【正文】 第 2 章 主軸的性能確定 疲勞斷裂的分析 疲勞斷裂是機(jī)械零件再循環(huán)變應(yīng)力作用下，將會(huì)出現(xiàn)的疲勞斷裂。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點(diǎn)、要求和技術(shù)條件入手，認(rèn)真分析產(chǎn)品在使用過(guò)程中的受力狀況和可能的失效形式，正確的選擇材料，再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)場(chǎng)條件，熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性，質(zhì)量穩(wěn)定性和 便于管理 方面 ，降低成本等因素，確定出一種最佳方案。陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 1 緒 論 在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)中，金屬材料的應(yīng)用是十分廣泛的，尤其是鋼鐵材料，在工業(yè) 、 農(nóng)業(yè) 、 交通運(yùn)輸、 建筑以及國(guó)防等各方面都離不開(kāi) 它 。熱處理不僅對(duì)鍛造機(jī)械加工的順序進(jìn)行和保證加工效果起著重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用壽命的方面起著重要作用。 軸類零件在試驗(yàn)過(guò)程中受到載荷情況相當(dāng)復(fù)雜的，因而其損壞形式也是多種多樣的，常見(jiàn)軸的失效形式有疲勞斷裂、過(guò)量變形和過(guò)量磨損。常見(jiàn)的磨粒磨損有 :與切削、磨削加工類似的和有高強(qiáng)度、高硬度的磨粒進(jìn)入兩個(gè)接觸面間梨出溝槽。 塑性變形失效是零件因過(guò)量塑性變形產(chǎn)生的失效，主要由于應(yīng)力過(guò)大造成的。但因?yàn)橹鬏S大端的內(nèi)錐陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 6 孔和外錐孔處，經(jīng)常與卡盤(pán)，頂尖相對(duì)摩擦，花鍵部位與齒輪有相對(duì)滑動(dòng)，所以這些部位要求要有較高的硬度與耐磨性。 45 鋼：淬透性低，一般采用水或鹽水冷卻，變形開(kāi)裂傾向大，適合做截面 尺寸小，力學(xué)性能要求不高的工作。 1. 與滑動(dòng)軸承配合 2. 中 、 重載荷 3. 精度高 4. 高疲勞，但沖擊小 65Mn GCr15 9Mn2V 調(diào)質(zhì) 250～280HBS軸頸表面淬火≥59HRC 裝拆部位表面淬火50～ 51HRC 磨、 車(chē) 床主軸 調(diào) 質(zhì)或正火 1. 與滑動(dòng)軸 承配合 2. 中小載荷，轉(zhuǎn)速低 3. 精度不高 4. 稍有沖擊 45 50Mn2 調(diào)質(zhì) 220～250HBS 正火 192～241HBS 一般車(chē)床主軸 、 如 CA6140 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 10 第五章 熱處理工藝及曲線圖 預(yù)備熱處理 正火在 840～ 870℃的溫度下進(jìn)行，工藝曲線 51 圖所示。為使工件的奧氏體均勻化，就要足夠的保溫時(shí)間。另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，做規(guī)則運(yùn)動(dòng)。變形嚴(yán)格的選用下限溫度， 硝鹽浴分級(jí)選用時(shí)選用偏高溫度，而較大工件調(diào)質(zhì)時(shí)，為提高淬透深度和心部性能，選用840～ 860℃的溫度等。 45 鋼 的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度 (Ms=340℃ )較高，淬火后以組織應(yīng)力為主，呈張大變形，故對(duì)直徑或厚度小于 20mm 的工件，應(yīng)采取措施防止過(guò)大的變形和裂紋。其表面含碳量 %～ %，芯部一般在%～ %（特殊情況下采用 %），經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度（ HRC58～ 62） 心 部更低，耐沖擊。 表面淬火 +低溫回 火 表面淬火概況 ： 表面淬火是僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬 火以改變表層組織和性能的陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 15 熱處理工藝，它是通過(guò)快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即利用快速加熱使工件表面很快地加熱到淬火溫度，在不等熱量充分傳到心部時(shí)，即迅速冷卻，使表層得到馬氏體而被淬硬，而心部仍保持為未淬火狀態(tài)的組織，即原來(lái)塑性、韌性較好的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織 。 (2)感應(yīng)加熱淬火的分類與應(yīng)用 根據(jù)電流頻率的不同，感應(yīng)加熱淬火主要分為以下四類： 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 16 ① 高頻感應(yīng)加熱淬火： 常用工作頻率為 200～ 300KHz，淬硬深度為 ～ 2mm。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 17 3工件表面質(zhì)量好、變形小 ： 因?yàn)榧訜崴俣瓤?、保溫時(shí)間極短，工件表面不易氧化、脫碳，而且由于工件內(nèi)部未被加熱，使淬火變形減小。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 18 為保證工件淬火后表面獲得均勻細(xì)小的馬氏體并減少淬火變形，改變心部的力學(xué)性能及切削加工性能。 45 鋼制 CA6140 車(chē)床主軸采用感應(yīng)加熱淬火， 淬硬深度 為 3mm，工件在感應(yīng)淬火后需進(jìn)行 180～ 20℃的低溫回火處理，以降低內(nèi) 應(yīng)力和脆性，獲得回火馬氏體組 （圖 55） 。具有網(wǎng)狀鐵素體的鋼，疲勞性能很差，而具有針狀鐵素體的鋼，其塑性與沖擊韌性顯著降低。 800℃淬火，塊狀和網(wǎng)狀鐵素體基本消失，少量鐵素體孤立分布于馬氏體組織中（見(jiàn)圖 62） 。 ，全部淬火零件的變形量，特殊零件另行協(xié)商解決。 ，應(yīng)以大孔計(jì)算。以此語(yǔ)言來(lái)安撫我尚未 平復(fù)的心。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 28 參考文獻(xiàn) [1] 孫大涌，樊東黎，王廣生 . 金屬熱處理手冊(cè) . 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1992. [2] 陳瑞陽(yáng)，毛智勇 . 機(jī)械工程檢測(cè)技術(shù) . 北京 :高等教育出版社 .2020. [3] 丁德全 . 金屬工藝學(xué) . 北京 :北京機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. [4] 夏立芳 . 金屬熱處理工藝學(xué) . 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2020. [5] 趙品 ，謝輔州，孫振國(guó) . 材料科學(xué)基礎(chǔ)教程 . 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2020. [6] 劉瑞堂 . 機(jī)械零件失效分析 . 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2020. [7] 孫茂才 . 金屬力學(xué)性能 . 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2020. [8] 高朝祥 . 金 屬材料及熱處理 . 北京 :北京化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. [9] 王冰 ,劉力 . 機(jī)械制圖 . 北京 :高等教育出版社 .2020.