金属热处理原与工艺课程设计
金属热处理原理与工艺课件
奥氏体等温形成动力学的分析 （1）奥氏体的形核率 （2）奥氏体晶体的长大速度G 影响奥氏体形成速度的因素 （1）温度 （2）碳含量 （3）原始组织的影响 （4）合金元素的影响
金属热处理原理与工艺课 件
连续加热时奥氏体的形成 实验表明连续加热时奥氏体形成的基本过程和等
温转变相似，也是由奥氏体的形核、长大、残留碳化 物溶解和奥氏体成分均匀化四个阶段组成。
金属热处理原理与工艺课 件
退火
正火
普通（整体）热处理
淬火 回火
热
固溶时效
处
感应加热表面淬火
理
表面淬火 火焰加热表面淬火
激光加热表面淬火等
表面热处理
渗碳
表面化学热处理
渗氮 碳氮共渗
金属热处理原理与工艺课 件
渗金属等
钢的分类方法 按化学成分分类 碳素钢按含碳量多少可分为 合金钢按合金元素的含量又可分为 合金钢按合金元素的种类可分为 ……
A形核
AA形晶核成包括四个剩阶余段：
长大
Fe3C溶解
A 均匀化
未溶Fe3C
未溶Fe3C
金属热处理原理与工艺课 件
奥氏体形成动力学可分为等温形成动力学和连续加热 形成动力学。 奥氏体等温形成动力学 等温形成动力学即在一定温度下的转变量和转变时间 的关系（即在一定温度下的转变速度）。
金属热处理原理与工艺课 件
金属热处理原理与工艺课 件
奥氏体晶粒度 晶粒度：是表示晶粒大小的一种尺度。 1、起始晶粒度： 2、实际晶粒度： 3、本质晶粒度：
金属热处理原理与工艺课 件
影响奥氏体晶粒度的因素 1、加热温度和保温时间 2、加热速度 3、钢的含碳量的影响 4、脱氧剂及合金元素
金属热处理原理与工艺课 件
“金属热处理原理与工艺”课程建设及教改实践
摘 要： 金 属热处理原理 与工艺是金 属材料工程专业的必修课 ， 课程建设的主要 问题是教 育观念滞 后， 教 法不灵活 ， 教 学过分 依藏教材和 多媒体 ， 学生成绩评定不科学 。 錾于此 ， 笔者以学生为 中心 实施 了多元协同教 学模式 ， 加强 了教 学资源建设 ， 优化 了课程 考评 方法和体 系。 实践 表 明 ， 上 述 措 施 增 强 了学 生 的 学 习 积 极 性 ， 深 化 了 学 生 对课 程 知 识 的 理 解 和 把 握 ， 提 升 了 学 生 解 决 工 程 问题 的 能 力 。 关键词 ： 金属热处理 教改 课程建设 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ３ － ９ ７ ９ ５ （ Ｚ ０ １ ３ ） １ ｌ （ ｂ ） 一 ０ ０ ３ ８ － ０ ２ Ｃ Ｕ １ ０ Ｉ Ｕ Nhomakorabea．０Ｃ
０ｈ ｌ ｎａ Ｅ ｄｕ ｏｓｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｎ ｎｏ ｖ ａｔ ｌ ｏｎ Ｈｅ ｒ ａｌ ｄ
科 教 研 究
‘ ‘
金 属 热处 理 原理 与工 艺 ＂课 程 建设 及 教 改 实践 ①
倪俊杰’ 王文宏 贾正锋’ 王利平’ 王长征 ’ （ １ ． 聊 城大学材 料科学 与工程 学院 ； ２ ． 聊城大 学计算 机学 院 山东 聊城 ２ ５ ２ ０ ０ ０ ）
金 属热 处 理 原 理 与 工 艺 （ 以下简称“ 金 属热 处理 ” ） 是 金 属 材 料 工 程 专 业 的 必 修 课， 课程内容涉及物理 冶金 、 传 热传 质学 、 晶体 学 、 金 属材 料 学 、 材 料 加 工 原理 等 多 门 学科交叉。 在本 科 阶 段 ， 学生 既要 掌 握 金 属 材料在加热 、 保 温 和 冷 却过 程 中 固 态 相 变 的规律 ， 以及 过 冷 奥 氏 体 发生 珠 光体 、 马 氏 体、 贝 氏体 转 变 的 原 理 ； 也要熟悉正火 、 退 火、 淬火、 回火 、 固溶 时 效 等 工艺 ； 还要 了解 热 处 理 技 术和 装 备 的 最 新 发 展 状 况 。 课 程 中原 理 是 工艺 的 基 础 ， 具 有 抽象 、 知识 体 系 相 对 成 熟 的特 点 ； 工 艺 是 原 理转 化 为 生 产 力的 途 径 ， 它源 于 社 会 生 产 ， 又在 生 产 中发 展 ， 具有 多样 、 与 时 代 发 展 联 系 紧 密 的 特 点。 因此 ， 金 属 热 处 理 兼 具 理 论强 和 工 艺实 践性 突出的特点 。 上 述 特 点 要 求 学 生 所 用 教材应具有时效性 ， 也 要 求 教 师 的 教 法 灵 活多样 ， 讲 授 的 内 容 紧 贴 金 属 热 处 理 科 技 发展前沿 ， 与生产实际 紧密联系。 然而 ， 目 前 的教 材 内 容 却 明 显 落 后 于 当今 金 属 热处 理技术的发展速 度 ， 教 师 的 教 法 也 多 以 课 堂 讲授 法 为 主 ， 课 堂氛 围沉 闷 。 这 一 现 状 阻 碍 了学 生 创 新 精 神 的 养 成 和 实践 能 力 的培 养。 目前 ， 如 何 提 高 金 属 热 处 理 的 教 学 质 量， 已成 为 现阶 段 亟需 解 决 的 课题 。 基 于 前 面的论述 ， 笔 者 结 合 多 年 讲 授 金 属热 处理
