機(jī)械工程材料復(fù)習(xí)

1、機(jī)械工程材料復(fù)習(xí)第一部分 基本知識一、概述目的掌握常用工程材料的種類、成分、組織、性能和改性方法的基本知識（性能和改性方法是重點(diǎn)）。具備根據(jù)零件的服役條件合理選擇和使用材料；具備正確制定熱處理工藝方法和妥善安排工藝路線的能力。復(fù)習(xí)方法以“材料的化學(xué)成分加工工藝組織、結(jié)構(gòu)性能應(yīng)用” 之間的關(guān)系為主線，掌握材料性能和改性的方法，指導(dǎo)復(fù)習(xí)。2）成分、組織對性能的影響硬度(HBS)：隨C,硬度呈直線增加， HBS值主要取決于組成相的相對量?？估瓘?qiáng)度()：C0.9%范圍內(nèi)，先增加，C0.91.0后，值顯著下降。鋼的塑性()、韌性()：隨著C,呈非直線形下降。3）硬而脆的化合物對性能的影響：第二相強(qiáng)化：硬

2、而脆的化合物，若化合物呈網(wǎng)狀分布：則使強(qiáng)度、塑性下降；若化合物呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：降低應(yīng)力集中程度及對固溶體基體的割裂作用，使韌性及切削加工性提高；呈彌散分布于基體上：則阻礙位錯(cuò)的移動(dòng)及阻礙晶粒加熱時(shí)的長大，使強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性僅略有下降或不降即彌散強(qiáng)化；呈層片狀分布于基體上：則使強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降。塑性變形組織與性能1）組織與性能的變化金屬塑性變形后產(chǎn)生晶格畸變，晶粒破碎現(xiàn)象，處于組織不穩(wěn)定狀態(tài)的非平衡組織，非平衡組織向平衡組織轉(zhuǎn)變：可通過再結(jié)晶、時(shí)效及回火實(shí)現(xiàn)。加工硬化， 物電阻增大、耐蝕性降低等，各向異性：產(chǎn)生纖維狀組織；晶粒破碎、位錯(cuò)密度增加；織構(gòu)現(xiàn)象

3、的產(chǎn)生；殘余內(nèi)應(yīng)力。2)變形金屬在加熱過程中組織和性能的變化回復(fù)（去應(yīng)力退火）：強(qiáng)度和硬度略有下降，塑性略有提高。電阻和內(nèi)應(yīng)力等理化性能顯著下降再結(jié)晶：形成細(xì)小的等軸晶粒。加工硬化消失，金屬的性能全部恢復(fù)。金屬的強(qiáng)度和硬度明顯，而塑性和韌性顯著，性能完全恢復(fù)到變形前的水平。熱處理組織與性能1)貝氏體的機(jī)械性能： 上貝氏體：鐵素體片較寬塑性變形抗力較低；同時(shí)，滲碳體分布在鐵素體片之間，容易引起脆斷因此，強(qiáng)度和韌性都較差。下貝氏體：鐵素體針細(xì)小，碳化物分布均勻，所以硬度高，韌性好，綜合機(jī)械性能好。 2)馬氏體的形態(tài)及機(jī)械性能板條馬氏體（又稱位錯(cuò)馬氏體。）：碳含量0.23；機(jī)械性能：不存在顯微裂紋，

4、淬火應(yīng)力小，強(qiáng)度高，塑性、韌性好。針狀馬氏體：碳含量1.0；（顯微鏡下呈針狀）機(jī)械性能：存在大量顯微裂紋，較大的淬火應(yīng)力，塑性和韌性均很差；混合組織馬氏體：碳含量在0.23一1.0之間時(shí)為板條和片狀馬氏體的混合組織。馬氏體的硬度,含碳最增加，硬度升高含碳量達(dá)到0.6以后，其硬度的變化趨于平緩。合金元素對鋼中馬氏體的硬度影響不大。3）回火組織與性能回火類型回火溫度組織性能及應(yīng)用組織形態(tài)低溫回火150250回火M（M）保持高硬度，降低脆性及殘余應(yīng)力，用于工模具鋼，表面淬火及滲碳淬火件過飽和碳化物()中溫回火350-500 回火屈氏體（T）硬度下降，韌性、彈性極限和屈服強(qiáng)度，用于彈性元件保留馬氏體針

