工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)10

1、Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)第四章第四章 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)活塞銷活塞銷( 20Cr )柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)曲軸柴油機(jī)曲軸圓錐齒輪圓錐齒輪汽車板簧汽車板簧大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧滾珠軸承滾珠軸承滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承Materials and Forming Technology 吉林大

2、學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)一、概述一、概述用途：機(jī)械結(jié)構(gòu)用途：機(jī)械結(jié)構(gòu)質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)、高級(jí)優(yōu)質(zhì)質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)、高級(jí)優(yōu)質(zhì)熱處理：需要熱處理：需要分類：兩種分類方法分類：兩種分類方法1 1、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼2 2、調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼、彈簧鋼（工藝特點(diǎn)）、調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼、彈簧鋼（工藝特點(diǎn)）Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（表二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（表4-54-5）%2 . 125. 0%90. 0%0

3、5. 0nMWWc1 1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：2 2、牌號(hào)：、牌號(hào)：Page 74Page 74Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)三、機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼三、機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼1 1、表面硬化鋼、表面硬化鋼（1 1）滲碳鋼）滲碳鋼( (表表4-8)4-8)Wc=0.1%-0.25%Wc=0.1%-0.25%種類：種類：碳鋼碳鋼低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼Materials and Forming Technology 吉

4、林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)1 1）非合金滲碳鋼（）非合金滲碳鋼（常用：常用：1515、2020） 形狀簡(jiǎn)單、受力小的小型滲碳件。形狀簡(jiǎn)單、受力小的小型滲碳件。 也可不經(jīng)熱處理使用，用于制造受力不也可不經(jīng)熱處理使用，用于制造受力不大的沖擊件、焊接件，如螺栓、螺母、螺釘大的沖擊件、焊接件，如螺栓、螺母、螺釘、杠桿、軸套、焊接容器等零件或構(gòu)件。、杠桿、軸套、焊接容器等零件或構(gòu)件。Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)2 2）合金滲碳鋼：）合金滲碳鋼：

5、 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn): :這類鋼經(jīng)滲碳、淬火這類鋼經(jīng)滲碳、淬火- -低溫回火后低溫回火后，鋼的，鋼的表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足夠表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足夠強(qiáng)度、塑性和韌性。強(qiáng)度、塑性和韌性。能夠承受在交變應(yīng)力和摩擦作能夠承受在交變應(yīng)力和摩擦作用的同時(shí)，也能承受一定的沖擊載荷下工作的機(jī)械用的同時(shí)，也能承受一定的沖擊載荷下工作的機(jī)械零件，如齒輪、凸輪、活塞銷。零件，如齒輪、凸輪、活塞銷。 成分特點(diǎn)：低碳成分特點(diǎn)：低碳 主加合金元素主加合金元素:Cr:Cr、MnMn、NiNi、B B 輔加合金元素：輔加合金元素：V V、W W、MoMo、TiTi等。等。 提高淬透性及細(xì)化晶粒。提

6、高淬透性及細(xì)化晶粒。 熱處理特點(diǎn)：熱處理特點(diǎn)：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ) 低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量鋼含合金元素總量3 % 15Cr、20Cr、20Mn2。用用 于受力小的耐磨件，如柴于受力小的耐磨件，如柴 油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 %左左 右。右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等載荷。用于中等載荷 的耐磨件，如變速箱齒輪。的

7、耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸活塞銷活塞銷( 20Cr )Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在 4 % 6 %。18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。用于大載荷等。用于大載荷 的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。 柴油機(jī)曲軸柴油機(jī)曲軸Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)20 Cr

8、MnTi 鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)20 Mn2 Ti A等級(jí)等級(jí):高級(jí)優(yōu)質(zhì)高級(jí)優(yōu)質(zhì)含鈦量含鈦量WTi1.5 %含錳量含錳量WMn 2 %含碳量含碳量WC 20 %00機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼牌號(hào)：機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼牌號(hào)：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)2 2、調(diào)質(zhì)鋼（表、調(diào)質(zhì)鋼（表4-94-9） （1 1）非合金調(diào)質(zhì)鋼（）非合金

9、調(diào)質(zhì)鋼（40 45 40Mn40 45 40Mn） Wc=0.30%-0.50% Wc=0.30%-0.50%。 主要用于制造受力比較大，一定主要用于制造受力比較大，一定的沖擊載荷工作條件下的機(jī)械零件，的沖擊載荷工作條件下的機(jī)械零件，如曲軸、連桿、齒輪、機(jī)床主軸等。如曲軸、連桿、齒輪、機(jī)床主軸等。WcWc？力學(xué)性能？熱處理方法？力學(xué)性能？熱處理方法？種類：種類：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)（2 2）合金調(diào)質(zhì)鋼）合金調(diào)質(zhì)鋼 主要用于制造在重載和沖擊載荷作用下的一些主要用于制造在重載和

