機械結(jié)構(gòu)用鋼ppt課件-展示頁
2025-05-14 00:10本頁面
【正文】 σ b /MPa σ s /MPa δ 5 /% ψ /% aK /J 回火索氏體 4. 常用調(diào)質(zhì)鋼 （如表 510所示） ?（ 1）低透性調(diào)質(zhì)鋼（ D0油＜ 30～ 40mm） 如 45（ U20452）、 40Cr（ A20402）等； ?（ 2）中淬透性調(diào)質(zhì)鋼（ D0油＜ 40～ 60mm ） 如42CrMo（ A30352)、 38CrMoAlA(A33382)等 ?（ 3）高淬透性調(diào)質(zhì)鋼（ D0油＞ 60mm） 如40CrNiMoA(A50403)等。 ?3. 熱處理特點 ?（ 1）預先熱處理 退火或正火。 連桿螺栓及熱處理工藝 曲軸 高強螺栓 柴油機連桿 齒輪 軸套類 破碎機主軸 調(diào)質(zhì)件（螺桿） 柴油機凸輪軸 輪盤類（ 輪輻，齒輪，鍵槽等 ） 2. 化學成分特點 ?（ 1）中碳 ?（ 2）合金化原則 主加元素： Cr、 Ni、 Mn、 Si及微量 B等，主要作用為提高淬透性，強化 F； 輔加元素： W、 Mo、 V、 Ti等，主要作用為細化晶粒、進一步提高鋼的淬透性， W、 Mo還起著防止第二類回火脆性作用。 一般調(diào)質(zhì)鋼的性能范圍大致為： σb＝ 800～1200MPa， σS＝ 700～ 1000MPa， δ＝ 8～ 15％， αK＝ 60～120J/cm2， TK＜－ 40℃ 。 ?因此，其力學性能為 高的屈服點和疲勞強度，良好的沖擊韌度和塑性，即 具有良好的綜合力學性能。 ?1. 工作條件、常見失效形式與性能要求 ?如機床主軸、汽車拖拉機后橋半軸、發(fā)動機曲軸等， 在多種應(yīng)力負荷下工作的，受力較復雜，有時還受到?jīng)_擊載荷作用 ， 在軸頸或花鍵等部位還存在較劇烈摩擦 。 合金結(jié)構(gòu)鋼的成分特點 5. 機械結(jié)構(gòu)用鋼的分類與典型鋼號 ?按熱處理工藝特點和用途不同，將其分為調(diào)質(zhì)鋼、表面硬化鋼（滲碳鋼、滲氮鋼）、彈簧鋼、滾動軸承鋼、易切削鋼以及鑄鋼等。 ? 較高碳含量的碳素鋼和合金鋼屬于 彈簧鋼 ， 可用來制造彈簧 ， 為了保證彈簧鋼的高彈性極限和疲勞強度 ， 應(yīng)采用淬火 +中溫回火的熱處理工藝 。 ? 表面要求耐磨性好及高的接觸疲勞抗力 ， 整體又承受沖擊負荷心部要求較高強韌性的零件 ， 如汽車 、 拖拉機變速箱齒輪 ， 應(yīng)選用滲碳鋼 ， 即低碳鋼或低碳合金鋼 ， 采用滲碳 、 淬火和低溫回火的熱處理工藝 。 3. Me（合金元素） 在機械結(jié)構(gòu)鋼中的作用 ?主加元素： Mn、 Cr、 Si、 Ni、 B（ 微量 ） ? 提高淬透性 ， 強化鐵素體 ， ? 提高綜合力學性能 ? 附加元素： Ti、 V、 W、 Mo ? 細化晶粒 ， 提高回火穩(wěn)定性 ， ? 抑制第二類回火脆性 （ W、 Mo） 4. 碳含量與熱處理工藝的選擇 ? 碳 是機械結(jié)構(gòu)用鋼中最主要的元素 ， 溶入奧氏體中的碳含量不僅直接決定了 M的硬度 ， 而且對 M的形態(tài)及回火后的組織性能有很大影響 。 ?鋼中合金元素可明顯提高鋼的淬透性 。 2. 淬透性 ? 淬透性對機械結(jié)構(gòu)用鋼具有十分重要的意義 。 馬氏體相變及隨后的回火轉(zhuǎn)變綜合應(yīng)用了固溶強化 、 沉淀強化 、 細晶強化和相變強化的機理 ， 是最重要 、 最經(jīng)濟的強化手段 。為保證機械零件正常工作 ， 必須要求有良好的力學性能 ， 如足夠高的強度 、 塑性 、 沖擊吸收功和疲勞強度等 。 工作環(huán)境是大氣 、 水和潤滑油 ， 工作溫度有的是在高溫 ， 有的在低溫 ， 有的還受腐蝕介質(zhì)作用 。 ?1. 工作條件與性能要求 ?2. 