重卡曲轴热处理工艺性能分析

论文摘要

本文从耐磨性、抗扭强度角度评价了2种不同材料的360马力载重汽车柴油发动机曲轴的液体渗氮、气体渗氮和表面感应加热淬火三种表面强化工艺,研究表明:液体渗氮耐磨性最高、气体渗氮次之、表面感应淬火稍差;扭转强度表面感应淬火最高,气体氮化次之,液体氮化较低;生产周期和成本方面,表面感应淬火生产周期为15分钟,生产成本为20～30元/支,气体氮化生产周期为6小时,生产成本为60～80元/支,液体氮化生产周期为3小时,生产成本为150～180元/支;液体渗氮对环境污染最严重,气体渗氮和表面感应淬火较轻。综合分析三种表面强化工艺,应以感应淬火处理为最佳;并且非调质钢材料更有成本优势。此外,由于磁控溅射镀膜具有优良的性能,因此,对于柴油机曲轴的表面强化工艺,在曲轴表面进行磁控溅射镀膜具有良好的发展前景。对曲轴的失效断口分析表明,必须严格控制钢中非金属夹杂物数量、尺寸和形态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外曲轴表面强化技术的现状及发展趋势
• 1.2.1 国内外曲轴表面强化技术的现状
• 1.2.2 国内曲轴表面强化技术的发展趋势
• 1.3 曲轴材质选择
• 1.3.1 曲轴主要失效方式
• 1.3.2 曲轴选材的原则
• 1.3.3 球墨铸铁曲轴
• 1.3.4 锻钢曲轴
• 1.4 曲轴表面强化工艺的分类
• 1.4.1 表面物理强化
• 1.4.2 表面化学强化
• 1.4.3 表面强化方法对比
• 1.5 本课题的研究意义和研究的主要内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究的主要内容
• 第2章 试验内容和方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验用钢成分
• 2.1.2 试样外形尺寸
• 2.2 试样的加工工序
• 2.3 试样表面强化处理
• 2.3.1 高频感应淬火工艺
• 2.3.2 液体氮化工艺
• 2.3.3 气体氮化工艺
• 2.3.4 试样表面强化工艺对比
• 2.4 主要试验方法
• 2.4.1 磨损试验
• 2.4.2 旋转摩擦试验
• 2.4.3 金相组织分析
• 2.4.4 X射线衍射（XRD）
• 2.4.5 扭转试验
• 2.4.6 电子探针分析（EPMA）
• 2.4.7 显微硬度
• 2.5 试样主要试验设备
• 第3章 磨损试样试验结果及分析
• 3.1 磨损试验结果及分析
• 3.1.1 试验结果
• 3.1.1.1 45钢磨损试验结果
• 3.1.1.2 S38MnSiV钢磨损试验结果
• 3.1.2 试验结果分析
• 3.1.2.1 45钢磨损试验结果分析
• 3.1.2.2 S38MnSiV钢磨损试验结果分析
• 3.2 旋转摩擦试验结果及分析
• 3.2.1 45钢试验结果
• 3.2.2 试验结果分析
• 3.3 45钢金相组织分析
• 3.3.1 摩擦表面微观形貌分析和磨损机理探讨
• 3.3.2 摩擦磨痕截面微观形貌分析
• 3.4 45钢X射线衍射分析（XRD）
• 3.5 显微硬度分析
• 3.6 小结
• 第4章 45钢扭转试样试验结果及分析
• 4.1 试验材料及方法
• 4.2 试验结果
• 4.2.1 扭转强度
• 4.2.2 断口类型
• 4.3 小结
• 第5章 45钢曲轴断口失效分析
• 5.1 45钢曲轴断口形貌宏观分析
• 5.2 45钢曲轴断口形貌微观分析
• 5.3 夹杂物分析
• 5.4 45钢曲轴疲劳断裂综合失效分析
• 5.4.1 受力分析
• 5.4.2 材料因素
• 5.4.3 热处理的影响
• 5.5 小结
• 5.6 生产应用
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 学位论文评阅及答辩情况表