《机械制造结构钢》PPT课件

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1、Chapter3机械制造结构钢主要内容调质钢弹簧钢滚动轴承钢渗碳钢氮化钢马氏体结构钢特殊用途钢基本要求：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：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。教学要求Chapter3机械制造结构钢一、应用背景机械制造结构钢也称机器零件用钢，是在优质碳素结构钢的基础上发展起来的，用于制造各种机械零件所用的钢种，故此得名。如各种齿轮零件、轴（杆）类零件、弹簧、轴承及高强度

2、结构件等。广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。3.0引言Chapter3机械制造结构钢拨叉变速齿轮变速箱3.0引言Chapter3机械制造结构钢齿轮曲轴汽车万向节连杆3.0引言Chapter3机械制造结构钢弹簧拉力弹簧离合器弹簧蝶形弹簧3.0引言板弹簧Chapter3机械制造结构钢滚珠滚珠轴承3.0引言Chapter3机械制造结构钢履带铁轨分道叉破碎机颚板挖掘机斗齿3.0引言Chapter3机械制造结构钢3.0引言Chapter3机器零件用合金结构钢二、机械制造结构钢的服役条

3、件主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等力的作用，或者是它们中的多种载荷的交互作用。服役环境是大气、水和润滑油，温度在-50℃~+100℃范围之间。机器零件要求结构紧凑、运转快速准确以及零件间有合适的公差配合等。由此便决定机器零件用钢在性能上要求与工程构件用钢有所不同。3.0引言Chapter3机械制造结构钢三、机器零件用钢对力学性能要求要求强度和韧性以保证机器零件体积小、结构紧凑及安全性好；要求有良好的疲劳性能与耐磨性等。因此对机器零件用钢必须进行热处理强化以充分发挥钢材的性能潜力，所以

4、机器零件用钢的使用状态通常为淬火加回火态，即强化态。3.0引言Chapter3机械制造结构钢对钢材的其它工艺性能（如冶炼性能、浇注性能、可锻性能等）也有要求，但一般问题不大。机器零件用钢通常以力学性能为主，工艺性能为辅。3.0引言Chapter3机械制造结构钢3.1调质钢结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合机械性能，有较高的强度，良好的塑性和韧性。适用于这种热处理的钢种称为调质钢。Chapter3机械制造结构钢一、调质钢的化学成分特点碳中碳，碳含量一般在0.3%~0.5%；钢中的碳保证有足够多的碳化物体积分数

5、以获得高的强度。碳含量过低时，淬硬性不够；碳含量过高则韧性下降。3.1调质钢Chapter3机械制造结构钢2.合金元素主加合金元素：Cr、Mn、Si、Ni；辅加合金元素：Mo、W、V、Ti、Al、B等。重要的调质钢，一般都含有多种合金元素。合金元素SiMnCrNi含量范围(wt%)0.6-1.40.8-1.80.8-1.71.0-4.5合金元素MoVWTiAlB含量范围(wt%).0.1-0.50.05-0.20.6-1.20.05-0.10.5-1.2<0.004Chapter3机械制造结构钢3.1调质钢合

6、金元素的作用：提高淬透性；Cr、Mn、Si、Ni溶于α相，起固溶强化作用。Cr、Mo、W、V等阻碍α相的再结晶，也可阻碍碳化物在高温回火时的聚集长大，使钢保持高硬度。加入Mo、W来防止回火脆性。V、Ti、Al起细化晶粒的作用。Chapter3机械制造结构钢3.1调质钢二、对调质钢的淬透性要求调质零件上马氏体层的厚度应根据零件在工作时经受应力的类型及大小来确定，并据此来确定对淬透性的要求。例如：某些轴类零件，它们承受弯曲力，表面受到最大的张应力，随着离表面的距离增大，应力逐渐减低，所以只要求在淬火轴的1/2半径

7、处达到80％马氏体即可。例如：某些重要的销钉或螺栓，在工作时，整个截面上受到大的剪切力或拉力，因此要求零件在整个截面上淬成马氏体。需要根据淬透性曲线来选择钢种。Chapter3机械制造结构钢3.1调质钢三、调质钢的热处理特点1预备热处理为了便于切削加工和改善钢件因热加工不当而造成的粗晶组织和带状组织，需要进行预备热处理。合金含量较少的钢在轧制和锻造后的组织多半是珠光体，对此类钢一般采用在AC3线以上加热进行正火。3.1调质钢Chapter3机械制造结构钢合金含量较多的钢在轧制和锻造后的组织多为马氏体组织，对

8、此类钢一般采用在AC3线以上加热进行正火，随后再进行一次高温回火，使马氏体型钢的强度由HB380～550降至HB207～240，可以顺利地进行切削加工。2最终热处理（1）淬火将钢件加热至AC3线以上进行淬火，淬火温度由钢的成分来决定，淬火介质根据钢件尺寸大小和钢的淬透性加以选择。Chapter3机械制造结构钢3.1调质钢（2）回火根据所要求的性能来决定回火温度，回火是使调质钢的性能定型化的重要工序。