金属学与热处理原理第三版课程设计
金属学与热处理原理第三版课程设计一、课程设计目的金属学与热处理原理是材料科学与工程中的一门重要课程，是学生了解材料性能和加工工艺的基础。
本课程设计旨在通过实践，加深学生对金属学与热处理原理的理解，提高其实际操作能力和创新能力。
二、课程设计内容本课程设计分为两个部分：实验部分和理论部分。
实验部分实验一：金属材料的制备与表征通过化学方法制备具有不同结晶状态的铜材料，使用扫描电镜、X射线衍射等表征方法，对铜材料的晶体结构、晶粒大小和晶界特征进行分析，加深学生对晶体结构和晶界的理解；实验二：热处理工艺的实践与分析对制备的铜材料进行热处理，通过金相显微镜观察材料的组织结构和相变特征，分析热处理对材料性能的影响和作用，加深学生对热处理原理的理解。
理论部分理论部分的学习内容包括：1.金属材料的晶体结构和晶界特征；2.金属材料的性能与结构的关系，如硬度、韧性、塑性等；3.热处理原理：淬火、退火、正火等热处理方法的原理、影响及适用范围；4.热处理对材料性能的影响：晶粒长大、晶界稳定性提高、杂质析出等影响。
三、课程设计流程实验部分1.学生进行铜材料的化学制备，并在制备过程中记录关键参数和注意事项；2.学生使用扫描电镜、X射线衍射等表征方法对制备材料进行分析；3.学生进行热处理实验，记录热处理的过程参数和结果；4.学生使用金相显微镜对热处理后的材料进行观察和分析。
理论部分1.教师讲授金属材料的晶体结构和晶界特征；2.教师讲解金属材料的性能与结构的关系；3.教师讲解热处理原理和方法；4.教师讲解热处理对材料性能的影响。
四、课程设计效果评价1.学生对金属学与热处理原理的理解和实际操作能力得到提高；2.学生对材料科学与工程的研究兴趣得到促进；3.课程设计的效果通过学生的实验报告和理论考试进行评价。
《金属热处理原理与工艺》课程设计
2.1、什么是热处理所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。
钢本身是一种铁炭合金，在固态范围内，随着加温和冷却速度的变化，不同含炭量的钢，其金相组织发生不同的变化。
不同金相组织的钢具有不同的性能。
因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。
例如，含炭量百分之0.8的钢称为共析钢，在723摄氏度以上十时为奥氏体，如果将它以缓慢的速度冷却下来，它便转变成为珠光体。
但如果用很快的速度把它冷却下来，则奥氏体转变成为马氏体。
马氏体和珠光体在组织上决然不同，它们的性能差别悬殊，如马氏体具有比珠光体高的多的硬度和耐磨性。
因此，钢的热处理在钢的使用和加工中，占有十分重要的地位。
2.2、热处理的作用机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。
拒初步统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。
总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。
材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变的工艺过程。
通过这个相变与再相变，材料的内部组织发生了变化，因而性能变化。
例如碳素工具钢T8在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60~63HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。
同一种材料热处理工艺不一样其性能差别很大。
