毕业设计2cr13活塞杆的热处理工艺设计课程设计论文.doc

辽 宁 工 业 大 学
工艺 课程设计（论文）

题目： 2Cr13活塞杆的热处理工艺设计

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指导教师：
起止时间：
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：材料科学与工程学院　　　　　　　 教研室：材料科学与工程教研室
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学生姓名

专业班级

课程设计（论 文）题 目
2Cr13活塞杆的热处理工艺设计
课程设计（论文）要求与任务
一、课设要求
熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述相关零件的热处理工艺，进行零件的服役条件与失效形式分析，提出硬度、耐磨性、强度等要求。完成工艺设计。阐述2Cr13高频淬火、回火热处理工艺理论基础，选择设备、仪表和工夹具，阐述活塞杆热处理质量检验项目、内容及要求；阐明活塞杆热处理常见缺陷的预防及补救方法；给出所用参考文献。
二、课设任务
1.活塞杆材料的选择（要求在满足工件使用性能的前提下，兼顾经济性和工艺性，合理选择材料）；
2.给出2Cr13的C曲线；
3.给出2Cr13活塞杆热加工工艺流程图；
4.制定2Cr13活塞杆高频淬火-回火热处理工艺。
三、设计说明书要求
设计说明书包括三部分：1）概述；2）工艺设计；3）参考文献。设计说明书结构见《工艺设计模板》。
工作计划
集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论1.5天，设计7天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计2天，8）工艺的理论基础、原则0.5天，9）设计工夹具0.5天，10）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，11）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。
指导教师评语及成绩

成绩： 学生签字： 指导教师签字：

年 月 日

辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）

目 录
1.活塞杆热处理概述 1
2.2Cr13活塞杆热处理工艺设计 2
2.1 活塞杆的服役条件、失效形式及性能要求 2
2.1.1 服役条件、失效形式 2
2.1.2 性能要求 2
2.2 活塞杆材料的选择 2
2.3 2Cr13钢的C曲线 3
2.4 2Cr13活塞杆的热处理工艺设计 4
2.4.1 2Cr13的工艺流程 5
2.4.2 2Cr13的热处理工艺设计 6
2.5 2Cr13活塞杆的热处理工艺理论基础、原则 7
2.5.1 2Cr13退火工艺理论基础、原则 8
2.5.2 2Cr13高频淬火工艺原理 11
2.5.3 2Cr13回火工艺理论基础、原则 12
2.6选择设备、仪表和工夹具 13
2.6.1设备 13
2.6.2仪表 15
2.6.3设计工夹具 15
2.7 2Cr13活塞杆热处理质量检验项目、内容及要求 16
2.8 2Cr13活塞杆热处理常见缺陷的预防及补救方法 17
2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 17
2.8.2高频淬火、回火缺陷与预防、补救 19
2.9热处理工艺卡 20
2.9.1 2Cr13退火工艺卡 21
2.9.2 2Cr13高频淬火工艺卡 21
2.9.3 2Cr13回火工艺卡 21
3.参考文献 22

