文档介绍：第三章机械制造结构钢
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制造各种机械零件:轴、齿轮、轴承、紧固件、连接件等。
工作特点:承受各种载荷,且周期作用。
性能要求:足够高的强度、塑性、韧性和疲劳强度。
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第一节结构钢的强度、脆性、淬透性
中碳回火索氏体钢
低碳马氏体钢σb=1200~1400MPa
中碳低合金马氏体钢σb=1400~2000MPa
微碳马氏体时效钢σb=1900~2300MPa
形变热处理中合金钢σb=2400~3200MPa
高碳冷拉钢丝σb=3000~4000MPa
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强度的提高,往往带来韧性、塑性的恶化
材料设计时:
若在弹性范围内,根据比例极限σp来计算,称为弹性设计。
若允许少量塑性变形,根据屈服强度σs来计算,称为塑性设计。
意外情况:在应力远低于屈服强度下还会发生变形和断裂。因此脆性也非常重要,要进行韧性设计。
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韧性指标:a-冲击韧性
b-韧-脆转化温度
c-断裂韧性KIC:材料抵抗裂纹突然扩展的能力
断裂强度:
α-裂纹突然扩展时裂纹尺寸之半
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淬透钢的优点:高强度、高屈服比σs/ σb、最高的断裂韧性KIC值、最高的疲劳强度、冲击韧性、最低的韧-脆转化温度FATT50。
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合金元素对淬透性有促进作用,按下列顺序依次增大:镍、硅、铬、钼、锰、硼
碳也能增加淬透性,但如果形成了未溶碳化物,则降低淬透性。
淬透性乘子f:合金元素增加钢淬火时临界直径尺寸的能力。
淬火后,圆棒达到中心50%马氏体的直径长度
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临界直径
DI=DIC×fSi×fMn×fCr×fNi×…
在确定合金元素增大临界直径DI之前,首先要确定碳的作用与奥氏体晶粒尺寸的作用。
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顶端淬火曲线:合金结构钢的淬透性表征
合金钢
碳素钢
HR
距顶端距离/mm
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