機(jī)械工程材料總復(fù)習(xí)資料(存儲(chǔ)版)
【正文】 面重要耐磨件,如柴油機(jī)曲軸,連桿①滲層硬度高,耐磨,抗接觸疲勞,且有適當(dāng)塑性,韌性②心部高韌性和足夠強(qiáng)度③良好的熱處理工藝性能 ①低 C: %～%②加入提高淬透性元素Cr,、Ni,、Mn、,B③加入 Mo,W,V,Nb,Ti 等阻礙 A晶粒長(zhǎng)大和形成穩(wěn)定的合金碳化物,提高耐磨性 預(yù)先熱處理（改善切削加工性能） 鍛壓后→正火最終熱處理：滲碳后淬火（直接或一次、二次淬火）＋低溫回火20CrMnTi 齒輪工藝路線：下料→鍛造→正火→加工齒形→滲碳(930℃)，淬火(830℃) →低溫回火(200℃) →磨齒表層：高碳M39。 14 / 29鋼 種 典型鋼號(hào)及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 ⒌滾珠軸承鋼 ①Cr 軸承鋼: GCr15 中小型軸承,冷沖模,量具,絲錐. ②添加 Mn,Si,Mo,V 的鋼:GCr15SiMo,GSiMnMoV 制造大型軸承. ①高接觸疲勞強(qiáng)度②高硬度和耐磨性③足夠的韌性和淬透性④一定耐蝕能力和良好尺寸穩(wěn)定性 ①高 C:%～%②Cr 基本元素:提高淬透性。）② 加入 Cr 提高淬透性鉻的碳化物(Cr 2C6)在淬火加熱時(shí)幾乎全部溶于奧氏體中，增加 A 過(guò)冷 的穩(wěn)定性，鋼的淬透性。碳鋼中的 Fe3C?？s松（分散性縮孔）：樹(shù)枝晶結(jié)晶時(shí)不能保證液體的補(bǔ)給而在枝晶間和枝晶內(nèi)形成細(xì)小而分散的縮孔。⒊）影響奧氏體轉(zhuǎn)變的因素①加熱溫度：提高加熱溫度，加速了奧氏體的形成。硬度高溫回火：500～650℃。 ⑶.某型號(hào)具鋼 具鋼 承鋼 具鋼熱處理淬火＋高溫回火淬火＋低溫回火淬火＋中溫回火淬火＋低溫回火淬火＋高溫回火三次退火目的 工藝 組織正火作為預(yù)先熱處理改善切削加工性能加熱到 Ac3 ＋（30～50℃）＋保溫＋空冷S 或 P（F＋Fe 3C） 調(diào)質(zhì)在保持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。⑶調(diào)質(zhì)（淬火＋高溫回火）→滲碳→淬火＋低溫回火第七章 工程設(shè)計(jì)、制造與材料選擇⒈掌握零件失效與失效類(lèi)型⑴．過(guò)量變形失效：材料的變形量和變形特性超過(guò)原來(lái)規(guī)定的程度，而致影響構(gòu)件的規(guī)定功能 ①?gòu)椥宰冃问c選材：材料力學(xué)指標(biāo)：彈性模量。④蠕變失效與選材⑶表面損傷 ：主要指腐蝕失效及磨損失效、接觸疲勞失效 ①磨損失效：相互接觸的兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦力的作用，零件表面材料逐漸脫落，使表面狀態(tài)和尺寸改變而引起的失效。②熱處理工藝不當(dāng)熱處理不良能造成過(guò)熱、脫碳、淬火裂紋、回火不足等； ③ 冶金缺陷：夾雜、成分偏析、不良組織等⑶加工缺陷：冷加工有刀痕深、粗糙度大、圓角小、精度低；熱加工缺陷：回火軟化、應(yīng)力等⑷裝配與使用零件安裝時(shí)配合過(guò)緊、過(guò)松、對(duì)中不準(zhǔn)、固定不緊等均可造成失效或事故。2）中載主軸： 中等載荷＋磨損較嚴(yán)重＋有一定沖擊載荷，例如銑床主軸。選材：45 鋼熱處理技術(shù)條件：整體調(diào)質(zhì)、硬度 220～250HBS；軸頸和錐孔進(jìn)行表面淬火，硬度 52～58HRC 加工工藝路線： 下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面淬火及低溫回火→磨削加工 主軸(45 鋼)采取各種熱處理工藝鍛造熱加工，可以改善鑄態(tài)組織，提高材料致密度和力學(xué)性能正火目的在于得到合適的硬度，便于切削加工；改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備調(diào)質(zhì)淬火+高溫回火，得到的組織為回火索氏體，使主軸得到較高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度，還為最終的高頻表面淬火做準(zhǔn)備。20CrMnTi 鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理。10℃，保溫 2h，得到回火馬氏體，保持高硬度、高耐磨性，消除應(yīng)力，降低脆性。淬火是為了獲得高硬度的馬氏體。合金調(diào)質(zhì)鋼，如 40Cr 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐磨部位進(jìn)行表面淬火強(qiáng)化。⑶ 重點(diǎn)掌握軸類(lèi)零件加工工藝路線CM6140 車(chē)床主軸：輕載主軸 工作載荷小，沖擊載荷不大，軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車(chē)床的主軸。