1

1 活塞杆热处理概述
活塞杆是压缩机的重要零件之一,它在高温、高速、干摩擦和易被腐蚀的环境下工作。活塞杆是支持活塞杆做功的连接部件，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件，对同轴度、耐磨性要求严格。因此，活塞杆必须具有足够的强度和表面硬度及抗腐蚀、抗摩擦、抗疲劳、抗咬合的能力。其质量好坏直接影响气缸的精度和使用寿命。为了满足这些性能的要求，选用2Crl3经锻压成型、退火、调质、稳定化、中频或高频淬火及低温回火的热处理工艺。
2Cr13钢机械加工性能好，经热处理后具有优良的耐腐蚀性能，较好的强韧性，适宜制造承受高负荷并在腐蚀介质作用下的模具。它的含碳质量分数比较低，一次预备热处理是退火，主要目的是降低硬度，以利于切削加工。提高塑性韧性，以利于冷变形加工，改善钢的性能或为以后热处理做好组织准备。消除2Cr13钢中的残余内应力，防止变形和开裂。高频淬火的目的是在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织，而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态（调质或正火状态），以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑性、韧性的工件。
通过对经典2Cr13钢热处理工艺的分析，更加明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。
根据活塞杆的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的活塞杆材料为2Cr13不锈钢；在设计退火-调质-高频淬火加低温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的2Cr13活塞杆表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的耐点蚀性能，高的疲劳强度，还具有高的的强度和韧性，从而满足活塞杆的质量要求。
2 2Cr13活塞杆热处理工艺设计
2.1 活塞杆的服役条件、失效形式及性能要求
2.1.1 服役条件、失效形式
活塞杆在工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，加速密封件和活塞杆等的划伤和磨损，从而引起泄漏。颗粒污染为活塞杆损坏最快的因素之一。活塞杆在上述不同条件作用下导致不同的失效形式，主要有活塞杆或密封导向套的损坏，液压油的污染，压力过高或过低，化学物质的侵蚀等。
2.1.2 性能要求
1.具有高的接触疲劳极限；
2.具有高的抗弯强度；
3.具有高的耐磨性；
4.具有足够的冲击韧性；
5.具有高的传递精度和最小的工作响音。
2.2 活塞杆材料的选择
活塞杆常用材料为35、45、40Cr等钢材，粗加工后要调质处理，硬度可达230~285HBS,但耐磨性差，需进行高频淬火，必要时还需表面镀鉻，并对镀鉻层进行抛光，存在裂纹多、硬化硬度低、冲击韧性差等问题。经处理后的2Cr13材料，能够达到：
1、提高表面硬度和耐磨性，降低产生淬火裂纹的品质。表面硬度值达到HRC50以上，表面层深达1.5毫米以上。传统高频淬火表面硬度值仅在HRC45左右，表面形成的是淬火马氏体组织，经过低温回火使用;若采用空冷淬火，硬化层金相组织存在15%左右的铁素体，所以硬度低;若加热到1000℃一1020℃采用喷液冷却，加热温度高存在隐形淬火裂纹危险或是直接产生裂纹;而压缩空气进行表面淬火，可以避免隐形淬火裂纹或是直接裂纹的产生，并且可以把硬度提高到HRC50以上;由于提高了表面的硬化层硬度，因此也提高了耐磨性15%以上。
2、采用580℃一590℃保温3一5小时空冷或炉冷的稳定化工艺，2Cr13钢并没有明显的韧性下降趋势,稳定化工艺采用空冷或炉冷，一个重要的原因在于调质序时，本次采用960℃一980℃保温2~5小时淬火工艺，这一温度在2Cr13钢的亚温淬火区内,亚温淬火的一个明显特点即是提高各种钢的低温冲击韧性。亚温淬火后得到了少量游离铁素体+马氏体+弥散分布的极细小的残余奥氏体组织,P、Sn、Sb、As等有害杂质集中在铁素体晶内，而不能在原奥氏体晶界上析出，极细小的奥氏体使裂纹扩展变得困难，从而使2Cr13钢的冲击韧性没有明显降低,采用580℃一590℃保温3一5小时空冷或炉冷的稳定化工艺，充分消除了加工应力等各种应力，因此在高频或中频淬火时能保证工件的畸变量。
3、对2Cr13活塞杆采用亚温热处理技术后，工件韧性指标冲击功提高10%以上;由于采用了亚温淬火，产生了少量细小针状铁素体，分布于残余奥氏体晶粒内，这样，P、Sn、Sb、As等有害杂质集中在铁素体晶内，在奥氏体晶粒内部的细小针状铁素体和针状奥氏体相间分布形成“晶粒边界效应”，减弱了有害的促进脆性的杂质元素在原奥氏体晶界的分布，从而减低了脆性倾向,亚温淬火的温度较常规淬火温度低很多，这样就抑制了晶粒的长大，淬火后不能形成粗大的残余奥氏体晶粒，增加了晶界的表面积，界面能也就有了很大的提高，并且单位面积内的杂质含量也就自然降低;在脆断时，就需要很高的能量，脆性表现也就不明显。
2.3 2Cr13钢的C曲线

