工程材料与成形技术基础10

1、Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础第四章第四章 工业用钢工业用钢第三节第三节 机械结构用钢机械结构用钢Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础活塞销活塞销( 20Cr )柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴柴油机曲轴柴油机曲轴圆锥齿轮圆锥齿轮汽车板簧汽车板簧大型热卷弹簧大型热卷弹簧滚珠轴承滚珠轴承滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承Materials and Forming Technology 吉林大

2、学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础一、概述一、概述用途：机械结构用途：机械结构质量：优质、高级优质质量：优质、高级优质热处理：需要热处理：需要分类：两种分类方法分类：两种分类方法1 1、优质碳素结构钢、合金钢、优质碳素结构钢、合金钢2 2、调质结构钢、表面硬化钢、弹簧钢（工艺特点）、调质结构钢、表面硬化钢、弹簧钢（工艺特点）Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础二、优质碳素结构钢（表二、优质碳素结构钢（表4-54-5）%2 . 125. 0%90. 0%0

3、5. 0nMWWc1 1、成分特点：、成分特点：2 2、牌号：、牌号：Page 74Page 74Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础三、机械结构用钢三、机械结构用钢1 1、表面硬化钢、表面硬化钢（1 1）渗碳钢）渗碳钢( (表表4-8)4-8)Wc=0.1%-0.25%Wc=0.1%-0.25%种类：种类：碳钢碳钢低淬透性合金渗碳钢低淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳钢高淬透性合金渗碳钢高淬透性合金渗碳钢Materials and Forming Technology 吉

4、林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础1 1）非合金渗碳钢（）非合金渗碳钢（常用：常用：1515、2020） 形状简单、受力小的小型渗碳件。形状简单、受力小的小型渗碳件。 也可不经热处理使用，用于制造受力不也可不经热处理使用，用于制造受力不大的冲击件、焊接件，如螺栓、螺母、螺钉大的冲击件、焊接件，如螺栓、螺母、螺钉、杠杆、轴套、焊接容器等零件或构件。、杠杆、轴套、焊接容器等零件或构件。Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础2 2）合金渗碳钢：）合金渗碳钢：

5、 性能特点性能特点: :这类钢经渗碳、淬火这类钢经渗碳、淬火- -低温回火后低温回火后，钢的，钢的表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足够表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足够强度、塑性和韧性。强度、塑性和韧性。能够承受在交变应力和摩擦作能够承受在交变应力和摩擦作用的同时，也能承受一定的冲击载荷下工作的机械用的同时，也能承受一定的冲击载荷下工作的机械零件，如齿轮、凸轮、活塞销。零件，如齿轮、凸轮、活塞销。 成分特点：低碳成分特点：低碳 主加合金元素主加合金元素:Cr:Cr、MnMn、NiNi、B B 辅加合金元素：辅加合金元素：V V、W W、MoMo、TiTi等。等。 提高淬透性及细化晶粒。提

6、高淬透性及细化晶粒。 热处理特点：热处理特点：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础 低淬透性合金渗碳钢低淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量钢含合金元素总量3 % 15Cr、20Cr、20Mn2。用用 于受力小的耐磨件，如柴于受力小的耐磨件，如柴 油机的活塞销、凸轮轴等。油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4 %左左 右。右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷。用于中等载荷 的耐磨件，如变速箱齿轮。的

7、耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴活塞销活塞销( 20Cr )Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础高淬透性合金渗碳钢高淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在 4 % 6 %。18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。用于大载荷等。用于大载荷 的耐磨件，如柴油机曲轴。的耐磨件，如柴油机曲轴。 柴油机曲轴柴油机曲轴Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础20 Cr

8、MnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线钢制造齿轮的热处理工艺曲线Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础20 Mn2 Ti A等级等级:高级优质高级优质含钛量含钛量WTi1.5 %含锰量含锰量WMn 2 %含碳量含碳量WC 20 %00机械结构用合金钢牌号：机械结构用合金钢牌号：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础2 2、调质钢（表、调质钢（表4-94-9） （1 1）非合金调质钢（）非合金

9、调质钢（40 45 40Mn40 45 40Mn） Wc=0.30%-0.50% Wc=0.30%-0.50%。 主要用于制造受力比较大，一定主要用于制造受力比较大，一定的冲击载荷工作条件下的机械零件，的冲击载荷工作条件下的机械零件，如曲轴、连杆、齿轮、机床主轴等。如曲轴、连杆、齿轮、机床主轴等。WcWc？力学性能？热处理方法？力学性能？热处理方法？种类：种类：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础（2 2）合金调质钢）合金调质钢 主要用于制造在重载和冲击载荷作用下的一些主要用于制造在重载和