热处理工艺（或制度）选择要根据材料的成份，材料内部组织的变化依赖于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化，材料成份－加工工艺－组织结构－材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料加工的全过程之中。
2.3、热处理的基本要素热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。
金属热处理课程设计
金属热处理课程设计
金属热处理课程设计主要包括以下内容：
1. 课程概述：介绍金属热处理的基本概念、目的和重要性，以及金属热处理在工业生产中的应用领域。
2. 金属热处理工艺分类与原理：介绍不同金属热处理工艺的分类，如退火、淬火、回火等，以及各种工艺的原理和作用机制。
3. 金属热处理设备与工具：介绍金属热处理所需的常用设备和工具，如热处理炉、热处理模具、热处理工装等，以及它们的结构和使用方法。
4. 金属热处理工艺参数控制：讲解金属热处理中的关键参数，如温度、时间、冷却速率等的控制方法和技巧，以及对金属性能的影响。
5. 金属热处理工艺实验：设计金属热处理实验，包括不同工艺的试验方案和步骤，如退火试验、淬火试验等，通过实验观察和测试金属材料的性能变化。
6. 金属热处理过程模拟与分析：介绍金属热处理过程的模拟与分析方法，如热处理仿真软件的使用，以及分析金属热处理的效果和优化工艺参数。
7. 金属热处理质量控制与评价：讲解金属热处理的质量控制方法和评价标准，如金相分析、硬度测试等，以及如何判断金属热处理的质量是否合格。
8. 金属热处理的应用案例分析：选取一些典型的金属热处理应
用案例，如钢铁材料的淬火处理、铝合金的时效处理等，进行详细的分析和讨论。
9. 金属热处理的新技术与发展趋势：介绍金属热处理领域的新技术和发展趋势，如表面改性技术、激光热处理等，以及它们在实际工程中的应用前景。
10. 金属热处理的安全与环保：强调金属热处理过程中的安全和环保意识，包括操作安全、废物处理等方面的内容。
以上是金属热处理课程设计的一般框架，具体的课程内容和教学方法可以根据实际情况进行调整和补充。
金属化学热处理课程设计
金属化学热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属化学热处理的基本概念、分类及作用，理解其对于金属性能的影响；2. 使学生了解金属的晶体结构、相变原理，以及这些理论知识在化学热处理中的应用；3. 引导学生了解各种金属材料的化学热处理特点及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识，分析并解决金属化学热处理过程中出现的问题；2. 培养学生具备制定金属化学热处理工艺的能力，能够针对不同金属材料进行合理的工艺设计；3. 提高学生的实验操作技能，使其能够独立完成金属化学热处理的实验操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属化学热处理技术的兴趣，激发他们探索金属材料性能优化的热情；2. 引导学生认识到金属化学热处理在国民经济和工程技术领域的重要地位，增强学生的社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨的科学态度、良好的团队合作精神，提高他们面对工程问题的自信心。
课程性质分析：本课程属于金属材料学科领域，以实践性、应用性为主，结合理论知识，强调培养学生的实际操作能力和工程应用能力。
学生特点分析：学生为高年级本科生，具备一定的金属材料基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，对实际工程问题有一定了解。
教学要求：结合课程性质、学生特点，明确课程目标，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高他们的实际操作能力和工程应用能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 金属化学热处理基本概念：包括热处理定义、分类、作用及其在金属加工中的重要性；教材章节：第一章 金属化学热处理概述2. 金属晶体结构与相变原理：介绍金属晶体结构、相变类型及相变原理；教材章节：第二章 金属的晶体结构与相变3. 常见金属材料的化学热处理：分析不同金属材料的化学热处理特点、工艺方法及性能变化；教材章节：第三章 常见金属材料的化学热处理4. 化学热处理工艺制定：讲解如何根据金属材料种类、性能要求制定合理的化学热处理工艺；教材章节：第四章 化学热处理工艺制定与应用5. 化学热处理设备与操作：介绍化学热处理设备、工艺参数的设置与操作方法；教材章节：第五章 化学热处理设备与操作6. 金属化学热处理实例分析：分析典型金属化学热处理案例，使学生了解其在实际工程中的应用；教材章节：第六章 金属化学热处理实例分析7. 实验教学：安排金属化学热处理实验，培养学生的实际操作能力；教材章节：第七章 金属化学热处理实验教学内容安排与进度：根据课程目标和教材内容，制定详细的教学大纲，分阶段完成上述教学内容。
