【正文】 最廣的合金彈簧鋼，被廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)上的板簧、螺旋彈簧以及安全閥用彈簧等。因此，要求彈簧材料具有高的彈性極限，尤其要具有高的屈強(qiáng)比，高的疲勞強(qiáng)度以及足夠的塑性和韌性。主加元素有鉻、鎳、錳、硅、硼等，以增加鋼的淬透性，同時(shí)還強(qiáng)化鐵素體。 熱處理后滲碳層的組織由回火馬氏體+粒狀合金碳化物+少量殘余奧氏體組成，表面硬度一般為58～64HRC。二、合金滲碳鋼 滲碳鋼通常是指經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后使用的鋼。 良好的焊接性。這就使淬火鋼的強(qiáng)度、硬度下降緩慢，提高了鋼抵抗軟化的能力，即提高了鋼的回火穩(wěn)定性。三、阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大 強(qiáng)碳化物形成元素釩、鈮、鋯、鈦等容易形成特殊碳化物，鋁在鋼中常以AIN、Al2O3的細(xì)小質(zhì)點(diǎn)存在，它們都彌散地分布在奧氏體晶界上，由于比較穩(wěn)定，不易分解溶入奧氏體，從而對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大起機(jī)械阻礙作用。它們不與碳形成碳化物而固溶于鐵的晶格中，或形成其它化合物。 (三) 特殊性能鋼 特殊性能鋼的牌號(hào)表示方法與合金工具鋼的基本相同，只是當(dāng)其平均 ωc ≤％ 和 ωc≤％ 時(shí)，在牌號(hào)前分別冠以“00”及“0”。二、合金鋼的編號(hào) (一) 合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由三部分組成，即“兩位數(shù)字+元素符號(hào)十?dāng)?shù)字”。主要包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等等。 根據(jù)我國(guó)的資源情況，富產(chǎn)的元素有硅、錳、鉬、鎢、釩、硼及稀土元素，而鉻、鎳，特別是鈷稀缺。其分類如下：隨著生產(chǎn)的迅速發(fā)展，特別是電子產(chǎn)業(yè)、航空航天技術(shù)的突飛猛進(jìn)，不斷地對(duì)材料的性能提出了愈來(lái)愈高的要求。焊接性能：指金屬材料通過(guò)加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個(gè)或兩個(gè)以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。 （微裂紋——應(yīng)力集中——沖擊——裂紋擴(kuò)展） 六 疲勞強(qiáng)度： 問(wèn)題提出：許多零件如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等在交變載荷作用下，發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力遠(yuǎn)低于該材料的屈服強(qiáng)度，這種現(xiàn)象——疲勞破壞。,稱為條件屈服極限. 二 剛度： 金屬材料在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。塑性變形：在外力消失后留下的這部分不可恢復(fù)的變形。金屬材料與金屬切削加工原理作者：日期：第一章 金屬材料的性能第一節(jié) 金屬材料的主要性能兩大類：1 使用性能：機(jī)械零件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能。（金屬之間的連續(xù)性沒(méi)破壞）塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來(lái)表示。2 有些材料在拉伸圖中沒(méi)有明顯的水平階段。五 沖擊韌性ak 材料抵抗沖擊載荷的能力 常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊韌性,標(biāo)準(zhǔn)試樣一次擊斷,用試樣缺口處單位截面積上的沖擊功來(lái)表示akak=Ak/F(J/m2) Ak=G(Hh) G重量 F缺口截面 1 脆性材料一般不開(kāi)口,因其沖擊值低,難以比較差別. 1 ak↑,沖擊韌性愈好. 2 Ak不直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算:在生產(chǎn)中,工件很少因受一次大能量沖擊載荷而破壞,多是小沖擊載荷,多次沖擊引起破壞,而此時(shí),主要取決于強(qiáng)度,故設(shè)計(jì)時(shí), ak只做校核. 3 ak對(duì)組織缺陷很敏感,能夠靈敏地反映出材料品質(zhì),宏觀缺陷,纖維組織方面變化. 所以,沖擊試驗(yàn)是生產(chǎn)上用來(lái)檢驗(yàn)冶煉、熱加工、熱處理工藝質(zhì)量的有效方法。金屬的化學(xué)性能,決定了不同金屬與金屬,金屬與非金屬之間形成化合物的性能,使有些合金機(jī)械性能高,有些合金抗腐蝕性好,有的金屬在高溫下組織性能穩(wěn)定. 如耐酸,耐堿等，如化工機(jī)械,高溫工作零件等 三 工藝性能 金屬材料能適應(yīng)加工工藝要求的能力. 鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時(shí)體積收縮的能力；偏析指化學(xué)成分不均性。第二章 常用工程材料在機(jī)械、工程等工業(yè)領(lǐng)域中，采用的材料種類及品種繁多、涉及范圍及其廣泛。常用的合金元素有錳、鉻、鎳、硅、鉬、鎢、釩、鈦、鋯、鈷、鈮、銅、鋁、硼、稀土 (RE) 等。 特殊性能鋼——具有某種特殊物理或化學(xué)性能的鋼。(三) 按正火后的組織分類 將一定截面的試樣 (φ25mm) ，在靜止空氣中冷卻后，按所得組織可分為珠光體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼和鐵素體鋼等。 高速鋼不論其碳含量多少，在牌號(hào)中都不予標(biāo)出，但當(dāng)合金的其它成分相同，僅碳含量不同時(shí)，則在碳含量高的牌號(hào)前冠以“C”字母，如W6M05Cr4V2鋼和CW6M05Cr4V2鋼，前者ωc =％～％，后者 ωc = ％～％，其余成分相同。 