文档介绍：第七章机器零件用钢
概述
轴类零件用钢
齿轮用钢
弹簧用钢
滚动轴承用钢
易切削钢
典型零件选材及工艺分析
概述
机器零件用钢是指用于制造各种零件所用的钢种,如轴类、齿轮和弹簧等。
增压柴油机曲轴
汽车变速箱齿轮
可锻性、切削加工性及热处理工艺性能
机器零件的生产工艺
型材——改锻——毛坯热处理——机械加工——最终热处理——精加工
工艺性能
使用性能
1、常温及温度波动不大条件下承受动载荷
较高的疲劳强度
2、需要承受短时间过载
高的抗塑变能力和抗断裂能力
3、零件相互间产生摩擦
耐磨性
4、零件结构复杂,具有不同形式缺口,产生应力集中
较高的韧性及较低的缺口敏感性
抗疲劳强度和耐磨性更为重要。
机器零件用钢的使用状态一般是淬火+回火,称为强化状态。
根据强化范围分为整体强化和表面强化。
机器零件用钢是不同含碳量的碳钢和合金钢。
根据含量分:%左右、%左右、%—%左右和1%左右。
合金元素总质量分数一般在3%~5%,最多不大于10%。
影响机器零件力学性能的主要因素有三方面:
(1)碳含量;(2)淬火后的回火温度;(3)合金元素种类和数量。
轴类零件用钢
根据轴的工作状态:
(1)不传递动力,只承受弯矩起支撑作用的心轴;
(2)通过旋转运动来传递力矩的传动轴。
工作条件:
承受交变应力;相对滑动产生摩擦;
承受一定的冲击载荷
螺钉、螺栓、连杆等与轴的工作条件近似,统称轴类零件。
轴类零件的工作条件及性能要求
(一)工作条件
(二)性能要求
1、高的疲劳极限(利于承受交变应力)
多数轴类零件通过建立疲劳与普通拉伸性能之间的经验公式加以解决。
钢的塑变抗力指标(σb、σs)越高,疲劳极限越高。
Φk:极限塑形指标
适用于中、低碳钢。
2、良好的冲击韧性(利于承受一定的冲击载荷)
轴上面存在台阶、键槽及油孔等,为减少应力集中效应以减轻缺口效应,要求具有良好的抗冲击韧性、断裂韧性及塑性。
3、轴的表面或局部表面有一定的耐磨性(利于承受摩擦)
通过热处理强化使轴类零件获得良好的综合性能。
一般采用整体强化。
含碳量、回火温度对淬火钢机械性能的影响
低、中、高碳钢随回火温度的升高,强度(σb、σs)不断下降、塑性(δ、φ)不断上升,弹性极限(σe)先升后降。
原因:碳化物片状—粒状,滑移阻力减少。
(一)淬火回火钢的拉伸性能
用冲击韧性(αk)、断裂韧性(KIC)及极限塑性(δk、φk)衡量
低温回火(<200oC):
马氏体分解和部分应力消除,导致韧性和塑性得以改善。
但表现出较大的缺口敏感性。
(二)淬火回火钢的断裂抗力
钢的韧性和塑性均较低,脆性大。随含碳量的增加,脆性增加(C%>4%,无颈缩)。
淬火状态下
淬火+回火状态下