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研究生:陳皇吉
研究生(外文):Huang-Chi Chen
論文名稱:熱處理對鉻鉬鋼強度之影響-以自行車BB軸心為例
論文名稱(外文):The influence of heat treatment strength on Cr-Mo steel -A case study of bicycle spindle
指導教授:曽柏昌
指導教授(外文):Pai-Chung Tseng
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:沃斯回火淬火回火鉻鉬鋼熱處理
外文關鍵詞:austemperingquenchingtemperingCr-Mo steelheat treament
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熱處理為改善機械元件常用之製程,不同熱處理對相同材料會產生不同之結果。本論文即以沃斯回火及淬火回火兩種熱處理製程,並以自行車之軸心為實驗材料,來探討對鉻鉬鋼強度影響。
沃斯回火熱處理以860℃沃斯田鐡化溫度、360℃沃斯回火溫度及60分鐘沃斯回火時間條件時,實驗可得最大負荷平均為6363.67kg,總力矩平均為65901.33kg-mm。而淬火回火熱處理以880℃淬火溫度及530℃回火溫度、20分鐘回火時間條件時,實驗可得最大負荷平均為4605kg,總力矩平均為50559.67kg-mm。
由此實驗數據可得, 使用沃斯回火製程比淬火回火製程,在最大負荷增加1758.67kg,約增加38.2%,在總力矩部份比淬火回火平均增加15341.66kg-mm, 增加幅度為30.34%,。由此可知此鉻鉬鋼軸心使用沃斯回火熱處理時,可比使用淬火回火熱處理,在最大負荷及總力矩的材料試驗中可得較佳之強度。
軸心之最小變形量實驗以760℃沃斯田鐡化溫度、200℃沃斯回火溫度及軸心厚度3.85mm條件時,實驗可得最小變形量平均為1.08mm。比熱處理前之變形量平均增加0.81mm。
Heat treatment process is often used to improve mechanical properties of components. Various heat treatment processes have different influences on material. This paper is to show the influences of strength on Cr-Mo Steel between austempering and quenching-tempering heat treatment processes, with the use of bicycle spindles as the experimental subject.
During the experiment austempering process involves 860℃ austenizing temperature.360℃ austempering. And 60-minute austempering time condition. An average maximum load of 6363.67kg was achieved, resulting 65901.33kg-mm total torque. Other hand, quenching- tempering heat treatment process involves 880℃ quenching temperature, tempering at 530℃, for 20-minute tempering criteria. Maximum load, in average, was 4605kg, resulting 50559.67kg-mm total torque.
After comparing the experiment data gathered between Austempering and quenching- tempering processes, we discover that austempering results 1758.67kg increase in maximum load. The increase was about 38.2%. Results 15341.66kg-mm increase in total torque. The increase was about 30.34% Therefore, a Cr-Mo Steel bicycle spindle with austempering heat treatment can have better strength in terms of maximum load and total torque.
During the experiment minimum deformation involves 760℃ austenizing temperature.200℃ austempering. And 3.85mm thickness of spindle condition. An average minimum deformation of 1.08mm was achieved, the increase was 0.81mm than before heat treatment.
中文摘要 ……………………………………………………………i
英文摘要 ……………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………iii
總目錄 ………………………………………………………………iv
圖目錄 …………………………………………………………vii
表目錄 ………………………………………………………………ix
第一章 緒論 ………………………………………………………1
1-1研究背景 …………………………………………………1
1-2研究動機及目的 …………………………………………2
1-3文獻回顧 …………………………………………………2
1-3-1淬火、回火熱處理 …………………K……………2
1-3-2沃斯回火熱處理 ……………………………………3
1-3-3熱處理變形 …………………………………………7
1-4論文架構 ……………………………………………9
第二章SCM435鉻鉬鋼材化學成份及理論分析 …………………10
2-1合金鋼之分類 ……………………………………………10
2-2化學元素對合金鋼之影響…………………………………11
2-3 SCM435疲勞測試 ………………………………………12
2-4S曲線理論 …………………………………………………13
2-4-1S曲線 ………………………………………………13
2-4-2添加元素對S曲線的影響 ……………………………16
2-5沃斯回火與變靭鐵組織理論 ……………………………17
2-5-1沃斯回火步驟…………………………………………17
2-5-2影響沃斯回火熱處理的因素…………………………17
2-5-3變靭鐵組織……………………………………………17
第三章 實驗規劃 …………………………………………………20
3-1實驗規劃 …………………………………………………20
3-1-1田口實驗計劃法 ……………………………………20
3-1-2田口實驗設計流程……………………………………21
3-1-3確立目標………………………………………………22
3-1-4決定目標特性…………………………………………22
3-1-5因子與水準配置 ……………………………………22
3-1-6S/N比計算 ……………………………………………24
3-1-7變異數分析(ANOVA) …………………………………25
3-1-8實驗驗證 ……………………………………………26
3-2實驗設備 …………………………………………………26
3-3實驗材料 …………………………………………………29
3-4實驗參數 …………………………………………………29
3-5實驗步驟 …………………………………………………33
3-6硬度試驗 …………………………………………………33
3-7軸心材料試驗………………………………………………33
3-8軸心變形量量測 ………………………………………34
第四章 實驗結與討論 ……………………………………………36
4-1淬火回火實驗結果分析 …………………………………36
4-1-1最大負荷的實驗結果分析 …………………………36
4-1-2總力矩的實驗結果分析………………………………38
4-1-3驗證實驗結果的分析 ………………………………40
4-2沃斯回火實驗結果分析 …………………………………42
4-2-1最大負荷的實驗結果分析 …………………………42
4-2-2總力矩的實驗結果分析 ……………………………45
4-2-3驗證實驗結果的分析 ……………………………47
4-3淬火回火及沃斯回火結果之比較…………………………49
4-4最小變形量實驗結果分析 ………………………………49
4-4-1驗證實驗結果的分析 ……………………………53
第五章 結論與末來展望 …………………………………………54
參考文獻 ……………………………………………………………55
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