非碳化物形成元素有：鎳、鈷、銅、硅、鋁、氮、硼等。在鋼中存在彌散分布的特殊碳化物時(shí)，將顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度與耐磨性而不降低韌性，這對(duì)提高工具鋼的使用性能極為有利。由于合金元素溶人馬氏體，使原子擴(kuò)散速度減慢，因而在回火過(guò)程中，馬氏體不易分解，殘余奧氏體不易轉(zhuǎn)變，碳化物不易析出，析出后也不易聚集長(zhǎng)大。其屈服強(qiáng)度比碳鋼提高30％～50％以上，尤其是屈強(qiáng)比 (σs／σb ) 提高得更明顯。其中16Mn（Q345）是我國(guó)發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、各種性能配合較好的鋼材，故應(yīng)用最廣。 合金滲碳鋼的熱處理，一般是滲碳后直接淬火和低溫回火。碳含量過(guò)低，不易淬硬，回火后達(dá)不到所需硬度；碳含量過(guò)高，則韌性不足。彈簧是利用其在工作時(shí)產(chǎn)生的彈性變形來(lái)吸收能量，以緩和振動(dòng)和沖擊，或依靠彈性儲(chǔ)存能量，以驅(qū)動(dòng)機(jī)件完成規(guī)定的動(dòng)作。 彈簧經(jīng)熱處理后，一般還要進(jìn)行噴丸處理，使表面強(qiáng)化，并在表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，以提高彈簧的疲勞強(qiáng)度和壽命。 滾動(dòng)軸承鋼的熱處理主要為球化退火、淬火和低溫回火。對(duì)刃具鋼的性能要求是：高的硬度和耐磨性，高的熱硬性，足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性。最終熱處理后的組織為細(xì)回火馬氏體、粒狀合金碳化物及少量的殘余奧氏體，一般硬度可達(dá)60—65HRC。 2．高速鋼的鍛造 高速鋼鑄態(tài)組織中含有大量的魚(yú)骨狀碳化物 (見(jiàn)圖64)，分布很不均勻，顯著降低了鋼的力學(xué)性能，特別是韌性。高速鋼的淬火加熱溫度很高(1200～1300℃)，目的是為了使碳化物盡可能多地溶人奧氏體，從而提高淬透性、回火穩(wěn)定性和熱硬性。 W18Cr4V 是我國(guó)發(fā)展最早的高速鋼，其特點(diǎn)是熱硬性較高，過(guò)熱敏感性較小，加工性好。如T10A、9SiCr、CrWMn、9Mn2V 等。Cr12 型鋼經(jīng)淬火及回火后的組織為回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體。 制作熱壓模的常用鋼為3Cr2W8V鋼。有時(shí)在磨削加工后，還要在120～150℃保溫8h進(jìn)行二次穩(wěn)定化處理，以消除磨削產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，從而進(jìn)一步穩(wěn)定尺寸。 這類鋼由于碳含量降低，鉻含量又較高，使鋼從室溫加熱到高溫 (960～1100℃) ，其組織始終是單相鐵素體，故其耐腐蝕性(對(duì)硝酸、氨水等) 和抗氧化性 (在700℃以下) 均較好。 這類鋼的熱處理主要是固溶處理。 (一) 珠光體耐熱鋼 珠光體耐熱鋼是低合金耐熱鋼，鋼中含的合金元素總量不超過(guò)3％～5％。主要熱處理是退火，其目的是消除鋼在冷加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 這類鋼的耐熱性優(yōu)于珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼，并具有很好的冷塑性變形性能和焊接性能，塑性、韌性也較好，但切削加工性較差。這種鋼極易產(chǎn)生加工硬化，使切削加工困難。 高錳鋼在一般機(jī)器零件的工作條件下并不耐磨。主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以一個(gè)以上。耐熱性愈好，刀具材料允許的切削速度愈高。在碳素工具鋼中加入少量的Cr、W、Mn等元素，形成合金工具鋼。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷類 (YG) 、鎢鈷鈦類 (YT) 和通用類 (YW)三大類。過(guò)小，會(huì)使副切削刃與已加工面的摩擦增加，引起震動(dòng)，降低表面質(zhì)量。當(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩擦力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成一層很薄的“滯流層”，當(dāng)滯流層與前刀面的摩擦阻力超過(guò)切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤.有利方面保護(hù)刀具增加工作前角積屑瘤硬度很高可代替切削刃進(jìn)行切屑，減少刀具的磨損積屑瘤的存在，使刀具的實(shí)際工作前角增大可減小切削變形和切削力，使切削輕快不利方面影響工件尺寸精度影響工件表面粗糙度積屑瘤破裂后會(huì)劃傷表面，加快刀具磨損會(huì)形成硬點(diǎn)和毛刺，使工件表面粗造度值增大時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)，使切削力產(chǎn)生波動(dòng)而引起振動(dòng)積屑瘤的頂端突出于切削刃之外，使實(shí)際的切削深度不斷變化 （2）積屑瘤的控制影響積屑瘤的因素工件材料切削用量刀具角度切削液等控制措施要避免在中溫、中速加工塑性材料增大前角可減小切削變形，降低切削溫度，減小積屑瘤的高度采用潤(rùn)滑性能優(yōu)良的切削液可減少甚至消除積屑瘤 刀具的磨損及刀具的耐用度１．刀具的磨損形式KT 表示前刀面磨損的月牙洼的深度，VB 表示主后刀面磨損的高度。 33 提高生產(chǎn)效率的途徑 金屬材料的切削加工性 切削加工性(cutting behavior)是指材料加工的難易程度。 臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)分析一、車床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)二、車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)