

3.1.3Inordertopreventunintendedblockageofcaseenrichmentincriticalareas,suchasgearteeth,nocoatingorpaintshallbepresentonanyoperatingsurfaceduringheattreatment.为了防止在某些关键部位例如齿轮牙（无意中）发生碳富集，整个热处理过程都需要对工作表面进行涂镀。

3.1.4ProcessdetailsareestablishedbyManufacturingtosatisfytherequirementsofthisspecificationandtheEngineeringdrawing.为了满足标准的规定或工程图纸设计的要求，工厂需要进行工艺细节的设计Theintentofprocessingshallbetoproducepartsuniformincasepropertiesonallsurfaces,exceptthosedesignatedwithspecialrequirements.制定工艺细节的目的就是为了在所有待处理的零件表面获得均匀一致的渗碳层，除了设计时指定部位有特定要求的。

3.2STANDARDCASEDEPTHRANGES标准渗碳层深范围

3.2.1OneormoreofthefollowingstandardeffectivecasedepthrangeswillbespecifiedontheEngineeringpartdrawinginthefollowingformat.

在工程零件图纸上一个或多个有效的渗碳层深范围应该如下表所示：

CarburizeperSHAES174ClassCZ1按SHAES17每CZ1级的渗碳层

CARBURIZING渗碳

登CLASS

EFFECTIVECASEDEPTH有效渗碳层深

等级

Inch

Millimeter

CZ1

0.023-0.040

0.591.01

CZ2

0.033-0.053

0.841.34

CZ3

0.045-0.065

1.15-1.65

CZ4

0.045-0.090

1.152.28

CZ5

0.055-0.090

1.40-2.28

CZ6

0.070-0.090

1.78-2.28

3.2.2TheintentofProductEngineeringistohavetheheattreatmentprocessproducecasedepthscenteredwithinthespecifiedrangeofeachclassandshowcapabilityofholdingthedefinedlimitsatdesignatedcontrollocations.产品工程图设计的目的是在每个渗碳等级区间，按照设计受控的渗碳区域中间，采用该热处理工艺方法，来获得有效的渗碳层深度

3.2.3ClassesCZ4andCZ5areexceptions.。

TheyapplyonlytoselectedAxlecomponentswherecenteringwithintherangeisnotrequired.对于轴类零件，CZ4、CZ5是个例外，渗碳区域的轴心部位可以不作上面的要求

。

3.2.4Acasedepthrangespecificationofthefollowingnoteform:

以下是对渗碳层深度范围的规范说明：

CarburizeperSHAES174ClassCZ2toCZ3按SHAES174标准每CZ2到CZ3级的渗碳要求

ThisallowscasedepthsbetweentheminimumofCZ2andthemaximumofCZ3,withouttherequirementforcenteringwithintherange.以下是CZ2和CZ3级的最小值之间允许的渗碳层深度，在这些范围的中心不作要求的。

3.2.5Thelistedclassesshallapplytoallcurrentcomponentsforwhichmorerestrictiverangesarespecified.列表的渗碳等级可应用在当前对渗碳区域有更多限定要求的零部件上。

Theappropriateclasstousewillbetheonethatencompassestheeffectivecasedepthrangespecifiedonthedrawing.在工程图上这些等级适用于特定的有效渗碳层深度范围上的要求

3.3SURFACEHARDNESSMEASUREMENT表面硬度的测量

3.3.1Generalsurfacehardnessrequirementforallcarburizedpartsis58-63HRCaftertempering.通常对于所有渗碳零件的回火后表面硬度要求是58-63HRC，Anyspecialrequirementswillbedefinedonthepartdrawing.要是有不同的硬度要求需要在工程图上进行定义Theminimumhardnessrequiredafterhardfinishingisdefinedinsection3.5.1.精加工后的最低硬度见3.5.1条

3.3.2Rockwellhardnessmeasurementsshallbemadeonthetoplandofaxlegearteeth.ChecklocationsformostnongearcommoditiesaredefinedinTable1.MeasurementsonnongearcomponentsnotlistedinthistableshallbemadeononeormoresurfacesconsideredsignificanttopartoperationorasdefinedontheEngineeringdrawing.齿轮轴的齿顶用洛氏硬度测量，对于非齿轮物体测量部位如表1所示，对于没有在表中列出的非齿轮零件，则需要在工程图上标注出一个或多个的有效硬度测量部位.