5、形F+細(xì)粒狀Fe3C高溫回火500-650回火索氏體（S）強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、良好綜合機(jī)械性能，優(yōu)于正火得到的組織。中碳鋼、重要零件采用。多邊形F+粒狀Fe3C材料組織結(jié)構(gòu)變化實(shí)現(xiàn)的性能強(qiáng)化：第二相強(qiáng)化：硬而脆的化合物（Fe3C），若呈網(wǎng)狀分布：則使強(qiáng)度、塑性下降；若呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：使韌性及切削加工性提高；呈彌散分布于基體上：使強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性僅略有下降或不降即彌散強(qiáng)化；呈層片狀分布于基體上：強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降。三、材料熱處理、合金化與性能改善材料成形加工組織與性能的熱處理工藝（預(yù)先熱處理）退火：完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火 退火

6、：加熱保溫緩冷獲得接近平衡狀態(tài)組織。 退火目的： 改善鑄、鍛、焊粗大不均勻的組織，降硬度，提高塑性，改善冷加工工藝性。消除成分不均勻，內(nèi)應(yīng)力。1）完全退火（加熱Ac3（2030）溫度，保溫、緩冷組織：P+F目的：細(xì)化，均勻化粗大、的原始組織；降低硬度切削性；消除內(nèi)應(yīng)力；消除組織缺陷；應(yīng)用：（C%=0.30.6%）亞共折鋼，共析鋼和合金鋼鑄、鍛、軋2）球化退火加熱Ac1（1030），保溫、緩冷（或Ar1（2030）等溫）應(yīng)用：過，共析鋼、高碳合金鋼組織：球狀P（F+球狀Cem）目的：Fe3CII及Fe3C共析球化HRC，韌性切削性為淬火作準(zhǔn)備；球化退火前，正火處理，消除網(wǎng)狀碳化物，以利于球化進(jìn)行

7、。3）擴(kuò)散退火加熱10501150，保溫1020h,冷卻：爐冷組織：P+F或P+Fe3CII目的：消除偏析后果：粗晶、魏氏組織、帶狀組織，韌性、塑性較差，需完全退火或正火來細(xì)化晶粒。4）去應(yīng)力退火（再結(jié)晶退火）加熱：Ac1（100200）；保溫爐冷；目的：消除加工硬化，消除殘余應(yīng)力。正火正火：亞共析加熱Ac3 （3050）、過共析鋼加熱Accm（3050）保溫空冷，得到P類工藝。組織：S或P（FFe3C） 正火與完全退火的區(qū)別：冷速較快，組織較細(xì)，得更高的強(qiáng)度和硬度；生產(chǎn)周期較短，成本較低。 目的及應(yīng)用：預(yù)先熱處理、最終熱處理、改善切削加工性能。預(yù)先熱處理工藝應(yīng)用工具鋼：球化退火；結(jié)構(gòu)鋼：正火

8、，完全退火。表面強(qiáng)化處理的零件：調(diào)質(zhì)處理正火。改善冷塑性加工性能再結(jié)晶退火：恢復(fù)變形前的組織與性能，恢復(fù)塑性，以便繼續(xù)變形。改善機(jī)加工性能C%0.40中低碳鋼：正火，提高硬度C% 0.4O0.60：完全退火；C% 0.6的高碳鋼：球化退火，獲得粒狀珠光體。合金鋼：退火： 鑄鐵件白口層：加熱850950保溫（爐冷空冷）。消除材料的加工應(yīng)力 去應(yīng)力退火：沒有組織變化。工藝：緩慢加熱500650保溫緩冷，鋼鐵的淬火淬火原則與淬透性目的：提高硬度、強(qiáng)度、耐磨性。原則：淬硬，獲盡量完全的M；淬透，M組織表里如一；保證淬硬條件下，用緩冷介質(zhì)，以防開裂。. 淬透性：在規(guī)定淬火條件下得到M多少的能力，決定鋼材

