工程材料学机器零件用钢.pptxVIP

一.力学性能要求： 高强度（高硬度），高疲劳强度（低抗疲劳断裂能力，一定的循环应力作用下N次不发生断裂，保持足够的韧性），弹性极限（材料产生最大弹性形变所能承受的最大应力） 钢中得到M（量多）是获得这些性能的基本保证，M量多→实验证明：σs 疲劳强度，冲击韧度，塑脆 Tk→综合力学性能提高 见 图3-1 图3-2 图3-3 ; 1.提高淬透性：（构件钢就不用考虑这点，也不用特意提高淬 透性的Me） 低→高 Ni，Si，Cr，Mo，Mn，B 2.提高回火稳定性：Si，Cr，Mo，W，V，Ti等推迟或延续 回火进行 T回↑→高强度同时（保温），高韧性 T回相同→合金钢可获得高强度（比碳钢） 3.细化晶粒：Ti，V（零件用钢加入） 4.固溶强化：强化α使弹性极限提高 5.防止第二类回火脆性：Mo，W（调质钢，高T回） 6.改善钢的被切削性能：S, RE→易断屑；润滑作用; 根据零件使用条件（服役）来选择： 要求高耐磨，心部高韧性（冲击）→ 低C，低合金钢，渗C+淬火+低温回火→ 渗C钢 综合力学性能高（强韧性）→中C，中C合金钢，淬火+高温回火→调质钢 高弹性极限和疲劳抗力 →中高C，中高C合金钢， 淬火+中温回火→弹簧钢 高硬，高耐磨，高接触疲劳抗力→高C合金钢，球化退火+淬火+低温回火→轴承钢;用途 ? ??? 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷。 （图） ;性能要求??? (1) 表面渗碳层硬度高 ??? 以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。??? (2) 心部具有高的韧性和足够高的强度 ??? 心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足时，则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。??? (3) 有良好的热处理工艺性能? ??? 在高的渗碳温度（900 ℃～950 ℃）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。 ;1.低C：Wc=0.10-0.25% 保证零件心部有足够高的韧性 2.加入提高淬透性的??金元素：Cr，Ni，Mn，B，W→提高心 部淬透性，获得低CM;3.细化晶粒：强Ti，V,中CemW，Mo等，形成稳定的合金Cem阻碍长大 4.改善渗C的性能： Cem形成元素：使表层C↑，心部C↓， 陡，C扩散受阻 非Cem形成元素：Ni表层C↓，心部C↑，平缓，加速C扩散 但Si使表层加入C困难，使渗C速度降低，所以渗C钢中不加Si ;Me元素在钢中的作用并不单一，而是多重性： Cr→提高淬透性，细化晶粒，提高渗C的浓度，与Ni作用改善渗C分布 Ni，Cr为主要元素+其它辅助的元素（Ti，V，W，Mo，B）;常用钢种及牌号; 高淬透性渗C钢：典型钢种18Cr2NiWA和20Cr2Ni4A 这类钢含有较多的Cr，Ni，淬透性很高，具有良好的韧性，特别是低温冲击韧性。适用制造大截面，高载荷的重要耐磨件，如飞机，坦克中的重要齿轮，曲轴 常用渗碳钢的牌号、成分、性能及用途 ;热处理和组织性能 1. 热处理工艺： 渗C+淬火+低温回火，过硬，要采用预先热处理，改善钢的切削加工性，正火(α+Р) 改善带状组织（轧制时） 2.渗C：900-950℃ 10h 对渗C（900-950 ℃ 10h）时易过热钢，渗C后正火处理，清除粗大组织，然后进行淬火；淬火工艺因C钢而异，查热处理手册。 如图; 3.组织性能 热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60 HRC～62 HRC ??? 心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关： ?? 完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40 HRC～48 HRC；多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25 HRC～40 HRC ??? 心部韧性一般都高于700 kJ/m2;第三节 调质钢; 一 性能要求;二 成分特点;按淬透性高低可分为三类：表??? 1.低淬透性调质钢：最典型的钢