金属热处理课程设计
金属热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属热处理的基本概念，包括退火、正火、淬火和回火等常见热处理工艺。
2. 使学生了解金属热处理对金属性能的影响，如硬度、韧性、强度等。
3. 引导学生认识不同金属材料的适宜热处理方法及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用金属热处理知识解决实际问题的能力，例如分析机械零件的失效原因并进行改进。
2. 提高学生设计简单金属热处理工艺的能力，并能进行初步的工艺参数优化。
3. 培养学生通过查阅资料、进行实验等方法，获取金属热处理相关知识的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对金属材料及加工工艺的兴趣，培养其探究精神。
2. 培养学生具备严谨的科学态度和良好的团队合作精神，在实验和实践中互相学习、互相帮助。
3. 引导学生认识到金属热处理技术在国家经济建设和国防事业中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，课程性质为专业基础课，旨在帮助学生建立扎实的金属热处理理论基础，为后续专业课程学习打下坚实基础。
针对学生特点，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学要求方面，强调过程评价与结果评价相结合，关注学生在学习过程中的成长和进步。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 金属热处理基本概念：包括金属热处理的定义、目的、分类及各类热处理工艺的特点。
教材章节：第一章 金属热处理概述2. 金属热处理原理：介绍金属热处理过程中的组织转变、相变原理及其对金属性能的影响。
教材章节：第二章 金属热处理原理3. 常见金属热处理工艺：详细讲解退火、正火、淬火、回火等工艺的参数选择、操作步骤及适用范围。
教材章节：第三章 常见金属热处理工艺4. 金属热处理工艺设计：分析不同金属材料的热处理工艺设计原则，结合实例进行工艺参数优化。
教材章节：第四章 金属热处理工艺设计5. 金属热处理设备与操作：介绍常用金属热处理设备、操作方法及安全注意事项。
金属热处理课程设计
金属热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属热处理的基本概念、分类及原理；2. 学生能掌握金属热处理对金属性能的影响，如硬度、韧性、强度等；3. 学生能了解金属热处理在工业生产中的应用。
技能目标：1. 学生能运用金属热处理知识，分析并解决实际问题；2. 学生能设计简单的金属热处理工艺流程；3. 学生能通过实验操作，掌握金属热处理的基本技能。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对金属热处理技术的研究兴趣，激发学习热情；2. 学生认识到金属热处理技术在工业发展中的重要性，增强社会责任感；3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，遵循实验操作规范，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为技术学科，结合理论与实践，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和实验技能，好奇心强，喜欢实践操作。
教学要求：教师需关注学生的个体差异，采用启发式教学，引导学生主动探究金属热处理技术，提高学生的实践能力。
同时，注重培养学生的安全意识，确保实验操作安全。
通过本课程的学习，使学生达到以上课程目标，为后续相关课程的学习奠定基础。
二、教学内容1. 金属热处理基本概念：介绍金属热处理的定义、目的、分类和基本原理；教材章节：第二章第一节。