9、淬硬深度和硬度分布的特性；是鋼的屬性。由A過穩(wěn)定性決定，表現(xiàn)為的大小。淬透性評定：用標(biāo)準(zhǔn)試樣在規(guī)定條件下淬火，能淬透的深度或全部淬透的最大直徑表示。.淬透層深度：從表面至半M區(qū)的距離。與鋼的淬透性及外在因素有關(guān)。影響因素：I 越小，淬透層越深；II工件體積越小，淬火時(shí)的冷速越快，淬透層越深；。水淬比油淬的淬透層深；.淬硬性：由M中C%，鋼的淬硬性越好。淬火工藝淬火加熱溫度亞共析碳鋼： （3050），組織：均勻細(xì)小M組織溫度太高， M粗大，淬火應(yīng)力，變形和開裂傾向增大。加熱溫度時(shí)，硬度降低。共析和過共析碳鋼：加熱：（3050）。組織：MFe3CIIAr，若在Acm以上淬火，A粗大高碳M粗大力學(xué)性

10、能，變形開裂合金鋼：加熱溫度碳鋼淬火方法單介質(zhì)淬：簡單碳鋼及合金鋼工件。碳鋼水、合金鋼、小碳鋼油雙介質(zhì)淬火 先水，后油冷卻。復(fù)雜高碳鋼及大型合金鋼工件。分級淬火 稍高于Ms的鹽浴或堿浴中保溫，再取空冷。用于：小尺寸工件及刀具。貝氏體等溫淬火：稍高M(jìn)s溫度的鹽浴或堿浴中冷卻保溫，獲得B下。用于：形狀復(fù)雜和性能較高的較小零件。深冷處理：在0以下的介質(zhì)中冷卻的熱處理工藝。目的：減少Ar獲最大數(shù)量M，提高硬度、耐磨性，穩(wěn)定尺寸。用于：精密工件，量具。表面淬火原理：（交變磁場感應(yīng)電流工件電阻加熱，集膚效應(yīng)表面加熱）工藝：水（乳化液）噴射淬火（180200）低溫回火，感應(yīng)加熱表面淬火的分類1)高頻淬火 淬

11、硬層深度0.52.5；中小零件。2)中頻淬火 淬硬層深度210；大中模數(shù)齒輪,較大軸類零件等3)工頻淬火： 淬硬層深度1020；大直徑零件。適用鋼種 中碳鋼和中碳低合金鋼： 碳素工具鋼和低合金工具鋼： 球鐵、灰鑄鐵。表面淬火的特點(diǎn) 加熱速度快)淬火組織為細(xì)隱晶馬氏體（極細(xì)馬氏體）。表面硬度23HRC，脆性。顯著提高鋼件的疲勞強(qiáng)度。鋼的合金化合金元素在鋼中的作用：提高鋼的淬透性，細(xì)化晶粒，提高鋼的回火穩(wěn)定性，防止回火脆性，二次硬化，固溶強(qiáng)化，第二相強(qiáng)化（彌散強(qiáng)化），增加韌性，提高鋼的耐蝕性或耐熱性。 形成固溶體、產(chǎn)生固溶強(qiáng)化形成含部分金屬鍵的金屬（間）化合物，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化（或第二相強(qiáng)化）溶入奧氏

12、體，提高鋼的淬透性提高鋼的熱穩(wěn)定性，增加鋼在高溫下的強(qiáng)度、硬度和耐磨性細(xì)化晶粒產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)韌化形成鈍化保護(hù)膜對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響第3章 工程材料成型過程中的行為與性能變化成分偏析枝晶偏析（微觀偏析）：局限于一個(gè)或幾個(gè)晶粒尺寸范圍內(nèi)的偏析。可用擴(kuò)散退火的方法來消除宏觀偏折（或域偏析）：同一鑄件中，表面和中心、上層和下層的化學(xué)成分也可能存在不均勻，這種較大尺寸范圍內(nèi)出現(xiàn)的偏析。消除枝晶偏析：擴(kuò)散退火或均勻化退火把有枝晶偏析的合金加熱到高溫，長時(shí)間保溫，使固溶體中原子充分?jǐn)U散以達(dá)到成分的均勻化。第5章 常用金屬材料及性能 熟悉碳鋼：    &

13、#160;   普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q215、Q235等； 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20、45、60等； 碳素工具鋼 T8、T10、T12等。     1）熟悉合金鋼主要鋼種     低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345(16Mn)、Q420(15MnVN)； 滲碳鋼 20Cr、20MnVB、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA； 調(diào)質(zhì)鋼 40Cr、40CrB、40CrNiMo、38CrSi；彈簧鋼 65Mn、50CrV、60Si2Mn； 軸承鋼 GCr9、GCr15、GCr15SiMn ； 冷模具鋼 Cr1