10、冲击载荷作用下的一些重要受力件。要求高强度的同时，还要求有高的塑重要受力件。要求高强度的同时，还要求有高的塑性、韧性的良好配合综合力学性能。性、韧性的良好配合综合力学性能。 1 1）性能特点：）性能特点：良好的综合力学性能和合适的良好的综合力学性能和合适的淬透性的要求。淬透性的要求。 2 2）成分特点）成分特点: :中碳中碳Wc=0.25%-0.45%Wc=0.25%-0.45% Mn Si Cr Ni B V Mo W Mn Si Cr Ni B V Mo W 提高淬透性，强化铁提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒。素体和细化晶粒。 W Mo W Mo 可防止高温回火脆性产生。可防止高温回火脆性

11、产生。 3 3）热处理特点：）热处理特点：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础 低淬透性调质钢低淬透性调质钢钢含合金元素总量钢含合金元素总量3 %3 %。40Cr40Cr、40MnB40MnB等。等。 中淬透性调质钢中淬透性调质钢钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4 %4 %左右。左右。38CrSi38CrSi、35CrMo35CrMo 等。等。圆锥齿轮圆锥齿轮柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴 常用于制造较小的齿常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。轮、轴、螺栓等零件。Materials and

12、 Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础 高淬透性调质钢高淬透性调质钢钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4 %4 % 10 %10 %。 制造大截面重载荷零件，如制造大截面重载荷零件，如 曲轴等用高淬透性的零件等。曲轴等用高淬透性的零件等。 38CrMoAlA 38CrMoAlA、40CrMnMo40CrMnMo、 25Cr2Ni4WA 25Cr2Ni4WA等。等。Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础 40Cr钢

13、制造连杆螺栓的热处理工艺曲线钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础3 3、弹簧钢（、弹簧钢（65 85 60Mn65 85 60Mn） （表（表4-104-10）（1 1）非合金弹簧结构钢）非合金弹簧结构钢 Wc=0.6%-0.9% Wc=0.6%-0.9% 主要用于制造直径小于主要用于制造直径小于10mm10mm的不太重要的弹性的不太重要的弹性零件和易磨损零件。如弹簧、弹簧垫圈、轧辊等。零件和易磨损零件。如弹簧、弹簧垫圈、轧辊等。WcWc？力学性能？热处理方法

14、？力学性能？热处理方法？种类：种类：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础（2 2）合金弹簧结构钢合金弹簧结构钢 专门制造大截面的，受到较大冲击、振动、周专门制造大截面的，受到较大冲击、振动、周期性扭转、弯曲等交变载荷作用下，可以吸收动能期性扭转、弯曲等交变载荷作用下，可以吸收动能、冲击能和存储能量时用于驱动机件运动的一些重、冲击能和存储能量时用于驱动机件运动的一些重要的弹性元件。要的弹性元件。Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技

15、术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础1 1）性能特点：）性能特点： 依弹簧的工作条件，要求合金弹簧结构钢具依弹簧的工作条件，要求合金弹簧结构钢具有有高的弹性极限、高的屈强比、高的疲劳强度和高的弹性极限、高的屈强比、高的疲劳强度和足够的塑性、韧性，同时还要求良好的淬透性和足够的塑性、韧性，同时还要求良好的淬透性和表面质量。表面质量。在一些特殊条件下，还要求有一定的在一些特殊条件下，还要求有一定的耐热性和耐蚀性。耐热性和耐蚀性。2 2） 中高碳中高碳，Wc=0.45%-0.7% Wc=0.45%-0.7% ，用于保证得到高，用于保证得到高的弹性。的弹性。 Si Cr Mo W V Si C

16、r Mo W V 提高弹性极限、淬透性、细化提高弹性极限、淬透性、细化晶粒。晶粒。 Mo W Mo W 减少高温回火脆性，提高耐回火性。减少高温回火脆性，提高耐回火性。3 3）热处理特点：热处理特点：Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础第四节第四节 滚动轴承钢滚动轴承钢滚珠轴滚珠轴承承滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础1 1、性能特点、性能特点: :

17、1 1）具有很高的接触疲劳强度和足够的弹）具有很高的接触疲劳强度和足够的弹性极限。性极限。 2 2）具有较高的、均匀的硬度和耐磨性。）具有较高的、均匀的硬度和耐磨性。62-64HRC62-64HRC。 3 3）足够的韧性。）足够的韧性。 4 4）良好的尺寸稳定性、耐蚀性。）良好的尺寸稳定性、耐蚀性。Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础吉林大学珠海学院工程材料与成形技术基础2 2、成分特点、成分特点 过共析过共析 Wc=0.95%-1.1%Wc=0.95%-1.1% 为获得高硬度为获得高硬度、高耐磨性。、高耐磨性。 Cr Si Mn Cr Si Mn 细化晶粒，增加耐磨性，提细化晶粒，增加耐磨性，提高淬透性。高淬透性。 S P S P 含量：含量：Ws0.02%Ws0.02%、 Wp0.027%Wp0.027% 属于高级优质钢属于高级优质钢3 3、热处理特点热处理特点Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院工程材料