1）輕載主軸： 低工作載荷＋小沖擊載荷＋軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車(chē)床的主軸。所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。②低應(yīng)力脆斷：構(gòu)件所受名義應(yīng)力低于屈服極限，在于明顯塑性變形的情況下，產(chǎn)生的突然斷裂 脆斷的原因：低溫環(huán)境、焊接質(zhì)量、工作介質(zhì)、預(yù)防低應(yīng)力脆斷的措施。低溫回火：是為了降低鋼的淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，同時(shí)保持鋼在淬火后的高硬度(一般為 HRC58～64)和耐磨性。 1）熟悉合金鋼主要鋼種 低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345(16Mn)、Q420(15MnVN)； 滲碳鋼 20Cr、20MnVB、20CrMnTi 、18Cr2Ni4WA； 調(diào)質(zhì)鋼 40Cr、40CrB、40CrNiMo 、38CrSi ；彈簧鋼 65Mn、50CrV、60Si2Mn； 軸承鋼 GCrGCr1GCr15SiMn ； 冷模具鋼 Cr12MoV；熱模具鋼 5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V低合金刃具鋼 9SiCr、CrWMn ； 工具鋼 TTT12 ；高速鋼 W18Cr4V ；不銹鋼 1Cr12Cr13Cr14Cr11Cr1 1Cr18Ni9Ti； 常用鑄鐵：HT150、HT250、KT350KT450QT420QT8002 等 ⒉工業(yè)用鋼、鑄鐵的分類(lèi)、要性能特點(diǎn)、常用熱處理工藝選擇、使用態(tài)組織、典型用途及相應(yīng)組織見(jiàn)（表四1）⒊重點(diǎn)復(fù)習(xí)題型⑴.要制造輕載齒輪、熱鍛模具、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、高速車(chē)刀、重載機(jī)床床身、傳動(dòng)軸、后橋殼、量具、彈簧、汽輪機(jī)葉片、等零件，試從下列牌號(hào)中分別選出合適的材料，及選擇對(duì)應(yīng)的熱處理方法（淬火、低溫回火、中溫回火、高溫回火、退火）。目的：降低內(nèi)應(yīng)力和脆性，保持淬火后的高硬度中溫回火：350～500℃。⒉掌握金屬材料在加熱與冷卻過(guò)程中的主要變化⑴鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變（奧氏體的形成）⒈）轉(zhuǎn)變溫度共析鋼：加熱超過(guò) PSK 線（A 1）時(shí)，完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，平衡狀態(tài)下 亞共析鋼：必須加熱到 GS 線（A 3）以上過(guò)共析鋼：必須加熱到 ES 線（A CM）以上，才能全部獲得奧氏體。⑶晶粒大小和控制：控制過(guò)冷度、加入形核劑、機(jī)械方法（振動(dòng)與攪拌）⒉掌握鑄造過(guò)程中的材料行為及性能變化⑴鑄錠組織：表面細(xì)晶粒層、柱狀晶粒層、中心等軸晶粒區(qū)⑵鑄錠結(jié)構(gòu)中主要的缺陷。⒉合金中的基本相結(jié)構(gòu)：固溶體和金屬間化合物⑴固溶體：產(chǎn)生晶格畸變，增加晶體位錯(cuò)移動(dòng)的阻力，使滑移變形難以進(jìn)行，使金屬得到強(qiáng)化。變形和開(kāi)裂傾向小。 ②專(zhuān)門(mén)化學(xué)熱處理(如氮化) (38CrMoAl 氮化鋼) S39。 ⑴形成固溶體、產(chǎn)生固溶強(qiáng)化⑵形成含部分金屬鍵的金屬（間）化合物，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化（或第二相強(qiáng)化）⑶溶入奧氏體，提高鋼的淬透性⑷提高鋼的熱穩(wěn)定性，增加鋼在高溫下的強(qiáng)度、硬度和耐磨性⑸細(xì)化晶粒．產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)韌化⑹形成鈍化保護(hù)膜⑺對(duì)奧氏體和鐵素體存在范圍的影響11 / 2912 / 29四、常用機(jī)械工程材料（工業(yè)用鋼、鑄鐵）與合理選材（表四1）鋼 種 典型鋼號(hào)及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 ⒈低合金高強(qiáng)鋼 按 σs 分 6 級(jí): ①低強(qiáng)度級(jí)別:
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