图1. 2Cr13钢C曲线
通过查找《热处理手册》获得2Cr13钢的C曲线如上图1所示，成分如表1。

表1 2Cr13钢的成分一览表

材料
化学成分(质量分数）%
Ac1
Ac3
Ar1

2Cr13

C:0.16~0.24
Si:≦0.60
Mn:≦0.80
P:≦0.35
S: ≦0.30
Cr: ≦0.40

820℃

950℃

780℃
2.4 2Cr13活塞杆的热处理工艺设计
2.4.1 2Cr13的工艺流程
1.加工路线
锻压退火→粗加工→调质→半精加工→消应力→粗磨→高频淬火→回火→精加工
2. 锻造工艺设计
锻造活塞杆的毛坯经过锻造后获得基本的形状。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。该工艺采用自由锻和型锻联合成型来加工活塞杆，不仅成型出了活塞杆的头部形状，且实现了活塞杆的头杆为一整体，同时这种工艺实现1套模具生产几个不同规模的产品。查阅《热处理工艺规范数据手册》可以找出2Cr13钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方式，本设计具体的锻造工艺参数如表2所示。
表2 2Cr13钢的热加锻造工艺规范
项目
Ac1（Ar1）
Ac3（Ar3）
加热温度
始锻温度
终锻温度
钢坯
715℃（625℃）
830℃（755℃）
1200～1240℃
1160～1200℃
＞800℃
经锻造将获得最大外径是120mm，高35mm的零件。图3是2Cr13活塞杆零件图：

图3 2Cr13活塞杆零件图
2.4.2 2Cr13的热处理工艺设计
1．预备热处理工序
退火: 是降低硬度，以利于切削加工。提高塑性韧性，以利于冷变形加工，改善钢的性能或为以后热处理做好组织准备，消除2Cr13钢中的残余内应力，防止变形和开裂。
950℃～1000℃
560℃～590℃
温度T／℃
时间
时间

时间t／分
图4 2Cr13钢热处理工艺曲线
2．调质处理
淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。为了获得较高的韧性和足够的强度及优良的力学性能，一般对2Cr13进行调质处理。

3．消应力处理
去除应力，退火铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力，金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。半精加工后进行580℃一590℃保温3一5小时的去应力处理，炉冷或空冷至室温，粗磨留量0.60一0.90毫米。

4．最终热处理工序—高频淬火、低温回火
零件经最终热处理后硬度较高，除磨削外不宜再进行其他切削加工，因此工序位置一般安排在半精加工后，磨削加工前。经淬火后表面获得高硬度、高的耐磨性，而心部仍维持良好的综合力学性能。为降低表面淬火的淬火应力，保持高硬度、耐磨性，淬火后应低温回火。粗磨加工后进行中频或高频淬火处理，感应加热到1000℃-1020℃，采用0.05一0.6MPa压缩空气喷射进行冷却，淬硬层深1.5~2.5毫米，淬火后进行校直处理;然后，在200℃~220℃回火，保温时间1~2小时，出炉空冷至室温，硬度HRC5O以上。所述压缩空气为空气经压缩机压缩后的高压气体，也可采用高压氮气喷射冷却;压缩空气的压力为0.05~0.6MPa。

2.5 2Cr13活塞杆的热处理工艺理论基础、原则
2.5.1 2Cr13的退火工艺理论基础、原则
1．退火加热温度
通常将钢件正常化处理加热至A3点或Acm点以上40~60℃保持一段时间，使钢材组织变成均匀的A结构后，在静止的空气中冷却至室温的热处理程序。由铁碳合金相图如图7可知2cr13的退火加热温度范围为893～943℃（常用930～950℃）。对亚共析钢而言，可获得晶粒细化的目的而有好的强度与韧性对过共析钢而言，则可防止雪明碳铁在沃斯田铁晶粒边界上形成网状析出，以降低材料的韧性。完全退火处理主要目的是要软化钢材、改善钢材之切削性，其热处理程序為加热至A3点以上20~30℃（亚共析钢）或A1点以上30~50℃持温一段时间，使形成完全A田体组织后，随炉冷却。另外应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造。本设计将2cr13活塞杆置于电阻炉内加热到860℃±10℃保温2一4小时，炉冷至350℃出炉或炉冷至750℃±10℃，出炉空冷至室温。

图7 Fe-C合金相图
2．退火加热保温时间
保温时间：是指从炉子仪表到达规定退火加热温度开始计算至工件在炉内停止加热开始降温时的全部时间。工件堆装时，主要根据装炉情况估定，一般取2~3h。本设计取2~4 h左右。

时间∕h

860℃士10℃
2～4h
空冷
350℃
图5 退火曲线
温度∕℃

3．退火的目的
消除锻件及焊接结构的应力，消除冷加工后的加工应力，避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂，消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒，消除合金钢硬而脆的特性，改善其切削加工的性能。

2.5.2 2Cr13高频淬火工艺原理
将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火)，使工件表面层淬硬。高频淬火主要方法有感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。由于高频感应淬火具有加热速度快，淬火后工件不易脱碳、淬硬层深，易于控制操作以及易于实现机械化及自动化等特点。因此本工艺将采用高频感应加热表面淬火法。

