中碳空冷贝氏体钢的设计.doc

xxx学院 学生课程设计（论文） 题 目： 中碳空冷贝氏体钢的设计 学生姓名： xxxxxxxxxx 学 号：xxxxxxxxxxxx 所在院(系)： 材料工程学院 专 业： 材料科学与工程 班 级： 指 导 教 师： xxxxxxxx 职称： 副教授 2013年12月27日 xxxxx学院教务处制 课程设计（论文）指导教师成绩评定表 题目名称 xxxxxxxx 评分项目 分值 得分 评价内涵 工作 表现 20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。 02 科学实践、调研 7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能力 水平 35% 04 综合运用知识的能力 10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。 05 应用文献的能力 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。 06 设计（实验）能力，方案的设计能力 5 能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。 07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。 08 对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力） 10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。 成果 质量 45% 09 插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度 5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。 10 设计说明书（论文）质量 30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。 11 创新 10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 成绩 指导教师评语 指导教师签名： 年　月　日 引 言 本设计要运用金属学及热处理、金属材料学、金属材料力学性能、冶金概论等课程理论知识。分析了铁路车辆弹簧的服役条件，并探讨了中碳空冷贝氏体钢的相变原理、合金化原理、热加工工艺。最终设计出中碳空冷贝氏体钢的冶炼方法，化学成分，热加工工艺参数等。得到的中碳空冷贝氏体钢满足制作铁路车辆弹簧的要求：Rm≥1400MPa，Rp0.2≥1150MPa，A5≥6%；KU2≥10J。  中碳空冷贝氏体钢的设计 火车转向架弹簧 1 铁路车辆弹簧的服役条件分析 弹簧[1]是铁路车辆的主要零部件之一，其使用寿命和性能对车辆运行质量影响较大。近年来，我国铁路货车转向架[2]弹簧普遍存在疲劳寿命偏低的问题。弹簧的疲劳寿命[3]是保证弹簧正常使用期限、减少弹簧早期断裂[4]的重要技术性能指标。影响弹簧疲劳寿命的因素很多，既有原材料方面的因素，也有工艺制造[5]方面的因素。目前，为了满足我国铁路“重载、提速”的要求，铁道部有关部门对火车转向架弹簧提出了更高的要求，并期望弹簧疲劳寿命能达到200万次以上，以保证货车提速行车安全。 由于火车转向架弹簧服役条件的复杂性和苛刻性，其失效方式有多种多样，主要有断裂失效和应力松弛（变形）失效两大类。在断裂失效中又可分为脆性断裂和塑性断裂，其中突发性的脆性断裂的危害性最大。此外，还有氢脆[6]、镉脆及黑脆等。其中疲劳断裂约占火车转向架弹簧断裂失效的80%～92%。因此铁路弹簧应向高强度、高弹减抗力、高纯净度方向发展 2 中碳空冷贝氏体钢 2.1 火车弹簧钢的选择 根据制作铁路车辆弹簧的要求：Rm≥1400MPa，Rp0.2≥1150MPa，A5≥6%；KU2≥10J。并且在工程上对火车转向架弹簧的标准有弯曲疲劳[7]、弹性极限。于是本设计需要根据火车弹簧的服役条件以及其力学性能要求，选择出符合要求的用钢。部分常用弹簧钢的力学性能如下表1： 表1 部分常用弹簧钢的力学性能 钢号 Rm/ MPa Rp0.2/ MPa A5/ % KU2/ J 60Si2MnA 55SiMnVB 60Si2CrMnA 60Si2CrVA 50CrVA 60SiMnWA 1600 1372 1568 1862 1274 1900 1400 1225 1372 1666 1127 1700 6 5 5 6 10 9 20