2. 金属热处理工艺：讲解常见的金属热处理工艺，如退火、正火、淬火、回火等；教材章节：第二章第二节。
3. 金属热处理对金属性能的影响：分析各种热处理工艺对金属硬度、韧性、强度等性能的影响；教材章节：第二章第三节。
4. 金属热处理工艺的应用：介绍金属热处理在工业生产中的应用实例；教材章节：第二章第四节。
5. 实验操作：安排学生进行金属热处理实验，掌握基本操作技能；教材章节：实验部分。
教学安排与进度：第一课时：金属热处理基本概念；第二课时：金属热处理工艺；第三课时：金属热处理对金属性能的影响；第四课时：金属热处理工艺的应用；第五课时：实验操作。
教学内容科学性和系统性：课程内容按照教材章节顺序进行，从基本概念到实际应用，再到实验操作，确保学生系统掌握金属热处理知识。
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1、金属热处理工艺设计总体1.1 课程设计的任务与性质《金属热处理原与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料的热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺的金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，应用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于学生解决问题、分析问题的能力。
1.2 课程设计的目的1）设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。
2）培养综合运用金属学、材料性能血、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。
3）培养使用手册、图册、有关资料及设计标准范围的能力。
4）提高技术总结及编制技术文件的能力。
5）是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。
1.3 设计内容与基本要求设计内容：独立完成几种碳钢、工磨具钢、合金结构钢、特殊性能钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织的分析，材料性能检测等。
基本要求：1）计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。
2）合理确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。
3）正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。
4）正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。
课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。
2、热处理基本知识2.1、什么是热处理所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。
钢本身是一种铁炭合金，在固态范围内，随着加温和冷却速度的变化，不同含炭量的钢，其金相组织发生不同的变化。
不同金相组织的钢具有不同的性能。
因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。
例如，含炭量百分之0.8的钢称为共析钢，在723摄氏度以上十时为奥氏体，如果将它以缓慢的速度冷却下来，它便转变成为珠光体。
但如果用很快的速度把它冷却下来，则奥氏体转变成为马氏体。
马氏体和珠光体在组织上决然不同，它们的性能差别悬殊，如马氏体具有比珠光体高的多的硬度和耐磨性。
因此，钢的热处理在钢的使用和加工中，占有十分重要的地位。
2.2、热处理的作用机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。
拒初步统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。
总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。
材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变的工艺过程。
