3第三章机器讲义零件用钢0506
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当零件要求较高的强度和适当的塑性和韧性时， 采用200-250℃回火，以获得回火马氏体组织，或采 用450℃左右回火，以获得屈氏体组织。
3.2 调质钢
在小能量多次冲击条件下工作的零件 ，即高周疲劳时，应适当降低回火温度， 以发挥材料的强度潜力；只有对于大能量 冲击条件下的零件即低周疲劳时才适宜采 用较高的回火温度，以保证有足够的塑性 和韧性。
3．高淬透性的调质钢：油淬DC≥60-100mm， 40CrNiMo、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA；
28
六．调质零件用钢的发展动向
1．低碳马氏体型钢 2．中碳微合金非调质钢
29
§3-3弹簧钢
1. 用途
弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
30
一．弹簧的工作条件、失效方式、性能要求
弹簧功能 弹簧类型
机器零件承载着短时超负荷作用， 强度要求高
机器零件相互间存在相互滑动或 滚动
机器零件形状复杂，存在台阶、 键槽、油孔……
3.1 机械零件用钢的性能要求
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。 按热处理状态分（使用状态）： 1．一般供应或正火状态—碳钢或碳素易削钢；
24
四、调质钢的热处理 1. 预备热处理
改善切削加工性以及改善因轧、锻 不适当而造成的晶粒粗大和带状组织
对于合金元素含量较低的调质钢可进 行正火或退火处理。
对于合金元素含量较高的调质钢，因 正火后可得到马氏体组织，尚需正火后 再在Ac1以下温度进行高温回火，使其 组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便 于切削加工。
3第三章机器零件用钢0506
主要内容
调质钢 弹簧钢 渗碳钢 滚动轴承钢 特殊用途钢
2
Chapter 5 机械制造结构钢
教学要求
➢ 基本要求：
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；
掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴 承钢等的典型牌号。
➢ 重点与难点：
20
二、调质钢的组织特点
调质钢具有良好的综合力学性能的原因与其在使用状态 下组织为中碳回火索氏体有关。具有以下特点：
(1)强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证有较 高的塑变抗力和疲劳强度。
(2)组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可 能性，可以保证有良好的塑性和韧性。
(3)作为基体组织的铁素体是从淬火马氏体转变而成的， 其晶粒细小，使钢的冷脆倾向性大大减小。
12
2．淬火+回火状态: 按回火温度分为： 高温回火—调质钢； 中温回火—弹簧钢； 低温回火—滚动轴承钢、超高强度钢。 3．化学热处理： 渗碳钢
氮化用钢 4．高频淬火用钢—高、中频淬火后低温回火使用
13
§3-1 调质钢
1.用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如机 床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆百度文库螺栓等。
3.2 调质钢
五．常用调质钢
1．低淬透性的调质钢： DC < 30~40mm，40、 45淬火临界直径为8-17mm， 45MnV、40Cr、38CrSi、40CrV、40MnVB 钢等，油淬DC =30-40mm；
2．中淬透性的调质钢：油淬DC =40-60mm； 40CrMn、40CrNi、35CrMo、30CrMnSi
Max.