10、沖擊載荷作用下的一些重要受力件。要求高強(qiáng)度的同時(shí)，還要求有高的塑重要受力件。要求高強(qiáng)度的同時(shí)，還要求有高的塑性、韌性的良好配合綜合力學(xué)性能。性、韌性的良好配合綜合力學(xué)性能。 1 1）性能特點(diǎn)：）性能特點(diǎn)：良好的綜合力學(xué)性能和合適的良好的綜合力學(xué)性能和合適的淬透性的要求。淬透性的要求。 2 2）成分特點(diǎn)）成分特點(diǎn): :中碳中碳Wc=0.25%-0.45%Wc=0.25%-0.45% Mn Si Cr Ni B V Mo W Mn Si Cr Ni B V Mo W 提高淬透性，強(qiáng)化鐵提高淬透性，強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化晶粒。素體和細(xì)化晶粒。 W Mo W Mo 可防止高溫回火脆性產(chǎn)生。可防止高溫回火脆性

11、產(chǎn)生。 3 3）熱處理特點(diǎn)：）熱處理特點(diǎn)：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ) 低淬透性調(diào)質(zhì)鋼低淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量鋼含合金元素總量3 %3 %。40Cr40Cr、40MnB40MnB等。等。 中淬透性調(diào)質(zhì)鋼中淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 %4 %左右。左右。38CrSi38CrSi、35CrMo35CrMo 等。等。圓錐齒輪圓錐齒輪柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸 常用于制造較小的齒常用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等零件。輪、軸、螺栓等零件。Materials and

12、 Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ) 高淬透性調(diào)質(zhì)鋼高淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 %4 % 10 %10 %。 制造大截面重載荷零件，如制造大截面重載荷零件，如 曲軸等用高淬透性的零件等。曲軸等用高淬透性的零件等。 38CrMoAlA 38CrMoAlA、40CrMnMo40CrMnMo、 25Cr2Ni4WA 25Cr2Ni4WA等。等。Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ) 40Cr鋼

13、制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)3 3、彈簧鋼（、彈簧鋼（65 85 60Mn65 85 60Mn） （表（表4-104-10）（1 1）非合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼）非合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼 Wc=0.6%-0.9% Wc=0.6%-0.9% 主要用于制造直徑小于主要用于制造直徑小于10mm10mm的不太重要的彈性的不太重要的彈性零件和易磨損零件。如彈簧、彈簧墊圈、軋輥等。零件和易磨損零件。如彈簧、彈簧墊圈、軋輥等。WcWc？力學(xué)性能？熱處理方法

14、？力學(xué)性能？熱處理方法？種類：種類：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)（2 2）合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼 專門制造大截面的，受到較大沖擊、振動(dòng)、周專門制造大截面的，受到較大沖擊、振動(dòng)、周期性扭轉(zhuǎn)、彎曲等交變載荷作用下，可以吸收動(dòng)能期性扭轉(zhuǎn)、彎曲等交變載荷作用下，可以吸收動(dòng)能、沖擊能和存儲(chǔ)能量時(shí)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)件運(yùn)動(dòng)的一些重、沖擊能和存儲(chǔ)能量時(shí)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)件運(yùn)動(dòng)的一些重要的彈性元件。要的彈性元件。Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技

15、術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)1 1）性能特點(diǎn)：）性能特點(diǎn)： 依彈簧的工作條件，要求合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼具依彈簧的工作條件，要求合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼具有有高的彈性極限、高的屈強(qiáng)比、高的疲勞強(qiáng)度和高的彈性極限、高的屈強(qiáng)比、高的疲勞強(qiáng)度和足夠的塑性、韌性，同時(shí)還要求良好的淬透性和足夠的塑性、韌性，同時(shí)還要求良好的淬透性和表面質(zhì)量。表面質(zhì)量。在一些特殊條件下，還要求有一定的在一些特殊條件下，還要求有一定的耐熱性和耐蝕性。耐熱性和耐蝕性。2 2） 中高碳中高碳，Wc=0.45%-0.7% Wc=0.45%-0.7% ，用于保證得到高，用于保證得到高的彈性。的彈性。 Si Cr Mo W V Si C

16、r Mo W V 提高彈性極限、淬透性、細(xì)化提高彈性極限、淬透性、細(xì)化晶粒。晶粒。 Mo W Mo W 減少高溫回火脆性，提高耐回火性。減少高溫回火脆性，提高耐回火性。3 3）熱處理特點(diǎn)：熱處理特點(diǎn)：Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)第四節(jié) 滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼滾珠軸滾珠軸承承滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)1 1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn): :

17、1 1）具有很高的接觸疲勞強(qiáng)度和足夠的彈）具有很高的接觸疲勞強(qiáng)度和足夠的彈性極限。性極限。 2 2）具有較高的、均勻的硬度和耐磨性。）具有較高的、均勻的硬度和耐磨性。62-64HRC62-64HRC。 3 3）足夠的韌性。）足夠的韌性。 4 4）良好的尺寸穩(wěn)定性、耐蝕性。）良好的尺寸穩(wěn)定性、耐蝕性。Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)2 2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 過(guò)共析過(guò)共析 Wc=0.95%-1.1%Wc=0.95%-1.1% 為獲得高硬度為獲得高硬度、高耐磨性。、高耐磨性。 Cr Si Mn Cr Si Mn 細(xì)化晶粒，增加耐磨性，提細(xì)化晶粒，增加耐磨性，提高淬透性。高淬透性。 S P S P 含量：含量：Ws0.02%Ws0.02%、 Wp0.027%Wp0.027% 屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼3 3、熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)Materials and Forming Technology 吉林大學(xué)珠海學(xué)院工程材料