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1. 再结晶及其对组织性能的影响1. 再结晶过程

变形后的金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，被拉长（或压扁）、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。变形金属进行再结晶后，金属的强度和硬度明显降低，而塑性和韧性大大提高，加工硬化现象被，此时内应力全部消失，物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。

2. 再结晶温度

变形后的金属发生再结晶的温度是一个温度范围，并非某一恒定温度。一般所说的再结晶温度指的是 再结晶温度(T再), 通常用经大变形量(70%以上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热后能完全再结晶的 温度来表示。 再结晶温度与该金属的熔点有如下关系：

T再=(0.35～0.4)T熔点

式中的温度单位为 温度(K)。 再结晶温度与下列因素有关：

（1）预先变形度 金属再结晶前塑性变形的相对变形量称为预先变形度。预先变形度越大, 金属的晶体缺陷就越多, 组织越不稳定, 再结晶温度也就越低。当预先变形度达到一定大小后, 金属的 再结晶温度趋于某一稳定值。

（2）金属的熔点 熔点越高, 再结晶温度也就越高。

（3）杂质和合金元素  由于杂质和合金元素特别是高熔点元素, 阻碍原子扩散和晶界迁移, 可显著提高 再结晶温度。如高纯度铝(99.999%)的 再结晶温度为80 ℃, 而工业纯铝(99.0%)的 再结晶温度提高到了290 ℃。

（4）加热速度和保温时间  再结晶是一个扩散过程, 需要一定时间才能完成。提高加热速度会使再结晶在较高温度下发生, 而保温时间越长, 再结晶温度越低。

锅炉管锅炉管是指两端开口并具有中空断面，其长度与周边之比较大的钢材，按生产方法可分为无缝钢管和焊接钢管，钢管的规格用外形尺寸（如外径或边长）及壁厚表示，其尺寸范围很广，从直径很小的毛细管直到直径达数米的大口径管。钢管可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质勘探、容器、化学工业和特殊用途。 1、基础知识分类钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。生产制造方法 ①一般锅炉管使用温度在350℃以下，国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。 ②高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件，管子在高温烟气和水蒸气的作用下，会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度，高的抗氧化腐蚀性能，并有良好的组织稳定性。用途 ①一般锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管，大、小烟管及拱砖管等。 ②高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。高压锅炉管行业供求趋势总体平稳，但是，各具体子行业供求状况将进一步分化。业内人士指出，关键的环节还是新型节能保温20g高压锅炉管设备的使用及推广。新型节能20g高压锅炉管产品在市场中正在逐渐增多，比如，绿色环保涂料、节能节水卫浴产品、环保石材、环保外水泥发泡保温板等，节能环保产品在20g高压锅炉管行业广阔的市场中前景令人看好。[1] 相关规定 (1)GB/T5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。 (2)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行。 2、采用钢号 (1)优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG。 (2)合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。 (3)有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。山东无缝钢管 3、物理性能 (1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验按GB/T228-87，水压试验按GB/T241-90，压扁试验按GB/T246-97，扩口试验按GB/T242-97，冷弯试验按GB244-97。 (2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验、水压试验和压扁试验与GB3087-82规定相同；冲击试验按GB229-94，扩口试验按GB/T242-97，晶粒度试验按YB/T5148-93；显微组织检验按GB13298-91，脱碳层检验按GB224-87，超声波检验按GB/T5777-96。 (3)进口锅炉管的物理性能检验及指标按合同规定的有关标准进行。

内球笼和外球笼统称为球笼，被称作“等速万向节”，是轿车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮，驱动轿车高速行驶。而钟形壳是汽车用等速万向节至关重要的零件之一，它主要由工作部分和联结部分组成，工作部分由内球面及若干沟道组成，联结部分由柄部的台阶面、外花键和外螺纹等组成。

 

在工作过程中，外花键柄部主要承受车辆启动和制动时的扭矩及一定的弯曲载荷，有时还要承受车辆启动和制动时因突然加速和减速所产生的冲击载荷。故其外花键柄部受到的应力主要为弯曲加扭转应力。内腔沟道表面则要承受传动轴传递扭矩时沿周向产生的钢球挤压，以及车辆在转向过程中钢球沿沟道方向运动所产生的磨损。

 

由于钟形壳工作承受极其复杂的交变载荷，为确保外花键齿面具有足够的硬度，外花键柄部具有高的强度、良好的耐冲击韧性和抗疲劳性能；内腔沟道表面具有高硬度、高耐磨性和高接触疲劳极限。钟形壳一般选用渗碳钢，再经过表面渗碳后淬火、回火处理，达到所要求的硬度、强度和韧性等使用性能要求。

 

本文对20CrMnTi内球笼钟形壳在热处理渗碳淬火过程中变形控制办法进行了研究。

 

1.技术条件

0458D型内球笼钟形壳的加工工艺路线为：锻造→正火→粗加工→热处理（渗碳淬火+回火）→精加工→成品。

 

尺寸及技术要求如下：内径￠53.04mm，壁厚8mm，有效硬化层0.8～1.2mm，芯部硬度35～48HRC，椭圆变形0.1mm以内。

检测仪器：洛氏硬度计、显微维氏硬度计、通止规和圆度仪。

 

2.内球笼钟形壳变形控制方法

0458D型内球笼钟形壳内腔沟道在渗碳淬火过程中易产生淬火变形，若变形较大，会影响后续的装配和使用，所以应控制好内球笼钟形壳的变形量。笔者分析机加工、工装、热处理工艺、淬火冷却介质、搅拌方式等都是决定淬火变形的因素，本文着重研究了淬火冷却介质、工艺及机加工对内球笼钟形壳变形的影响。

 

（1）合理选择油品

热处理设备为多用炉，生产初期使用某快速油淬火，超过75%的工件因内腔道变形较大而影响产品质量，笔者通过改变渗碳时间、淬火温度及保温时间、碳势及渗碳时间、油温及搅拌频率等来降低内腔变形量，结果都不理想， 情况是工件变形超标比例为55%，图1为0458D型内球笼钟形壳外观图，图2为钟形壳装炉方式。