彈簧鋼脫碳研究.pdf

1、彈簧表面存在脫碳層，其存在嚴(yán)重影響彈簧的各項(xiàng)性能，特別是疲勞性能，致使彈簧失效加劇，目前對(duì)脫碳層的研究主要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定性分析，理論研究較少，特別是對(duì)脫碳層深度的數(shù)值計(jì)算，尚不能對(duì)熱處理后脫碳層深度進(jìn)行預(yù)測(cè)。本文主要對(duì)脫碳層深度數(shù)值計(jì)算模型、彈簧表面狀況工藝改進(jìn)和脫碳層無損檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。 依據(jù)原子擴(kuò)散理論和菲克定律，通過碳原子在固體中擴(kuò)散的機(jī)理分析，總結(jié)碳原子在固體中擴(kuò)散的宏觀規(guī)律和微觀機(jī)制，借助非穩(wěn)態(tài)半無限長物體的擴(kuò)散的

2、模型，以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)出脫碳層深度數(shù)值計(jì)算模型，采用實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方法對(duì)彈簧鋼60Si2MnA脫碳層深度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在加熱溫度800℃-1050℃之間，加熱時(shí)間90min內(nèi)，實(shí)際結(jié)果和理論結(jié)果偏差小于10％。 根據(jù)彈簧鋼熱處理工藝要求，研究現(xiàn)有彈簧鋼熱處理工藝，改進(jìn)熱處理加工工藝，提出一次加熱采用中頻感應(yīng)加熱工藝，二次加熱采用防氧化、脫碳熱處理工藝的改進(jìn)方案，并用脫碳層計(jì)算模型進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，證明改進(jìn)方案可行。理

3、論預(yù)測(cè)直徑36.2mm，60Si2MnA彈簧鋼在改進(jìn)工藝后脫碳層降到0.05mm滿足符合鐵標(biāo)要求。將改進(jìn)方案推廣到其他型號(hào)彈簧鋼，在保證性能符合要求的情況下，結(jié)果表明脫碳層深度平均下降50％。 依據(jù)物質(zhì)守恒定律和金屬組織體積變化規(guī)律，對(duì)脫碳層深度和彈簧鋼件熱處理前后尺寸變化關(guān)系進(jìn)行了研究，利用所得關(guān)系提出一種對(duì)彈簧鋼脫碳層深度進(jìn)行無損檢測(cè)的方法，并從微觀組織變化角度進(jìn)行了理論研究和通過彈簧鋼試樣熱處理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，