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前 言 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。件有优良的机械、物理性能，它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能，还可兼具一种或多种特殊性能，如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。42CrMo钢属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。该钢适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、压力容器齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于 2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具，并且可以用于折弯机的模具等。成分P Cu S 42CrMo 0.38～0.45% 0.17～0.37% 0.50～0.80% 0.90～1.20% 0.15～0.25% ≤0.030% ≤0.035% ≤0.030% ≤0.035% （1）C 钢中的主要元素，可产生古榕强化和硬化，增加淬透性 （2）Si提高钢的淬透性和耐回火性，对钢的综合力学性能特别是弹性极限有力，还可增强钢在自然条件下的耐蚀性。 （3）Mn扩大γ相区，形成无限固溶体。对铁素体和奥氏体均有较强的固溶强化作用。与S形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象。强烈提高淬透性，能提高耐磨性。 （4）Cr缩小γ相区，在α-Fe中无限固溶，可增加钢的淬透性并有二次硬化作用，提高耐磨性，使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质服饰的作用并增加钢的热强性。 （5）Mo阻抑奥氏体向珠光体转变的能里很强，从而提高钢的淬透性，能降低或抑制其他合金元素导致的回火脆性，在较高的回火温度下形成弥散分布的特殊碳化物，二次硬化的作用提高热强性和蠕变强度。 （6）Ni细化铁素体晶粒，对塑性韧性有所提高，特别是低温塑性。 4 确定加工路线（冷、热加工） 加工工艺主要包括机加工和热处理工艺。机加工是指通过加工机械精确去除材料的加工工艺。它直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工。 Ac1 Ac3 Ms 42CrMo 730℃ 780℃ 360℃ 为了消除毛胚锻造应力，降低硬度以及改善切削加工性能，同时均匀组织，细化晶粒，为了后续加热处理做准备。 （1）退火温度，选用680～700℃，退火温度是将工件加热到Ac1以下30～50℃，42CrMo临界温度点为730℃，一般采用热炉装料，加热过程中工件内温差较大，为了缩短工件在高温时的停留时间，一般加热温度稍高。 （2）退火保温时间，保温时间与钢的化学成分、工件形状、尺寸、炉子类型、装炉量等多种因素有关，一般按每毫米厚度保温1.5-2.5min估算。主轴的直径为13mm，考虑加工余量5mm，因而其有效厚度为20mm，保温时间为1.5h左右。 6.2 调制工艺的制定 （1）加热温度，亚共析钢淬火加热温度为Ac3+30-50℃，综合考虑淬火加热温度应选用850℃。 （2）淬火加热时间，应包括工件整个截面加热到预定淬火温度，并使之在该温度下完成组织转变、碳化物溶解和奥氏体成分均匀化所需的时间。常用经验公式为： τ=α·k·D 式中 τ——加热时间，min； α——加热时间系数，min/mm； k——装炉量修正系数； D——工件有效厚度，mm。 对于管型工件的有效厚度，当高度/壁厚≧1.5时，可按1.5壁厚计算，图中最大壁厚为16mm，考虑到圆锥部位的壁厚稍大一些，因而取最大壁厚为20mm。工件的有效厚度D=50mm,加热系数α和装炉修正系数k分别见表3和表4，对于42CrMo，α=1.0，k=1.0，则τ=1.0×1.0×50=50min,考虑到透热之后，还需要5-15min的组织转变时间，因而我选择1.5h的保温时间。 表常用钢的系数（min/mm）工件材料 直径 /mm 600℃气体介 质炉中预热 750850℃盐浴炉 中加热或预热 800900℃气体 介质炉中加热盐 浴炉中加热 碳素钢 ≤5