齿轮用材性能要求1高的弯曲疲劳强度2高3

2. 轴类零件的选材
承受中等载荷、中等转速、精度要求较高、有低的 冲击和交变载荷的轴类零件，可选用低淬性合金调 质钢。性能要求更高一些的可选用中或高淬透性合 金调质钢。为了提高轴表面的耐磨性，还可进行表 面淬火及低温回火。
要求高精度、高尺寸稳定性及高耐磨性的轴，如镗 床主轴，常选用氮化钢，进行调质和氮化处理
喷丸强化----端面磨平
其中淬火和回火工艺同汽车板簧。
第三节 工程材料的应用
一、汽车零件用材
1. 缸体和缸盖
缸体材料必须满足下列要求： 1）有足够的强度和刚度，特别是有足够的刚度，以减小变形， 保证尺寸的稳定性。 2）良好的铸造性和切削性 3）价格低廉
（2）主要失效形式
1）塑性变形 2）疲劳断裂 3）快速脆性断裂 4）在腐蚀介质中使用的弹簧易产生应力腐蚀断裂失效；高温下使
用的弹簧易出现蠕变和应力松弛，产生永久变形。
（3）对弹簧用材性能要求
1）高的弹性极限和屈强比（σs/σb） 2）高的疲劳强度 3）好的材质和表面质量 4）某些弹簧需要良好的耐蚀性和耐热性
当强度摩擦，并承受较大冲击和交变载荷作用时， 可采用合金渗碳钢制造。
三、弹簧类零件的选材
1. 弹簧的工作条件、失效形式及性能要求 （1）工作条件
1）弹簧在外力作用下，压缩、拉伸、扭转时材料将承受弯曲应力 或扭转应力。
2）缓冲、减震或复原用的弹簧，承受交变应力和冲击载荷的作用 3）某些弹簧受到腐蚀介质和高温的作用
二、轴类零件的选材
1. 轴的工作条件、失效形式及性能要求
（1）一般轴的工作条件
1）传递一定的扭矩，承受一定的交变弯矩和拉、压载荷。 2）轴颈承受较大的摩擦
3）承受一定的冲击载荷

（2）主要失效形式
1）疲劳断裂 2）断裂失效 3）磨损失效
长期受扭转和弯曲交变载荷作用 大载荷或冲击载荷作用 轴颈或花键处过度磨损
2. 弹簧零件的选材
弹簧种类很多，载荷大小相差悬殊，使用条件和环境个不相同。 在实际生产中多选用弹性极限高的金属材料来制造。
3. 典型弹簧选材举例
（1）汽车板簧 （2）火车螺旋弹簧
（1）汽车板簧
汽车板簧用于减震和缓冲，承受很大的交变应力和冲击载荷，
需要高的屈服强度和疲劳强度。中重型汽车板簧用50CrMn，
齿轮，选用中碳钢（如Q375\40\45\50\50Mn等）制 造，常用正火或调质等处理制成软齿轮齿轮，正火 硬度为160-200HBW，调质硬度一般为200280HBW。这类齿轮硬度适中，齿轮加工可在热处 理后进行。主要用于标准系统减速箱齿轮，以及冶 金机械、重型机械和机床中的一些次要齿轮。
（1）钢制齿轮 中载、中速、受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿
的齿轮，其毛坯用锻造难以加工时需要采用铸钢。 （2）其它齿轮 灰铸铁可用于制造开式传动齿轮，常用的牌号有HT200、
HT250、HT300等。只适用于制造一些轻载、低速、不受冲 击的齿轮。 对仪表齿轮或接触腐蚀介质的轻载齿轮，常用抗蚀、耐磨的 有色金属型材制造 在轻载、无润滑条件下工作的小型齿轮，可以选用工程塑料 制造。
（1）钢制齿轮 精密传动齿轮或磨齿轮有困难的硬度齿面齿轮，要
求精度高、热变形小，宜采用氮化钢（35CrMo、 38CrMoAl等）制造。热处理采用调质及氮化。其缺 点是硬化层薄，不耐冲击，不适用于重载齿轮，多 用于载荷平稳的精密传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。
（1）铸钢齿轮 某些尺寸较大（直径大于400mm）、形状复杂并受一定冲击
（3）对轴用材料性能要求
1）良好的综合力学性能 2）高的疲劳强度 3）良好的耐磨性
2. 轴类零件的选材 轻载、低速，不重要的轴（如心轴、联轴节、拉杆、
螺栓等）可选用Q235、Q275等碳素结构钢材制 造。这类钢通常不进行热处理。 当受中等载荷且转速精度要求不高、冲击与循环载 荷较小的轴类零件（如曲轴、连杆、机床主轴等） 常选用中碳优质碳素结构钢，并经调质或正火处理。 为了提高轴表面的耐磨性，还可进行表面淬火及低 温回火。
55SiMnV钢；重型大截面板簧用55SiMnMoV、55SiMnVNb。
其工艺路线为：
热轧钢带（板）冲载下料----压力成型----淬火----中温回火----喷丸
强化
（2）火车螺旋弹簧
火车螺旋弹簧用于机车和车厢的缓冲和吸震，其使用条件和性能
与汽车板簧相近。
其工艺路线为：
热轧钢棒下料----两头制扁----热卷成型----淬火----中温回火----
疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏 、过载断裂 （3）齿轮用材性能要求 1）高的弯曲疲劳强度 2）高的接触疲劳强度和耐磨性 3）齿轮心部要有足够的强度和韧性 2. 齿轮零件的选材 3. 典型齿轮选材举例 （1）机床齿轮 （2）汽车齿轮
（1）钢制齿轮 轻载，低、中速，冲击力小，精度要求较低的一般
第二节 典型零件的选材及工艺路线设计
一、齿轮类零件的选材
1. 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求
齿轮是机械工业中应用最广的零件之一，主要用于传递扭矩和调 节速度。 （1）工作时的受力情况 1）由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。 2）齿面相互滑动和滚动，承受较大的接触力，并发生强烈的摩擦。 3）由于换档、启动或啮合不良，齿部承受一定的冲击。 （2）主要失效形式 1）疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2）齿面磨损。3）齿面接触疲劳破坏 。4）过载断裂。
轮，选用中碳钢或合金调质钢（如45、50Mn、 40Cr、42SiMn等）制造，其最终热处理采用高频或 中频淬火及低温回火，制成硬面齿轮，齿轮部保持 原正火或调质状态，具有较好的韧性。大多数机床 齿轮属于这种类型。
（1）钢制齿轮 重载，中、高速，且受较大冲击载荷的齿轮，选用
低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢（如20Cr、20MnB、 20CrMnTi、30CrMnTi等）制造。其热处理是渗碳、 淬火低温回火，因淬透性高，齿轮心部有较高的强 韧性。这种齿轮的表面耐磨性、抗接触疲劳强度、 抗弯强度及心部的抗冲击能力都高于表面淬火齿轮， 但热处理变形较大，在精度要求较高时应安排磨削 加工，主要用于汽车、拖拉机变速和后桥中的齿轮