通过这个相变与再相变，材料的内部组织发生了变化，因而性能变化。
例如碳素工具钢T8在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60~63HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。
同一种材料热处理工艺不一样其性能差别很大。
热处理工艺（或制度）选择要根据材料的成份，材料内部组织的变化依赖于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化，材料成份－加工工艺－组织结构－材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料加工的全过程之中。
2.3、热处理的基本要素热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。
这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和性能。
加热是热处理的第一道工序。
不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。
加热分为两种，一种是在临界点A1以下的加热，此时不发生组织变化。
另一种是在A1以上的加热，目的是为了获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。
保温的目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。
保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。
一般工件越大，导热性越差，保温时间就越长。
冷却是热处理的最终工序，也是热处理最重要的工序。
钢在不同冷却速度下可以转变为不同的组织。
加热和冷却速度对钢的临界温度的影响3、60Si2Mn钢的特性和成分3.1、弹簧钢的特性和成分及其作用弹簧是机械上的重要部件，它利用其弹簧变形来吸收和释放外力，所以要有高的弹性极限；为防止在交变应力下发生疲劳和断裂，弹簧应具有高的疲劳强度和足够的塑性和韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热；在某些环境下还要求弹簧具有导电、无磁、耐高温和耐腐蚀等性能。
普通常用的弹簧材料是碳素钢或低合金钢。
碳素弹簧钢W(c)在0.60%-1.05%范围；低合金弹簧钢在0.40%-0.74%范围，加入硅、锰、铬、钒等合金元素，铬和锰主要是提高淬透性，硅提高弹性极限，钒提高淬透性和细化晶粒。
为保证弹簧有高的疲劳寿命，要求钢的纯净度高，非金属夹杂物少，表面质量高。
中碳钢和高碳钢都可以用于制造弹簧，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小，受力较小的弹簧。
合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服短较高的重要弹簧。
3.2、60Si2Mn钢的特性及其应用60Si2Mn钢是一种应用最广泛的合金弹簧钢，其生产量约为合金弹簧钢产量的80%。
它的强度、淬透性、耐回火性都比碳素弹簧钢要高，工作温度达250摄氏度。
但也有一些缺点，如脱碳倾向大。
适于制造厚度小于10mm的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋弹簧，在汽车、拖拉机、机车上的减振板簧和螺旋弹簧，气缸安全阀簧，电力机车用升弓钩弹簧，止回阀簧都有广泛的应用。
还可用作250摄氏度以下使用的耐热弹簧。
3.3、组织成分60Si2Mn 钢－－合金弹簧钢，碳的质量百分数是0.56%～0.64％，屈服点1177MPa ，抗拉强度1275MPa ，延伸率（δ10）5％，断面收缩率（Ψ）25％。
4、Si 、Mn 元素对铁碳相图的影响和TTT 图分析4.1、60Si2Mn 钢中合金元素对铁碳相图的影响①硅对铁碳相图的影响如下图所示，钢中硅的加入可显著提高钢的弹性极限和屈服比。
硅能缩小γ区，提高A1和A3点，使共析点S 移向低碳位置，同时硅能提高淬透性，使Ms 点降低。
硅能产生固溶强化作用，可显著提高钢的强度和硬度。
同时硅还能降低碳在铁素体中的扩散速度，使马氏体在回火时能延缓碳化物的析出和聚集长大，从而增加了淬火钢的耐回火性。