14、2MoV；熱模具鋼 5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V低合金刃具鋼 9SiCr、CrWMn ； 工具鋼T8、T10、T12；高速鋼 W18Cr4V ；不銹鋼 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17、 1Cr18Ni9Ti；        常用鑄鐵：HT150、HT250、KT350-10、KT450-5、QT420-10、QT800-2等        工業(yè)用鋼、鑄鐵的分類、要性能特點(diǎn)、常用熱處

15、理工藝選擇、使用態(tài)組織、典型用途及相應(yīng)組織見（表四-1）重點(diǎn)復(fù)習(xí)題型.要制造輕載齒輪、熱鍛模具、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、高速車刀、重載機(jī)床床身、傳動(dòng)軸、后橋殼、量具、彈簧、汽輪機(jī)葉片、等零件，試從下列牌號中分別選出合適的材料，及選擇對應(yīng)的熱處理方法（淬火、低溫回火、中溫回火、高溫回火、退火）。T12 HT300 W18Cr4V GCr15 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV5CrMnMo 9SiCr 1Cr13 60Si2Mn QT400-15 45 Q235答輕載齒輪量具冷沖壓模具滾動(dòng)軸承高速車刀重載機(jī)床床身材料45T12Cr12MoVGCr15W18Cr4VHT300鋼種調(diào)質(zhì)鋼炭素工

16、具鋼冷沖模具鋼滾動(dòng)軸承鋼高速工具鋼灰鑄鐵熱處理淬火高溫回火淬火低溫回火淬火中溫回火淬火低溫回火淬火高溫回火三次退火.有一個(gè)45號鋼制的變速箱齒輪，其加工工序?yàn)椋合铝襄懺?正火粗機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 精機(jī)加工 高頻表面淬火低溫回火磨加工成品，試說明其中各熱處理工序的工藝、目的及使用狀態(tài)下的組織。 .某型號柴油機(jī)的凸輪軸要求凸輪表面有高的硬度（HRC50），心部具有良好的韌性（Ak40）原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩下15鋼，擬用15鋼代替 試說明：原45鋼各熱處理工序的作用 改用15鋼后，仍按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？ 改用15

17、鋼后為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下應(yīng)采用何種熱處理工藝？答：調(diào)質(zhì)處理：獲得回火索氏體，以保證工件心部的強(qiáng)度和韌性凸輪表面進(jìn)行高頻淬火：承受彎曲交變載荷或扭轉(zhuǎn)交變載荷，提高耐磨性和承受沖擊。低溫回火：是為了降低鋼的淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，同時(shí)保持鋼在淬火后的高硬度(一般為HRC5864)和耐磨性。：不能滿足性能要求；因?yàn)楦哳l淬火適用與中碳鋼；中合金鋼碳鋼；工具鋼；不能對低碳鋼高頻淬火、因碳量低，表面硬度難以提高。調(diào)質(zhì)（淬火高溫回火）滲碳淬火低溫回火第七章 工程設(shè)計(jì)、制造與材料選擇掌握零件失效與失效類型過量變形失效：材料的變形量和變形特性超過原來規(guī)定的程度，而致影響構(gòu)件的規(guī)定功能 彈性變形失

18、效與選材：材料力學(xué)指標(biāo)：彈性模量。選材：易發(fā)生彈性變形失效時(shí)，應(yīng)選用具有高彈性模量的材料。塑性變形失效與選材：材料力學(xué)指標(biāo)：屈服強(qiáng)度。過量蠕變變形失效： 屬材料在長時(shí)間恒溫、恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力低于屈服點(diǎn)也會緩慢產(chǎn)生塑性變形。斷裂失效：斷裂是金屬材料在應(yīng)力的作用下分為互不相連的兩個(gè)部分或兩個(gè)以上部分 材料力學(xué)指標(biāo)：沖擊韌性、斷裂韌性。韌性斷裂失效：零件所受應(yīng)力大于斷裂強(qiáng)度，斷裂前產(chǎn)生顯著宏觀塑性變形的斷裂。低應(yīng)力脆斷：構(gòu)件所受名義應(yīng)力低于屈服極限，在于明顯塑性變形的情況下，產(chǎn)生的突然斷裂 脆斷的原因：低溫環(huán)境、焊接質(zhì)量、工作介質(zhì)、預(yù)防低應(yīng)力脆斷的措施。疲勞斷裂失：在交變載荷作用下，經(jīng)過一定的