1．高频淬火的目的
在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织，而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态（调质或正火状态），以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑形、韧性的工件。
2 高频淬火工艺过程
粗磨加工后进行中频或高频淬火处理，感应加热到1000℃-1020℃，采用0.05一0.6MPa压缩空气喷射进行冷却，淬硬层深1.5~2.5毫米，淬火后进行校直处理;然后，在200℃~220℃回火，保温时间1~2小时，出炉空冷至室温，硬度HRC50以上。所述压缩空气为空气经压缩机压缩后的高压气体，也可采用高压氮气喷射冷却;压缩空气的压力为0.05~0.6MPa。

温度∕℃

1000℃-1020℃
1~2h
空冷
时间∕h

图6 2Cr13钢高频淬火曲线
2．淬火冷却方式选择
活塞杆的临界壁厚为15mm左右，由查的《热处理手册第一卷》得到的2Cr13钢临界淬透性曲线图8和半马氏体硬度与钢的含碳量关系曲线图9可知2Cr13活塞杆用油淬火可满足使用要求。

图7 2Cr13钢淬透性曲线
图8 半马氏体硬度与钢的含碳量关系曲线
4、与普通加热淬火比较具有特点：
　　1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。
　　2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。
　　3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。
4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。

2.5.42Cr13回火工艺理论基础、原则
1．回火温度确定原则
2Cr13 钢活塞杆要有较高的力学性能,在高频淬火加低温回火后,表面硬度需要达HRC50以上。由不同钢含碳量的硬度与回火温度关系曲线图10（《钢的热处理》胡光立、谢希文 西北工业大学出版社。）可知其在200℃回火可满足使用要求。

图9 不同含碳量钢硬度与回火温度关系曲线
2．回火时间确定原则
回火时间从工件入炉后炉温升至回火温度时间开始计算回火时间一般为1～3h，可参考经验公式加以确定：tn=Kn+AnD
式中tn-回火时间（min）；
Kn-回火时间基数；
An-回火系数；
D-工件有效厚度（mm），当回火温度低于300℃时，Kn为120min和An为1 由此工件回火时间为2～3h。
温度∕℃
时间∕t

200℃~220℃
1～3h

图10 2Cr13钢的回火曲线
3．回火的目的
2Cr13钢高频淬火经低温回火后获得显微组织表面为得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织，存在较大内应力，力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。回火后不仅消除了内应力而且稳定了工件尺寸。
2.6选择设备、仪表和工夹具
2.6.1设备
1．退火设备
罩式退火炉它的工艺流程是轧后冷硬卷--人口运输机(卷径、宽度测量及拆捆)--开卷机--夹送辊--直头机--夹送辊--入口剪--焊机(切月牙和冲孔)--清洗段(碱洗、刷洗、电解清洗、刷洗和漂洗)--人口活套--退火炉(预热、加热、均热、缓冷、快冷、过时效、最终冷却、水淬等)--中间活套--平整机及拉矫机--出口活套--切边剪(去毛刺机)--检查台--静电涂油机--滚筒剪--卷取机--出口运输机。
2．高频表面淬火设备
GP100-C电子管高频加热电源，淬火介质为好富顿聚合物淬火液。表面淬火工艺参数为：200KHZ,100KW,移动速度7.6mm∕s，转速180r∕min。

图11 GP100-C电子管高频加热电源
3．回火设备
GF-30-3电热回火烘箱： 额定功率30KW,额定温度300℃。

图12 GF-30-3电热回火烘箱

2.6.2仪表
1．温度检测表
T1,T2. K/J/T型热电偶，温度范围-200~1370℃±(0.1%rdg +0.7℃)
2．温度显示与调节仪表
DK-506温度显示调节仪表TA—091电子调节器，基本误差：0.2FS1，显示分辨率规格参数：位式+报警，该系列仪表所配用执行器：接触器、电磁阀、ZAP（ZAJ）直行程电机+ZM薄膜阀，可控硅电压调整器、DF-1伺服放大器+直行程电机ZM薄膜阀，电气转换器+ZM气动薄膜阀。
3．数字式温度显示仪表：
面板是数字温度仪表：TMP-900，测量范围：0-500℃。
4．压力测量仪表
热处理设备工测量压力表主要测量煤气压力燃烧油压力。
2.6.3设计工夹具
零件在热处理过程中，根据零件的外形、尺寸及批量和所选用的加热炉型号，需要多种吊具和工夹具以保证零件的加热均匀，不致于变形，保证操作安全。
1．夹具
圆锥台的大端有用于螺栓连接的法兰盘，在圆锥台锥面中间圆周上均布若干轴线垂直于锥面的通孔，通孔内有一台阶孔。
2．压板
3．定位销
头部是球体，中间是轴，尾部加工一个台阶，台阶的顶部是球面。
4．弹簧
套在定位销上并一起安装在夹具体锥面上的通孔内。