0.5
0.2
1.2
0.1
1.2
－
④重要的调质钢一般都含有多种合金元素。
22
三．调质钢的化学成分及热处理特点
含碳量在0.25~0.45%。常用合金元素作用：
Mn：↑↑淬透性，但↑过热倾向，↑回脆倾向； Cr：↑↑淬透性，↑回稳性，但↑回脆倾向；
Ni:↑基体韧度， Ni-Cr复合↑↑淬透性，↑回脆 ；
齿轮
连杆
曲轴
汽车万向节
14
调质件（冷却轮）
破碎机主轴
轴
螺栓
马车螺栓 支架螺栓
扩展螺栓
连杆
一、工作条件、失效方式及性能要求
1．工作条件（以轴类零件为例） 作用：传动力矩 受力：主要承受交变扭转、弯曲力；
一定的冲击力 配合处摩擦力。 2．失效方式 （1）磨损：由于硬度低，耐磨性差造成的。 （2）疲劳断裂：弯曲疲劳、扭转疲劳 3．性能要求 （1）高强度，尤其是高的疲劳强度； （2）高硬度、高耐磨性； （3）塑性韧性好； 即，良好的综合力学性能。
7
滚珠
滚珠轴承
8
履带
铁轨分道叉
破碎机颚板
挖掘机斗齿 9
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
10
力学性能要求
较高的疲 劳强度
机器零件承载着反复同向或交变 的载荷作用
较高的断 裂抗力
较高的耐 磨性
低的缺口 敏感性
粒状珠光体
2. 最终热处理
层片状珠光体
1. 预备热处理 2. 最终热处理
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
调质钢的最终性能取决于回火温度的选择。当要 求高塑性、高韧性及一定的强度时，采用500-600℃ 回火，即调质处理，获得回火索氏体组织。如零件还 要求表面有良好耐磨性时，则再进行表面淬火或化学 热处理如氮化处理。
Mo：↑淬透性,↑回稳性，细晶,↓↓回脆倾向；
V：有效细晶，(↑淬透性) ，↓↓过热敏感性。
23
总结
合金元素的作用： （1）提高淬透性：Mn Cr Si Ni B （2）提高回火稳定性：Mo Cr Si （3）细化晶粒：V Ti （4）防止第二类回火脆：W （0.8%～1.2%） Mo（0.15%～0.30%）
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。
3
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
4
变速箱 变速齿轮
拨叉
5
齿轮 汽车万向节
曲轴
连杆
3.0 引言
弹簧
板弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
3.2 调质钢
三.调质钢的化学成分：
①碳含量一般在0.3～0.5%之间； ②主加合金元素：
合金元素 Si
Mn
Cr
Ni
含量范围 (wt%)
0.6-1.4
0.8-1.8 0.8-1.7
1.0-4.5
③辅加合金元素：
合金元素 Mo
V
W
Ti
Al
B
Min.(wt%) 0.1 0.05
0.6
0.05
0.5 <0.004
储能减振
板簧，螺簧； 压簧、拉簧和扭簧等
3.2 调质钢
在小能量多次冲击条件下工作的零件 ，即高周疲劳时，应适当降低回火温度， 以发挥材料的强度潜力；只有对于大能量 冲击条件下的零件即低周疲劳时才适宜采 用较高的回火温度，以保证有足够的塑性 和韧性。
3．高淬透性的调质钢：油淬DC≥60-100mm， 40CrNiMo、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA；
28
六．调质零件用钢的发展动向
1．低碳马氏体型钢 2．中碳微合金非调质钢
29
§3-3弹簧钢
1. 用途
弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
30
一．弹簧的工作条件、失效方式、性能要求
弹簧功能 弹簧类型
机器零件承载着短时超负荷作用， 强度要求高
机器零件相互间存在相互滑动或 滚动
机器零件形状复杂，存在台阶、 键槽、油孔……
3.1 机械零件用钢的性能要求
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。 按热处理状态分（使用状态）： 1．一般供应或正火状态—碳钢或碳素易削钢；
24
四、调质钢的热处理 1. 预备热处理
改善切削加工性以及改善因轧、锻 不适当而造成的晶粒粗大和带状组织
对于合金元素含量较低的调质钢可进 行正火或退火处理。
对于合金元素含量较高的调质钢，因 正火后可得到马氏体组织，尚需正火后 再在Ac1以下温度进行高温回火，使其 组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便 于切削加工。
3第三章机器零件用钢0506
主要内容
调质钢 弹簧钢 渗碳钢 滚动轴承钢 特殊用途钢
2
Chapter 5 机械制造结构钢
教学要求
➢ 基本要求：
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；
掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴 承钢等的典型牌号。
➢ 重点与难点：
20
二、调质钢的组织特点
调质钢具有良好的综合力学性能的原因与其在使用状态 下组织为中碳回火索氏体有关。具有以下特点：
(1)强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证有较 高的塑变抗力和疲劳强度。
(2)组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可 能性，可以保证有良好的塑性和韧性。
(3)作为基体组织的铁素体是从淬火马氏体转变而成的， 其晶粒细小，使钢的冷脆倾向性大大减小。
12
2．淬火+回火状态: 按回火温度分为： 高温回火—调质钢； 中温回火—弹簧钢； 低温回火—滚动轴承钢、超高强度钢。 3．化学热处理： 渗碳钢
氮化用钢 4．高频淬火用钢—高、中频淬火后低温回火使用
13
§3-1 调质钢
1.用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如机 床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆百度文库螺栓等。
3.2 调质钢
五．常用调质钢
1．低淬透性的调质钢： DC < 30~40mm，40、 45淬火临界直径为8-17mm， 45MnV、40Cr、38CrSi、40CrV、40MnVB 钢等，油淬DC =30-40mm；
2．中淬透性的调质钢：油淬DC =40-60mm； 40CrMn、40CrNi、35CrMo、30CrMnSi
Max.