19、周期后所發(fā)生的斷裂。蠕變失效與選材表面損傷 ：主要指腐蝕失效及磨損失效、接觸疲勞失效 磨損失效：相互接觸的兩個(gè)零件做相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦力的作用，零件表面材料逐漸脫落，使表面狀態(tài)和尺寸改變而引起的失效。接觸疲勞失效：兩個(gè)零件做相對滾動(dòng)或周期性接觸，由于壓應(yīng)力或接觸應(yīng)力的反復(fù)作用所引起的表面疲勞破壞現(xiàn)象。腐蝕失效：金屬零件或構(gòu)件的表面在介質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)或化學(xué)作用而逐漸損壞的現(xiàn)象。掌握失效的原因（1）設(shè)計(jì)與失效結(jié)構(gòu)或形狀不合理，即在零件的高應(yīng)力處存在明顯的應(yīng)力集中源。零件的工作條件估計(jì)錯(cuò)誤（應(yīng)力計(jì)算錯(cuò)誤）。熱處理結(jié)構(gòu)工藝性不合理（2）選材與熱處理選材不當(dāng)：設(shè)計(jì)者選定指標(biāo)不能反映材料對所發(fā)生的那種類

20、型失效的抗力。所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。材料本身的缺陷也是導(dǎo)致零件失效的一個(gè)重要原因，材料的的缺陷是夾雜物過多，過大，雜質(zhì)元素太多，或者有夾層、折疊等宏觀缺陷。熱處理工藝不當(dāng)熱處理不良能造成過熱、脫碳、淬火裂紋、回火不足等； 冶金缺陷：夾雜、成分偏析、不良組織等加工缺陷：冷加工有刀痕深、粗糙度大、圓角小、精度低；熱加工缺陷：回火軟化、應(yīng)力等裝配與使用零件安裝時(shí)配合過緊、過松、對中不準(zhǔn)、固定不緊等均可造成失效或事故。對機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng)不好，沒有遵守操作規(guī)程及工作時(shí)有較大幅度的過載等也可以造成零件的失效。 掌握零件設(shè)計(jì)中的材料選擇選材三原則1）使用性能原則，使用性能：力學(xué)性能、物理

21、性能、化學(xué)性能2）工藝性原則工藝性-材料經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)各種加工工藝而獲得規(guī)定使用性能或形狀的能力。是一個(gè)輔助性原則。3）經(jīng)濟(jì)性原則掌握熱處理加工工藝路線中的位置1熱處理在工藝路線中的位置的安排原則1)最終熱處理一般安排在半精加工之后，磨削精加工之前；2)最終熱處理可進(jìn)行不止一次；3)整體淬火和表面淬火在工藝路線中位置相同；4)滲碳與淬火、回火在工藝路線上是近鄰的；5)局部滲碳方法不同，工藝不同；6)零件表面軟氮化和表面滲硫的減摩處理，滲C后不能進(jìn)行任何切削處理；7)高精度零件可增加去應(yīng)力退火，精密零件甚至進(jìn)行冷處理；8)調(diào)質(zhì)一般放在粗加工之后，半精加工之前。2 熱處理在工藝路線中的位置教材表7.2

22、第八章 常用零件選材掌握軸類零件選材軸常用材料調(diào)質(zhì)鋼（45、）、合金調(diào)質(zhì)鋼（40Cr、40MnB、）、合金滲碳（20CrMnTi、）、專用氮化鋼（38CrMoAlA）、等機(jī)床軸按工作條件分為三類。1）輕載主軸： 低工作載荷小沖擊載荷軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。45鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強(qiáng)化。2）中載主軸： 中等載荷磨損較嚴(yán)重有一定沖擊載荷，例如銑床主軸。合金調(diào)質(zhì)鋼，如40Cr鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐磨部位進(jìn)行表面淬火強(qiáng)化。3）重載主軸 工作載荷大磨損嚴(yán)重沖擊載荷都嚴(yán)重，組合機(jī)床主軸。20CrMnTi鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理。4）高精度主軸 精密鏜床的主軸。一般用38CrM