淬透性 ?3. Me在機器結(jié)構(gòu)鋼中的作用 ?4. 碳含量與熱處理工藝的選擇 ?5. 機器結(jié)構(gòu)鋼的分類 1. 工作條件與性能要求 ? 機械結(jié)構(gòu)用鋼 主要承受 拉 、 壓 、 彎 、 扭 、 沖擊 、 疲勞應(yīng)力 ， 且往往是幾種載荷同時作用 。 機械結(jié)構(gòu)用鋼 機械結(jié)構(gòu)用鋼綜述 調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)質(zhì)鋼 表面硬化鋼 彈簧鋼 滾動軸承鋼 易切削鋼 Brief introduction of structural steels 結(jié)構(gòu)鋼綜述 ? 機械結(jié)構(gòu)用鋼系指用以制造各種機器零件的鋼種，例如軸類、齒輪、緊固件、軸承和高強度結(jié)構(gòu)等，廣泛應(yīng)用在汽車、拖拉機、機床、工程機械、電站設(shè)備、飛機及火箭等裝臵上。為更好地識記工業(yè)用鋼，特對機械結(jié)構(gòu)用鋼就以下五個方面作一綜述。 可以是恒載或變載 ， 作用力的方向是單向或反復的 。 ? 一般機械零件的主要失效形式是變形 、 過度磨損和斷裂 。 ? 很顯然 ， 欲滿足機械結(jié)構(gòu)用鋼的性能要求 ， 必須對其進行熱處理強化 ， 才能充分發(fā)揮鋼材的性能潛力 。 而鋼的淬透性是此類鋼非常重要的工藝性能 。 淬透的鋼可在工件整個截面上均獲得高強度 、 高屈強比 、 高疲勞強度和高沖擊韌度 ， 以及低的韌脆轉(zhuǎn)折溫度 （ TK） 的性能指標 。 對淬透性要求不高的合金結(jié)構(gòu)鋼 ， 才采用單一的合金元素合金化方案； 要求較高淬透性者均采用多元少量的合金元素綜合合金化方法 。 ? 對不重要的機器零件 ， 當綜合力學性能要求不高 （ 硬度 ≤ 229HBW） 時 ，可選用中碳鋼經(jīng)正火即可 。 ? 綜合力學性能要求較高的零件 ， 如各類軸 、 連桿 、 螺栓等 ， 應(yīng)選用調(diào)質(zhì)鋼 ， 即 中碳鋼或中碳合金鋼 ， 采用調(diào)質(zhì)處理 ， 使其獲得較高強度的同時也有較高的韌度 。 ? 滾動軸承 應(yīng)選用高碳的滾動軸承鋼制作 ， 經(jīng)淬火 +低溫回火后 的軸承 ， 具有高硬度 、 高耐磨性和高的接觸疲勞抗力以及適當?shù)捻g度 。 ?i. 調(diào)質(zhì)鋼（ 45， 40Cr， 40CrNiMoA） ?ii. 表面硬化鋼（ 20Cr， 20CrMnTi, 38CrMoAlA） ?iii. 彈簧鋼（ 65Mn, 60Si2Mn, 50CrVA） ?iv. 滾動軸承鋼（ GCr15） ?v. 易切削鋼（ Y40CrSCa） ?vi. 鑄鋼（ ZG200400） 調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)質(zhì)鋼 ?調(diào)質(zhì)鋼一般指經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的中碳鋼或中碳合金鋼。 ?其 主要失效形式有 ：主要是由于承受交變的扭轉(zhuǎn)、彎曲載荷所引起的 疲勞斷裂， 以及由于工件的塑韌性不足而導致的 脆性斷裂； 在摩擦副的 配合處承受強烈摩擦磨損 ，工件本身由于硬度低、耐磨性差而造成的 過度磨損等 。同時，還要考慮斷裂韌度和疲勞裂紋擴展速率等性能。 。 另外 W、 Mo、 V、 Cr、 Si等還可有效提高鋼的回火穩(wěn)定性。 ?（ 2） 最終熱處理 調(diào)質(zhì)（組織為 回火索氏體）或調(diào)質(zhì)＋局部表面淬火、 低溫回火。 ?某 40Cr鋼制作的汽車發(fā)動機連桿螺栓的生產(chǎn)加工工藝路線如下所示
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