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LOGO 自行车飞轮综合实验  ——10级机械类创新班 陈晓滨编号：004 2012.11.23 总纲 零件分析与选材 1 工艺路线制定与依据 2 实验结果与分析 3 结束语 4 飞轮工况分析 结构比较松散，受力较小 工作时，既有滚动也有滑动 承受接触应力和摩擦力，齿根承受弯曲应力 起动时，齿部 还承受冲击应力 分析 齿面磨损或接触疲劳 失效形式 齿部变形或者齿根折断 基体有较高的强度和抗冲击能力 齿面耐磨性好 外硬内韧 选材 现阶段可选材料主要有以下几种： 渗碳钢 20Cr ，20CrMnTi 等 碳素结构钢 20钢，25钢 ，Q235 等 非金属材料 尼龙，夹布胶木等 综合考虑自行车飞轮的性能要求，技术成熟程度以及经济性能，选用—— 进一步考虑飞轮载荷性质和大小，精度要求等，最终选定—— 材料分析 20Cr相变点 Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 温度/oC 766 838 702 799 20Cr材料经过热处理后，外部具有较强的硬度，心部具有一定的韧性，冷热加工性能良好，价格便宜，故是制造自行车飞轮的合适材料。 表一 20Cr 相变点参数表 正火 渗碳 淬火 低温回火 机加工 20Cr 热处理工艺路线—— 预先热处理 20Cr含碳量在0.17%~0.24%之间，属于亚共析钢 对亚共析钢而言，正火温度Ac3线以上30~50oC(Ac3=838) 保温温度：900~920oC 20~ 30min 900~920oC 热处理 项目 保温温度 保温时间 冷却方式 曲线图 正火 900~ 920oC 20~30min 出炉空冷 温度 固体渗碳 920oC 2~3h 随铁罐一起出炉空冷 淬火 860~ 880oC 15~20min 油淬 回火 160~ 200oC 2~3h 出炉空冷 20~ 30min 时间 900~920oC 2~3h 920oC 15~20min 2~3h 860~880oC 160~200oC 组织分析 片状珠光体 铁素体 原材料金相图 材料：20Cr 硬度：149HB 组织：片状珠光体+铁素体 正火 亚共析钢的C曲线 正火 材料：20Cr 组织：索氏体+铁素体 原材料 固体渗碳 过共析层 共析层 亚共析层 渗碳层厚度 0.5mm 表层组织：珠光体+网状二次渗碳体 心部：铁素体+珠光体 最终热处理 最终热处理 过共析层 共析层 亚共析层 基体 过共析层：回火马氏体（针状）+碳化物+残余奥氏体 共析层：回火马氏体（针状）+残余奥氏体 亚共析层：回火马氏体（针状、板条）+铁素体 基体：回火马氏体（板条）+铁素体 结束语 感谢老师们的悉心教导以及远茂同学、宝贤同学等人的热心帮助~~ QA * LOGO *