0.5
0.2
1.2
0.1
1.2
－
④重要的调质钢一般都含有多种合金元素。
22
三．调质钢的化学成分及热处理特点
含碳量在0.25~0.45%。常用合金元素作用：
Mn：↑↑淬透性，但↑过热倾向，↑回脆倾向； Cr：↑↑淬透性，↑回稳性，但↑回脆倾向；
Ni:↑基体韧度， Ni-Cr复合↑↑淬透性，↑回脆 ；
齿轮
连杆
曲轴
汽车万向节
14
调质件（冷却轮）
破碎机主轴
轴
螺栓
马车螺栓 支架螺栓
扩展螺栓
连杆
一、工作条件、失效方式及性能要求
1．工作条件（以轴类零件为例） 作用：传动力矩 受力：主要承受交变扭转、弯曲力；
一定的冲击力 配合处摩擦力。 2．失效方式 （1）磨损：由于硬度低，耐磨性差造成的。 （2）疲劳断裂：弯曲疲劳、扭转疲劳 3．性能要求 （1）高强度，尤其是高的疲劳强度； （2）高硬度、高耐磨性； （3）塑性韧性好； 即，良好的综合力学性能。
7
滚珠
滚珠轴承
8
履带
铁轨分道叉
破碎机颚板
挖掘机斗齿 9
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
10
力学性能要求
较高的疲 劳强度
机器零件承载着反复同向或交变 的载荷作用
较高的断 裂抗力
较高的耐 磨性
低的缺口 敏感性
粒状珠光体
2. 最终热处理
层片状珠光体
1. 预备热处理 2. 最终热处理
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
调质钢的最终性能取决于回火温度的选择。当要 求高塑性、高韧性及一定的强度时，采用500-600℃ 回火，即调质处理，获得回火索氏体组织。如零件还 要求表面有良好耐磨性时，则再进行表面淬火或化学 热处理如氮化处理。
Mo：↑淬透性,↑回稳性，细晶,↓↓回脆倾向；
V：有效细晶，(↑淬透性) ，↓↓过热敏感性。
23
总结
合金元素的作用： （1）提高淬透性：Mn Cr Si Ni B （2）提高回火稳定性：Mo Cr Si （3）细化晶粒：V Ti （4）防止第二类回火脆：W （0.8%～1.2%） Mo（0.15%～0.30%）
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。
3
简介
用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结
构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和 易削钢等。
4
变速箱 变速齿轮
拨叉
5
齿轮 汽车万向节
曲轴
连杆
3.0 引言
弹簧
板弹簧
离合器弹簧
拉力弹簧
蝶形弹簧
3.2 调质钢
三.调质钢的化学成分：
①碳含量一般在0.3～0.5%之间； ②主加合金元素：
合金元素 Si
Mn
Cr
Ni
含量范围 (wt%)
0.6-1.4
0.8-1.8 0.8-1.7
1.0-4.5
③辅加合金元素：
合金元素 Mo
V
W
Ti
Al
B
Min.(wt%) 0.1 0.05
0.6
0.05
0.5 <0.004
储能减振
板簧，螺簧； 压簧、拉簧和扭簧等