23、oAlA專用氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，進(jìn)行氮化及尺寸穩(wěn)定化處理。 重點(diǎn)掌握軸類零件加工工藝路線CM6140車床主軸：輕載主軸 工作載荷小，沖擊載荷不大，軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。45鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強(qiáng)化。選材：45鋼熱處理技術(shù)條件：整體調(diào)質(zhì)、硬度220250HBS；軸頸和錐孔進(jìn)行表面淬火，硬度5258HRC 加工工藝路線： 下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工表面淬火及低溫回火磨削加工 主軸(45鋼)采取各種熱處理工藝鍛造-熱加工，可以改善鑄態(tài)組織，提高材料致密度和力學(xué)性能正火目的-在于得到合適的硬度，便于切削加工；改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備調(diào)質(zhì)-淬火+高溫回火，

24、得到的組織為回火索氏體，使主軸得到較高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度，還為最終的高頻表面淬火做準(zhǔn)備。安排在粗加工之后，半精加工之前。軸頸和錐孔：進(jìn)行表面淬火+低溫回火，目的在于提高硬度，增加耐磨性。重點(diǎn)掌握齒輪類零件材料選擇材料的要求：高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的抗彎強(qiáng)度、良好的切削性能、淬火性能齒輪常用材料：鍛鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼： 45、 合金調(diào)制合金鋼： 40Cr、合金滲碳鋼20CrMnTi、1）輕載齒輪： 低工作載荷小沖擊載荷軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。45、45鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強(qiáng)化。2）中載齒輪： 中等載荷磨損較嚴(yán)重有一定沖擊載荷，例如銑床主軸。合金調(diào)質(zhì)鋼，如40Cr

25、鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐磨部位進(jìn)行表面淬火強(qiáng)化。3）重載齒輪 工作載荷大磨損嚴(yán)重沖擊載荷都嚴(yán)重，組合機(jī)床主軸。20CrMnTi鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理。4）高精度齒輪 精密鏜床的主軸。一般用38CrMoAl專用氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，進(jìn)行氮化及尺寸穩(wěn)定化處理。熱處理：軟齒面 (大輪或大小輪硬度 350HB)：正火調(diào)質(zhì)硬齒面 (硬度 > 350HB )：滲碳淬火氮化采用材料：A 20CrMnTi鋼滲碳 B 40Cr碳氮共滲20CrMnTi鋼、滲碳熱處理技術(shù)條件：表層WC：0.8 1.05%，滲碳層深度0.8 1.3mm，齒面硬度：58 62HRC，心部硬度：33 45HRC加工工藝路線下料鍛造

26、正火粗加工、半精加工滲碳、淬火及低溫回火噴丸磨削加工 各種熱處理工藝正火950 970，空冷，179 217HBS，目的是為了得到合適的硬度，便于切削加工，改善鍛造組織。滲碳及淬火 920 940，保溫46h，預(yù)冷至830850，油淬。滲碳通過滲入碳原子可以同時(shí)改變零件化學(xué)成分和組織，達(dá)到從這兩方面來提高零件硬度、耐磨性和高疲勞強(qiáng)度。淬火是為了獲得高硬度的馬氏體?；鼗鸬蜏鼗鼗?80±10，保溫2h，得到回火馬氏體，保持高硬度、高耐磨性，消除應(yīng)力，降低脆性。40Cr進(jìn)行碳氮共滲熱處理技術(shù)條件：表層WC：0.65 0.9%，碳氮總質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0 1.25%，滲層深度0.20.4mm，齒面

27、硬度：58 63HRC，心部硬度：37 42HRC加工工藝路線下料鍛造正火粗加工、半精加工碳氮共滲、淬火及低溫回火噴丸磨削加工 熱處理方法正火840 870，空冷，187241HBS碳氮共滲及淬火 830 850，保溫12h，直接油淬?；鼗鸬蜏鼗鼗?80±10，保溫2h選材舉例汽車齒輪鏜床鏜桿車輛緩沖彈簧機(jī)床床身高速車刀冷沖壓模具材料20CrMnTi40Cr50CrVHT200W18Cr4VCr12MoV普通車床主軸滾動(dòng)軸承自行車車架銑刀熱作模具自來水管彎頭材料45GCr1516Mn9SiCr5CrMnMoKTH300-06  四、常用機(jī)械工程材料（工業(yè)用鋼、鑄鐵）與合理選

