机器零件用钢

7机器零件用钢

7.1 渗碳钢

所谓渗碳钢是指经渗碳处理的钢种，碳氮共渗用钢与渗碳钢大体相同，可将其归为一类。常用渗碳钢的牌号、成分、力学性能及应用如表7-1、7-2所示。按淬透性大小可将渗碳钢分为3类。

低淬透性渗碳钢：其强度级别σb在800Mpa以下，又称为低强度渗碳钢。常用的又15、20、20Mn2、20MnV、15Cr等。由于这类钢淬透性低，因此只适用于对心部强度要求不高的小型渗碳件如套筒、链条、活塞销等。

中淬透性渗碳钢：其强度级别在800-1200Mpa范围内。这类钢的淬透性与心部强度均较高，可用于制造一般机器中较为重要的渗碳件如汽车，拖拉机齿轮，活塞销等。

高淬透性渗碳钢：其强度级别在1200Mpa以上。由于具有很高的淬透性，心部强度很高，因此可用于制造截面负荷较大的重负荷渗碳件如航空发动机齿轮、曲轴、坦克齿轮等。

注：1.钢中的磷、硫质量分数不大于0.035%

2.15、20钢的力学性能为正火状态时的力学性能，15钢正火温度为920℃，20钢正火温度为910℃。

渗碳钢热处理：渗碳钢的热处理一般是渗碳后进行淬火和低温回火，以获得高硬度表层和强韧心部。常用热处理方法有以下几种：

1.渗碳后预冷直接淬火及低温回火

这种方法适用于合金元素含量较低又不易过热的钢，如20CrMnTi、20CrTi。

2.一次淬火

渗碳后缓冷至室温，重新加热淬火并低温回火。适用于渗碳时易过热的碳钢、低合

金钢工件。

3.二次淬火

渗碳后缓冷至室温，重新加热低温回火并两次淬火。适用于本质粗晶粒钢及对性能

要求很高的工件。

7.2调质钢

经调质处理后使用的结构钢称为调质钢，具有良好的综合力学性能。根据淬透性的高低，可将其分为3类。

1.低淬透性调质钢

这类钢油淬的临界直径最大为30-40mm，典型钢种有45、40Cr等。

2.中淬透性调质钢

这类钢的油淬临界尺寸为40-60mm，典型钢种有40CrMn、35CrMo等。由于淬透性

较好，可用以制造截面尺寸较大的中型甚至大型零件，如曲轴、齿轮、连杆等。

3.高淬透性调质钢

这类钢的油淬临界直径在60mm以上，大多含有Ni、Cr等元素。为防止回火脆性，

钢中还含有Mo，如40CrNiMo等，用于制造大截面承受载荷的重要零件，如航空发

动机轴。

常用调质钢的牌号、化学成分、热处理、用途如表7-3、7-4所示。

调质钢热处理

1.预备热处理

调质钢经加工后，必须经过预备热处理以降低硬度，便于切削加工，消除热加工时造成的组织缺陷、细化晶粒、改善组织，为最终热处理做好准备。对于合金元素含量较低的钢，可进行正火退火处理；对于合金元素含量较高的钢，正火处理后可能得到马氏体组织，尚需在Ac1以下进行高温回火，使其组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便于切削加工。

2.最终热处理

调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。合金钢的淬透性比较高，可以采用较慢冷却速度淬火，一般用油淬，以避免出现热处理缺陷，调质钢的最终性能取决于回火温度，当要求强度较高时，采用较低的回火温度，反之，选用较高的回火温度。回火温度范围一般在500-650℃。

某些零件除了要求有良好的综合力学性能外，还要求工件（局部）表面有较高的耐磨性，这时零件经调质处理后，还应对零件表面进行感应加热淬火，最后低温回火，表层硬度可达56-58HRC。

未完