第八章_调制钢

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1、1Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢 2主主 要要 内内 容容 调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 渗碳钢 氮化钢3基本要求： l了解各类钢的服役条件、对钢的基本性能要了解各类钢的服役条件、对钢的基本性能要求、化学成分特点和热处理特点；求、化学成分特点和热处理特点； l掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴承钢等的典型牌号。承钢等的典型牌号。 重点与难点：l各类钢的化学成分特点、合金元素的作用、各类钢的化学成分特点、合金元素的作用、强韧化机制及热处理特点。强韧化机制及热处理特点。 教学要求教学要求Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢4 一

2、、应用背景 机械制造结构钢机械制造结构钢也称也称机器零件用钢机器零件用钢，是在优，是在优质碳素结构钢的基础上发展起来的，用于制质碳素结构钢的基础上发展起来的，用于制造各种机械零件所用的钢种，故此得名。造各种机械零件所用的钢种，故此得名。 如各种齿轮零件、轴（杆）类零件、弹簧、如各种齿轮零件、轴（杆）类零件、弹簧、轴承及高强度结构件等。广泛应用在汽车、轴承及高强度结构件等。广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、电站设备、飞机拖拉机、机床、工程机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。及火箭等装置上。 5.0 引言引言Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢5拨叉拨叉变速齿轮变速齿轮变速箱变速

3、箱5.0 引言引言Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢6齿轮齿轮曲轴曲轴汽车万向节汽车万向节连杆连杆3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢7弹簧弹簧拉力弹簧拉力弹簧离合器弹簧离合器弹簧蝶形弹簧蝶形弹簧3.0 引言引言板弹簧板弹簧Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢8滚珠滚珠滚珠轴承滚珠轴承5.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢9履带履带铁轨分道叉铁轨分道叉破碎机颚板破碎机颚板挖掘机斗齿挖掘机斗齿5.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢103.0 引言引言Chapter 3 机器零件用合金结构钢机

4、器零件用合金结构钢 二、机械制造结构钢的服役条件 主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等力的作用，弯曲、冲击、疲劳、摩擦等力的作用，或者是它们中的多种载荷的交互作用。或者是它们中的多种载荷的交互作用。服役环境是大气、水和润滑油，温度在服役环境是大气、水和润滑油，温度在-50+100范围之间。范围之间。 机器零件要求结构紧凑、运转快速准确机器零件要求结构紧凑、运转快速准确以及零件间有合适的公差配合等。由此以及零件间有合适的公差配合等。由此便决定机器零件用钢在性能上要求与工便决定机器零件用钢在性能上要求与工程构件用钢有所不同。程构件用钢有所不同

5、。5.0 引言引言Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢11 三、机器零件用钢对力学性能要求 要求强度和韧性以保证机器零件体积小、要求强度和韧性以保证机器零件体积小、结构紧凑及安全性好；结构紧凑及安全性好； 要求有良好的疲劳性能与耐磨性等。要求有良好的疲劳性能与耐磨性等。 l因此对机器零件用钢必须进行热处理强化因此对机器零件用钢必须进行热处理强化以充分发挥钢材的性能潜力，所以机器零以充分发挥钢材的性能潜力，所以机器零件用钢的使用状态通常为件用钢的使用状态通常为淬火加回火态淬火加回火态，即强化态。即强化态。5.0 引言引言Chapter 5 机械制造结构钢机械制造结构钢12对钢材的其它

6、工艺性能（如冶炼性能、对钢材的其它工艺性能（如冶炼性能、浇注性能、可锻性能等）也有要求，但浇注性能、可锻性能等）也有要求，但一般问题不大。一般问题不大。 机器零件用钢通常机器零件用钢通常以力学性能为主，工艺以力学性能为主，工艺性能为辅性能为辅。 5.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢13调质钢调质钢1调质钢的基本特点： 具有中等的碳含量； 热处理工艺为：淬火500650高温回火； 具有良好的强度、塑性及韧性配合。2. 调质钢的合金化及热处理的主要原则： 保证钢具有必需的淬透性，使零件在淬火后具有足够厚的马氏体层； 钢在高温回火后能获得预期的综合机械性能。143.3.调

7、质钢的化学成分：调质钢的化学成分：碳含量一般在0.30.5%之间； 主加合金元素： 辅加合金元素： 重要的调质钢一般都含有多种合金元素。 钢合金元素 SiMnCrNi含量范围(wt%) 0.6-1.4 0.8-1.80.8-1.71.0-4.5合金元素 MoVWTiAlBMin.(wt%)Max. 0.10.50.050.20.61.20.050.10.51.20.004154.4.调质钢的组织：调质钢的组织：调质钢经淬火高温回火后的金相组织是回火索氏体（多边形铁素体粒状碳化物）。16二、对调质钢淬透性的要求：二、对调质钢淬透性的要求：调质零件上马氏体层的厚度应根据零件在工作时经受应力的类型及

8、大小来确定，并据此来确定对淬透性的要求。例如：某些轴类零件，它们承受弯曲应力，表面受到最大的张应力，随着离表面距离的增大，应力逐渐减小，所以只要求在淬火后轴的1/2半径处达到80马氏体即可。典型的钢种40，40Cr，42CrMo的淬透性曲线见图7-1-2。图7-1-2 典型的钢种40, 40Cr, 42CrMo的淬透性曲线(括号内是淬火加热温度)17三、调质钢的合金元素与机械性能三、调质钢的合金元素与机械性能1.调质钢的硬度马氏体经高温回火后的金相组织是回火索氏体（多边形的铁素体粒状碳化物）。回火索氏体的硬度取决于铁素体的硬度和碳化物的弥散强化作用，并可用下式表示：H=HFS式中：H为钢高温回