河海大学 工程材料 机器零件用钢

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1、工程材料A第三章机器零件用钢机电工程学院第三章机器零件用钢一、概述二、调质钢三、弹簧钢四、渗碳钢五、滚动轴承钢六、特殊用途钢§3-1概述前言一、机器零件用钢------用于制造各种机器零件所用的钢种。二、用途---各种轴类零件、齿轮、弹簧或轴承等，是机械制造业中广泛使用并用量较大的钢种。三、零件用钢以力学性能为主、工艺性能为辅。1、力学性能要求⑴较高的疲劳强度或耐久强度；⑵高的σs、σb及较高的断裂抗力；⑶良好的耐磨性和接触疲劳强度；⑷较高的韧性，以降低缺口敏感性。使用状态：淬火+回火态，即强化态。第三章机器零件用钢三、零件用钢以力学性能为主、工艺性能

2、为辅。影响零件用钢力学性能的主要因素：①含C量；②回火温度；③合金元素的种类和数量。2、工艺性能要求生产工艺：型材→改锻→毛坯热处理→切削加工→最终热处理→磨削主要工艺性能：切削加工性；热处理性能第三章机器零件用钢§3-1概述§3-1概述学习要点：1、分析机械零件服役条件（受力形式）、失效形式等2、按零件服役技术要求，设计合金钢（化学成分要求，C含量、加入合金元素等；材料牌号的规律性），材料种类、系列，典型材料牌号3、材料的热处理工艺、热处理后的组织要求，典型的热处理工艺、组织形貌4、满足服役条件的热处理后（组织）的机械性能第三章机器零件用钢§3-1概

3、述常用工具（Fe-C相图、热处理工艺曲线、热处理工艺）第三章机器零件用钢§3-1概述常用工具（合金元素影响、淬火曲线、材料C曲线）第三章机器零件用钢§3-2调质钢调质钢--经过淬火+高温回火(调质处理)而使用的结构钢。调质处理后的组织：回火S，具有良好的综合机械性能，即强度高、塑性和韧性好，是应用最广的机器零件用钢。一、调质钢的工作条件及性能要求1.工作条件重要机械零件，受力复杂（多应力载荷）2.力学性能要求指标：σb≈800~1100MPa,σ0.2≈700~1000MPa,δ=9~15﹪,ψ=45~55﹪,αk≈60~120J/c㎡,Tk≦-40℃

4、。3、失效形式：疲劳断裂第三章机器零件用钢调质件（螺杆）§3-2调质钢二、组织特点组织：中碳回火S（淬火M高温回火）分布：基体F中弥散强化相（粒状碳化物）三、化学成分⒈含C量：一般在0.3～0.5﹪。a.含C量↓，不易淬硬，回火后硬度不足；b.含C量↑，则韧性不足。⒉主加元素：Mn(<2﹪)、Si(<2﹪)、Cr(<2﹪)、Ni(<4.5﹪)、B(<0.004﹪)作用：a.↑淬透性；b.强化F。第三章机器零件用钢回火索氏体§3-2调质钢⒊辅加元素：少量的W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素。作用：a.细化晶粒；b.↑回火稳定性；c.↑强韧性。其中W、M

5、o：防止第二类回火脆性。第三章机器零件用钢§3-2调质钢四、热处理⒈预备热处理（机加工前的热处理工艺）目的：降低硬度，细化晶粒，改善组织（消除不良组织和防止不良组织和防止白点产生）。第三章机器零件用钢①碳钢和合金含量低的钢：正火或退火；②合金元素较多、淬透性较好的钢：正火+高温回火或完全退火；③硼钢：正火+高温回火。在750℃左右慢冷易产生“硼脆”现象，避免采用退火。§3-2调质钢⒉最终热处理（机加工后（半成品）热处理）钢材的性能达到零件使用条件下的性能要求。多采用调质热处理。目的：获得具有良好综合力学性能的回火S。第三章机器零件用钢7500X1000

6、X最终性能取决于回火温度的选择：①当要求高塑性、高韧性及一定的强度时：500～600℃回火，获得回火S；②要求表面有良好的耐磨性时：再进行表面淬火或化学热处理（如氮化处理）；③要求零件有较高的强度和适当的塑性、韧性时：200～250℃回火，获得回火M；或采用约450℃回火，获得回火T。§3-2调质钢应用举例42CrMo第三章机器零件用钢汽缸螺栓性能要求：b900N/mm2s700N/mm2HB＝300～34112％、50％αKU80J/cm2工艺过程：下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工问题：正火工艺参数选择？§3-2调质钢五、常用

7、调质钢根据淬透性的高低，分为三类：①低淬透性调质钢40、45钢（d0水=8~17㎜）45Mn2、40Cr、38CrSi、40CrV、40MnVB（d0油=30~40㎜）；②中淬透性调质钢常用的有Cr-Mo钢（35CrMo、42CrMo）、Cr-Mn钢（40CrMn）、Cr-Mn-Si钢（35CrMnSi）及Cr-Ni钢（40CrNi）（d0油=40~60㎜）；第三章机器零件用钢§3-2调质钢③高淬透性调质钢：常用的有：Cr-Mn-Mo钢（40CrMnMo）、Cr-Ni-Mo钢（40CrNiMo）、25Cr2Ni4WA等（d0油=40~60㎜）表3.1（

8、说明下页）六、调质零件用钢的发展方向（自学）七、材料牌号的说明1、C含量：40--0.4%C2