硅又是强烈促进石墨化的元素，故这类钢易在退火过程中发生石墨化现象。
同时这类钢加热时的脱碳倾向性较大，钢种含硅量过高易生成硅酸盐夹杂物。
Si 含量为2%时，使铁碳相图共析温度点升高约30℃；同时使共析含碳量由0.77%降低至0.53%。
所得铁碳相图的共析点情况如右图所示。
②锰对铁碳相图的影响锰属于扩大奥氏体相区的元素，同时也是碳化物形成元素（弱碳化物形成元素），钢中加入锰元素，按其含量的不同对铁碳相图的影响程度也有所不同，如下图所示，随钢中锰含量的增加奥氏体相区扩大，共析温度降低，共析碳含量降低，共析点总体趋势向左下角运动。
在钢中同时加入硅锰元素，可以发挥各自优点，减少彼此的缺点，使60Si2Mn 钢具备良好的性能。
60Si2M n 钢 C Si Mn Cr Ni 不大于P S 不大于 0.56～0.64 1.50～2.00 0.60～0.90 0.350.35 0.04 0.044.2、等温转变图即TTT图TTT图(Temperature、Time、Transformation)60Si2Mn钢如上图所示，等温冷却转变是奥氏体过冷到A1以下在某一温度保持一定时间，在等温过程中进行的转变。
过冷奥氏体等温转变的温度区间不同，其转变产物也不同，在Ms线以上发生两种类型的转变：⑴珠光体转变温度范围为A1～500℃，亦称为过冷奥氏体的高温转变，过冷奥氏体分解为铁素体和渗碳体混合而成的片层组织，珠光体的转变温度越低，转变产物的片层距离就越小。
按片层距有粗到细，其转变组织分别为珠光体、索氏体和托氏体，分别用符号P、S和T表示。
60Si2Mn钢的先析出相为铁素体，再析出渗碳体。
最后所得组织为奥氏体+铁素体+渗碳体。
⑵贝氏体转变温度范围是500℃～Ms，亦称为过冷奥氏体的中温转变。
此温度下过冷奥氏体转变为贝氏体组织。
贝氏体组织是由过饱和的铁素体和碳化物组成的。
根据形成温度的不同，贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体，分别用B上和B下表示。
在550～350℃范围内形成的贝氏体称为上贝氏体，它在金相显微镜下呈羽毛状；把在350℃～Ms范围内形成的贝氏体称为下贝氏体，它在显微镜下呈黑色针状或片状，下贝氏体组织通常具有优良的综合力学性能，即强度和韧度较高。
含硅弹簧钢要求较高的淬火温度和退火温度。
由于这类钢的珠光体转变在较高温度下进行，所以在一般的退火条件下，可获得较细的珠光体。
图中标注的50%的线为珠光体或贝氏体含量为一半时的中间线。
转变速度先快变慢。
60Si2Mn钢最后的热处理工艺为中温回火，所得组织为回火屈氏体。
5、确定60Si2Mn钢制汽车板簧的方案板弹簧分平板弹簧和重迭板弹簧两类。
现以重叠弹簧为例。
5.1、重叠板簧（梯形板簧）设计梯形板簧有比较大的负荷变量，但由于它占的空间较大，可以按如图1-1那样将梯形板切成等宽的几块，再重迭起来，形成小形化的板弹簧。
这种重迭式的板弹簧，由于板与板之间有摩擦，所以，在承受振动载荷时有衰减的作用。
重迭板弹簧有各种不同的结构，图1-2表示是其中的一种。
重迭板的数目一般取6～14块，为防止过大的摩擦，也有只取3～5块的。
在汽车上使用时，由于负荷及道路的状态在不断变化，板簧的荷重-变形图应为非线性的。
因此，可设置如图1-3所示的辅助板簧。
图1-1重叠板弹簧原理图1-2 重叠板弹簧图1-3 辅助弹簧若不考虑板间的摩擦，如前述梯形板簧一样，重迭板簧的设计约束条件为：式中：n为板的块数。
n'按下式计算：。
5.2、技术要求用油淬火后, 淬硬层深度8～10mm，中温回火后板簧表面平均硬度（HBS）375～444。
5.3、制造工艺路线锻造→校直→钻孔→卷耳→退火→淬火→中温回火→清洗→喷丸→终检→装配→预压缩5.4、热处理工艺（1）、锻造温度：1080-1120，始锻1020-1080℃末锻850-950℃。
（2）、退火是将工件加热到临界温度以上或以下，保温一段时间再随炉缓慢冷却，已获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
可以达到消除锻造过程中的内应力的目的。
退火的温度一般为Ac1或Ac3以上20-30℃，保温时间为3～4h。
对于60Si2Mn弹簧钢退火温度为750℃，冷却方式为炉冷。
退火后测得钢的表面硬度（HBS）不超过222.（3）、淬火是将工件加热到Ac1或Ac3以上30-50℃，保温一段时间再快速冷却到室温已获得马氏体或贝氏体的一种热处理工艺。