2.7 2Cr13活塞杆热处理质量检验项目、内容及要求
1．外观形检查
检查工件表面有无腐蚀或氧化皮。不得有裂纹及碰伤，表面不得有锈蚀。
2．工件变形检查
根据图样技术要求检查工件的挠曲变形、尺寸及几何形状的变化。
3．硬度检查
在淬火后检查包括渗层表面、防渗部位及心部硬度，一般用洛氏硬度HRC标尺测量。2Cr13 钢在渗碳,淬火、低温回火后,表面硬度应达到HRC50 ,心部硬度HRC30～45。
4．金相组织检查
按技术要求及标准行检查渗层碳化物的形态及分布，残留奥氏体数量，有无反常组织，心部组织是否粗大及铁素体是否超出技术要求等，一般在显微镜下放大400倍观察。
2.8 2Cr13活塞杆热处理常见缺陷的预防及补救方法
2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法
1．欠热缺陷及其预防、补救
1）形成原因及防止措施
钢在加热时，由于加热温度过低火加热时间过短，造成未充分奥氏体化而引起的组织缺陷。防止欠热主要措施是严格控制加热温度和加热时间。
2）返修方法
可通过重新正火来补救。
2．过热缺陷及其预防、补救
1）形成原因及防止措施
钢加热时，由于加热温度过高或加热时间过长，引起奥氏体晶粒粗大而产生的组织缺陷。防止过热主要措施是严格控制加热温度和加热时间。
2）返修方法
可通过重新正火来补救。
3．过烧缺陷及其预防、补救
1）形成原因及防止措施
钢加热时，由于加热温度过高，造成晶界氧化或局部熔化的组织缺陷。防止过烧主要措施是严格控制加热温度和加热时间。
2）返修方法
工件过烧无法挽救只能报废。
2.8.2高频淬火、回火缺陷与预防、补救
1．淬火变形、开裂
1）形成原因及防止措施
钢在加热时，由于加热温度过低火加热时间过短，造成未充分奥氏体化而引起的组织缺陷。防止变形开裂的主要措施是工件在装炉前，对不需淬硬的孔及对截面突变处，应采用石棉绳堵塞或绑扎等办法以改善其受热条件。对一些薄壁圆环等易变形零件，可设计特定淬火夹具。这些措施既有利于加热均匀，又有利于冷却均匀。
工件在炉内加热时，应均匀放置，防止单面受热，应放平，避免工件在高温塑性状态因自重而变形。合理选择淬火加热温度，也是减少或防止变形、开裂的重要问题。
有时为了调节淬火前后的体积变形量，也可适当提高淬火加热温度。
2) 返修方法
淬火开裂一般是不可补救的淬火缺陷。
2． 硬度不足
1）形成原因及防止措施
(1)加热温度过低，保温时间不足。检查金相组织，在亚共析钢中可以看到未溶铁索体，工具钢中可看到较多未溶碳化物。
(2)表面脱碳引起表面硬度不足。磨去表层后所测得的硬度比表面高。
(3)冷却速度不够，在金相组织上可以看到黑色屈氏体沿晶界分布。
(4)钢材淬透性不够，截面大处淬不硬。
(5)采用中断淬火时，在水中停留时间过短，或自水中取出后，在空气中停留时间过长再 转入油中，因冷却不足或自回火而导致硬度降低．
(6)工具钢淬火温度过高，残余奥氏体量过多，影响硬度，当出现硬度不足时，应分析其原因，采取相应的措施。其中由于加热温度过高或过低引起的硬度不足，除对已出现缺陷进行回火，再重新加热淬火补救外，应严格管理炉温测控仪表，定期按计量传递系统 进行校正及检馅。
2) 返修方法
采用热喷涂技术
3．硬度不均匀
1）形成原因及防止措施
即工件淬火后有软点，产生淬火软点的原因有：
(1)工件表面有氧化皮及污垢等；
(2)淬火介质中有杂质，如水中有油，使淬火后产生软点；
(3)工件在淬火介质中冷却时，冷却介质的搅动不够，没有及时赶走工件的凹槽及大截面处形成的气泡而产生软点；
(4)渗碳件表面碳浓度不均匀，淬火后硬度不均匀；
(5)淬火前原始组织不均匀，例如有严重的碳化物偏析，或原始组织粗大，铁索体呈大块状分布。
2) 返修方法
对前三种情况，可以进行一次回火，再次加热，在恰当的冷却介质及冷却方法的条件下淬火补救．对后两种情况，如淬火后不再加工，则一旦出现缺陷，很难补救。对尚未成型加工的工件，为了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的锻打来改变其分布及形态。对粗大组织可再进行一次退火或正火，使组织细化及均匀化。
4． 组织缺陷
1）形成原因及防止措施
有些零件，根据服役条件，除要求一定的硬度外，还对金相组织有一定的要求，例如对中碳或中碳合金钢淬火后马氏体尺寸的大小的规定，可按标准图册进行评级。马氏体尺寸过大，表明淬火温度过高，称为过热组织。对游离铁索体数量也有规定，过多表明加热不足，或淬火冷却速度不够。其它，如工具钢、高速钢，也相应地对奥氏体晶粒度、残余奥氏体量、碳化物数量及分布等有所规定。
2) 返修方法
在淬火前应采用退火等办法消除过热组织。
4．回火变形缺陷及其预防、补救
1）形成原因及防止措施
由于回火前工件内应力不平衡，回火是应力松弛或产生应力重新分布所致。要避免回火变形，或采用多次校直多次加热，或采用压具回火等。
5．回火脆性缺陷及其预防、补救
1）形成原因及防止措施
主要原因是由于所选回火温度不当，或回火冷却速度不够（第二类回火脆性）所致。防止回火脆性的出现应正确选择回火温度和冷却方式。
2) 返修方法
一旦出现回火脆性，对于第一类回火脆性，只能通过加热淬火，令选回火温度回火：对于第二类回火脆性，可采取重新加热回火，然后加速回火冷却速度的方法消除。
2.9热处理工艺卡