28、材（表四-1）鋼 種 典型鋼號及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 低合金高強(qiáng)鋼 按s 分6級: 低強(qiáng)度級別:16Mn一般工程結(jié)構(gòu)中等強(qiáng)度級別:15MnVN大型橋梁,鍋爐,船舶,焊接結(jié)構(gòu). 高強(qiáng)度級別:18MnMoNb高壓鍋爐,高壓容器 高強(qiáng)度:s300Mpa高韌性：=15%20%，室溫ak600 kJ/m2800 kJ/m2。良好焊接性能和冷成形性能 低C:0.2%Me以Mn為主、Mn和Si固溶強(qiáng)化加入V、,Nb,Ti 等元素細(xì)化F晶粒加入P細(xì)化珠光體加入Cu抗腐蝕 一般供應(yīng)狀態(tài)使用,不熱處理焊接結(jié)構(gòu)可進(jìn)行一次正火,改善焊區(qū)性能 鐵素體+索氏體合金滲碳鋼 低淬透性

29、:20Cr,15Cr小沖擊載荷耐磨件,如活塞銷,小齒輪. 中淬透性:20CrMnTi：高速較高載有沖擊的耐磨件,重要齒輪,連軸器。高淬透性:18Cr2Ni4WA重載大截面重要耐磨件,如柴油機(jī)曲軸,連桿滲層硬度高,耐磨,抗接觸疲勞,且有適當(dāng)塑性,韌性心部高韌性和足夠強(qiáng)度良好的熱處理工藝性能 低C: 0.1%0.25%加入提高淬透性元素Cr,、Ni,、Mn、,B加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻礙A晶粒長大和形成穩(wěn)定的合金碳化物,提高耐磨性 預(yù)先熱處理（改善切削加工性能） 鍛壓后正火最終熱處理：滲碳后淬火（直接或一次、二次淬火）低溫回火20CrMnTi齒輪工藝路線：下料鍛造正火加工齒形滲碳(930)

30、，淬火(830) 低溫回火(200) 磨齒表層：高碳M'粒狀CemA' 心部： 淬透：低碳M'未淬透：TM'F(少量) 鋼 種 典型鋼號及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 合金調(diào)質(zhì)鋼 低淬性:40Cr,40MnB一般尺寸重要零件, Do3040 中淬透性: 40CrNi, Do4060高淬透性: 40CrNiMoA大截面重載重要零件, Do60160高水平綜合機(jī)械性能, 能滿足多種和較復(fù)雜的工作條件 中C：0.25%0.50%以0.4左右為主加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B加入Mo,W消除回火脆 一般:油淬+高溫回火調(diào)質(zhì)

31、若要求表面耐磨：調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化處理。 表面淬火; 專門化學(xué)熱處理(如氮化) (38CrMoAl氮化鋼) S' 合金彈簧鋼 以Si,Mn合化:65Mn, 60Si2Mn用于汽車,拖拉機(jī),機(jī)車的板簧和螺旋彈簧以Cr,V,W合金化:50CVA350400以下重載, 較大型彈簧,如高速柴油機(jī)氣門彈簧. 高e 和s ,高屈強(qiáng)比高疲勞抗力足夠塑韌性,能承受震動(dòng),沖擊有較好淬透性,不易脫C ,易繞卷成形中高C:0.45%0.70%加入Si,Mn提高淬透性也提高屈強(qiáng)比加入Cr,W,V也提高淬透性加入Si-Cr不易脫C加入Cr-V細(xì)化晶粒, 耐沖擊,高溫強(qiáng)度好 熱成形法制彈簧熱軋鋼絲鋼板卷彎曲成型淬火+中溫回火噴丸冷成形法制彈簧鋼絲鋼板淬火+中溫回火冷卷彎曲成型去應(yīng)力噴丸 T' 鋼 種 典型鋼號及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 滾珠軸承鋼 Cr軸承鋼: GCr15中小型軸承,冷沖模,量具,絲錐.