3.3.3Hardnessmeasurementindentsonfinishedsurfacesusedasbearingracesareunacceptableforproductionparts.Evaluationmustbemadeonnonproductionsamplepartsorsurfacesbeforefinishing.轴承座圈精加工表面上测量硬度留下的凹痕是不可接受的，所以硬度测量需要在精加工之前用非加工样块来测量或在非加工表面上进行测量。

3.3.4Forproductioncontrol,itmaybenecessarytomeasuresurfacehardnessinotherthanthespecifiedcontrollocation,however,itistheproducer'sresponsibilitytoestablishacorrelationbetweenthetwosites,suchthattheEngineeringrequirementsaresatisfied.在生产管理中，在非指定受控部位进行硬度测量也是必要的，对于生产者来说，要对在指定受控位置和非受控位置建立一套硬度关系负责，从而来满足工程图纸的要求

3.4TEMPERING回火

3.4.1Allcarburizedproductsmustreceiveaminimum163︒C（325︒F）temperwithinfourhoursafterquenching.所有渗碳零件都需要在淬火后进行最低163︒C（325︒F）温度4小时的回火Theminimumshallbereducedto135︒C（275︒F）for4800seriesalloysteelgrades.对于4800系列合金钢来说最低回火温度可降低到135︒C（275︒F），Thetimewiththepartsurfacesattemperatureshallbeaminimumofonehour.在该回火温度阶段回火时间至少是1小时Sincetemperingathighertemperaturesandlongertimesincreasesparttoughness,thesevaluesshouldbemaximized,在更高的温度回火并保温更长的时间，可以提高零件的韧性，但是其强度、硬度也应达到最大化。

whileproducingasurfacehardnesswithinthespecifiedrange.Priortotempering,asquenchedpartsmustbecooledbelow49︒C（120︒F）tominimizeausteniteretention.在指定部位获得要求的表面硬度，必须在回火之前，淬火冷却到低于49︒C（120︒F）温度，以保证最少的奥氏体残留量。

3.5CASEDEPTHMEASUREMENT硬化层深度的测量

3.5.1ThegeneraleffectivecasedepthspecifiedbyclassontheEngineeringdrawingappliestoascarburizedandtemperedsurfaces.对于工程图的设计来说，通常在渗碳和回火的表面上，按渗碳等级进行规定其有效的硬化层深度。

Theremainingeffectivecasebelowhardfinishedsurfaces,otherthangearteeth,shallbenolessthan80%oftheminimumspecifiedcasedepth,withamaximumstockremovalof0.20mm（.008in.）persurface.对于精加工的非齿轮零件表面，按着最大切削量每0.20mm（.008in.）的厚度来规定有效硬化层深度，这个有效硬化层深度应该不小于规定下限值的80％，Thefollowingtablesummarizesthisrequirementandtheminimumremainingsurfacehardnessforeachofthestandardcasedepthclasses.下表按照渗碳等级列出了硬化层深度的要求和最小表面硬度要求。

Hardnessmeasurementsmustusethelistedscale.硬度测量也必须满足列表中的范围Whenanonstandardsurfacehardnessrangeisspecified,theminimumofthatrangemustremainafterhardfinishing.对于指定非标准的表面硬度，最小的硬度范围应该是精加工之后测量的。

CARBURIZING

CLASS渗碳等级

REMAININGEFFECTIVECASE有效硬化层深度

REMAININGSURFACEHARDNESS表面硬度

Inch

Millimeter

CZ1

.018min.

0.46min.

80HRAmin.

CZ2

.026min.

0.66min.

58HRCmin.

CZ3（R）

.037min.

0.94min.

58HRCmin.

CZ4（R）

.037min.

0.94min.

58HRCmin.

CZ5（R）

.047min.

1.19min.

58HRCmin.

CZ6（R）

.062min.

1.57min.

58HRCmin.

3.5.2TheremainingeffectivecasedepthrequirementsforhardfinishedgearteetharedefinedinSHAES271.对于精加工齿轮来说，有效硬化层深要求参照SHAES271标准的规定

3.5.3Theeffectivecasedepthisdefinedasthedistanceperpendiculartothesurfaceoverwhichahardnessequivalentto50HRCorgreaterismaintainedinthehardenedcase.有效硬化层深度是指距离表面硬度为50HRC或者大于50HRC的垂直距离Thisdefinitionisapplicabletopartswherethefinalcorehardness,atadistancethreetimestheeffectivecasedepthfromthesurface,isnogreaterthantheequivalentof45HRC.这个定义适用于最终心部硬度（距离表面是有效硬化层深度三倍距离的部位）不大于45HRC的零件。

Whenhighervaluesareobtainedinaparticularpart,theeffectivecasedepthwillbedefinedatahardness5HRCpointsabovethecorehardness.如果某个零件的心部硬度比这个更高，有效硬化层深度就是距离比心部硬度高5HRC的深度。

Reportedresultsmustclearlystatethehardnessusedtodefinetheeffectivecasedepth,ifotherthan50HRC.如果这个硬度不是50HRC，那么有效硬化层深度一般需要在报告上清楚的标定出来。

3.5.4Theeffectivecasedepthshallbedeterminedonacalibratedmicrohardnesstesterusinga500-1000glo