2.9.1 2Cr13退火工艺卡
热处理工艺卡
零件名称
活塞杆
材料
2Cr13

温度∕℃
时间∕h

860℃士10℃
2～4h
空冷
350℃
图5 退火曲线

热处理类型
退火
热处理硬度
HRC50以上
工艺设计
刘文斐
加热温度℃
860℃士10℃
加热速度℃/h

审 核
于景媛
保温时间
2~4h
冷却速度℃/h

日 期
2011-7-12
2.9.2 2Cr13高频淬火工艺卡
热处理工艺卡
零件名称
活塞杆
材料
2Cr13

时间∕h

温度∕℃

1000℃-1020℃
1~2h
空冷

热处理类型
高频淬火
热处理硬度
HRC50以上
工艺设计
刘文斐
加热温度℃
1000℃-1020℃
加热速度℃/h

审 核
于景媛
保温时间

冷却速度℃/h

日 期
2011-7-12

2.9.3 2Cr13回火工艺卡
热处理工艺卡
零件名称
活塞杆
材料
2Cr13

时间∕t

温度∕℃
200℃~220℃
1～3h

热处理类型
回火
热处理硬度
HRC50以上
工艺设计
刘文斐
加热温度℃
200℃~220℃
加热速度℃/h

审 核
于景媛
保温时间
1~2h
冷却速度℃/h

日 期
2011-7-12

3.参考文献
[1] 宋宝森. 化学热处理技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.
[2] 张洁.金属热处理及检验[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.
[3] 中国机械工程学会热处理学会. 热处理手册[M]. 北京: 热处理手册编辑委会第五编辑室编, 2001.
[4] [5] 雷延权. 金属热处理工艺方法500种[M].. 北京: 机械工业出版社, 1998.
[6] 纪贵. 世界钢合金技术条件与牌号对照手册[M].. 北京: 中国标准出版社, 2000.
[7] 王广生等. 金属热处理缺陷分析及案例[M].. 北京: 机械工业出版社, 1997.
[8] 戈晓岚. 金属材料与热处理[M].. 北京: 化学工业出版社,2004.
[9] 张玉庭. 热处理技师手册[M].. 北京: 机械工业出版社, 2005.
[10] 陆兴. 热处理工程基础[M].. 北京: 机械工业出版社, 2007, 4.