轴的常用材料及其机械性能

1、轴的常用材料及其机械性能轴的常用材料及其机械性能轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。轴的常用材料是优质碳素钢 35、45、50,最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或 不太重要的钢， 也常用 Q235 或 Q275 等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制， 以及有某些特殊要求的轴,可采用合金钢,常用的有 40Cr、 40MnB 、 40CrNi 等。球墨铸铁和一些高强度铸铁,由于铸造性能好,容易铸成复杂形状,且减振性能好,应 力集中敏感性低,支点位移的影响小,故常用于制

2、造外形复杂的轴。特别是我国研制成功的稀土 -镁球墨铸铁,冲击韧性好,同时具有减摩、吸振和对应力集 中敏感性小等优点,已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件,如曲轴等。根据工作条件要求,轴都要整体热处理,一般是调质,对不重要的轴采用正火处理。对 要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理, 以及表面强化处理 （如喷丸、辐压等）和化学处理 （如 渗碳、渗氮、氮化等 ）,以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。在一般工作温度下,合金钢的弹性模量与碳素钢相近,所以只为了提高轴的刚度而选用 合金钢是不合适的。轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时,可用圆钢棒制造；对于重 要的

3、,大直径或阶梯直径变化较大的轴,多采用锻件。为节约金属和提高工艺性,直径大的轴还 可以制成空心的,并且带有焊接的或者锻造的凸缘。对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。轴的常用材料及其机械性能(MPa)材料牌号热处理毛坏直径(mm)硬度HB抗拉强度CJb屈服强度(Ts弯曲疲劳极限C扭转疲 劳极限许用弯曲应力备注C1CC1-1 T1用于不重Q235-A4402401801051 257040要或载何不大的轴正火251564202501801001257040100 40022016595用于载荷不正火3002010338020015590大，要求韧性300 1257040156370190

4、15085较咼的场合。回火50036018014580500 700正火25875403202301301657545用于有一定正火100 1875002602051151657545加工塑性要回火300480240190110求的轴。300 143460230185105500187440220175100500 137750187750 1000100 2075402802201251758550300正火252416103602601501959555100 217600300240140正火300162580290235135300 217195955545回火500560280225

5、130应用最广泛。540270215125500 156750217217调质20025565036027015521510060100用于载何较40Cr调质25080048528024512070大，而无很大100 286750550350200O 由 车300229700500320185300 26965045029517024512070500600350255145500 2178002552590075044525524512070229100 217800520355205性能接近35SiM n调质30026975045032018540Cr，用于42SiM n300 21770

6、040029517024512070中小型轴。400255650380275160400 19650025510040MnB调质25080048528024512070性能同40Cr，用于24120028675050033519524512070重要的轴。40CrNi调质2510080048528028513075用于很重要0的轴2510085050028524512070100 750550350200性能接近30040CrNi ,用35CrMo调质300 20770050032018524512070于重载荷的269650450295170500600400270155O 由 车500 8

7、00229100 217750600360210300269700550335195性能接近于38Si MnMo调质300 1966505003101752751207035CrMo。500241600400270155500 1878002411002585049528527512070用于高强度、37SiM n2Mo调质0大尺寸和重V200 302830650395230400241780600370215400 286600241269用于要求耐磨、高强且热10038CrMoAIA调质30229085049528527512575处理变形很小的（氮化）轴表面渗碳15HRC85055037

8、521520Cr淬火Q05665040028016021510060用于要求强回火62度、韧性均较表面高的轴（如齿渗碳HRC110轮轴、蜗杆20CrM nTi淬火15560850525300365165100回火621871Cr13调质Q021760042027515527513075用于腐蚀条件下工作的1972Cr13调质60180100 200 0.5500HV 0.1车拖拉机QT600-3正火277氮碳共渗：560 C ,0.1650HV229180mi n 油冷3022202602.9QT600-3正火感应淬火，自回火46 58载重车及拖45正火163感应淬火，自回火3.555 63拉

9、机45调质196感应淬火，自回火3 4.55520732410.945正火280氮碳共渗1.2300HV 10重型载重车QT900-2正火+回火32135CrMo调质216感应淬火3553 58269大马力柴油QT600-3正火+回火240机35CrNi3调质+稳定300渗氮，490 C , 60h.3600HVMo化处理离子渗氮，515 C , 40h0.5550HV35CrMo调质渗氮，510 C , 120h0.7600HVQT600-3正火+回火各种凸轮轴材料及热处理工艺用途材料预备热处理最终热处理工艺硬度(HB )工艺层深(mm )硬度（HB）229贝氏体等温淬火正火302贝氏体等温

10、淬火氮碳小拖拉机QT600-3去应力退241共渗0.143 50轿车合金铸铁火302感应淬火0.15700HV+尿 吉曰45调质1873.0 6.0颈5563229齿4558163感应淬火2.5 5.5颈5563正火197齿4558载重车45贝氏体等温淬火45拖拉机QT600-3去应力退230火28020渗碳、淬火回火1.3 1.758 62重型车QT600-3去应力退170贝氏体等温淬火43 5150火正火感应淬火、回火1.5 2.059-63船20Cr MnTi正火-渗碳、淬火、回火1.7 2.256-6150Mn退火241大马力机去应力退285感应淬火凸轮2558-62柴油机车火轴颈1.

11、5 455-6245正火-感应淬火、回火1.3 2.550-55机床主轴材料和热处理工作条件材料热处理硬度原因使用实例1）与滚动轴承配合调质2201）调质后，保证主轴具有一般机2）轻载荷或中等载荷，转处理250HB一定强度床主轴速低452）精度要求不咼3）精度要求不咼4）稍有冲击载荷，交变载荷可以忽略不计1）与滚动轴承配合调质1）有足够的强度龙门铣2）轻载荷或中等载荷，转45后局422）轴颈及配件装拆处得床，立式速略高部整47HRC到需要的硬度铳床3）装配精度要求不太高体淬3）简化热处理操作小型立4）冲击和交变载荷可以忽略不计硬4）不承受较大冲击载何式车床等的主轴451701）正火或调质后保证

12、主C650、1）与滚动轴承配合2）轻载荷或中等载荷，转正火217HB轴具有一定的强度和韧C660、220性C8480速低PV 2）表面淬硬后提咼耐疲400N m/(cm 2 s)表面淬硬59HRC劳性能3）获得较高的硬度，提高磨床砂3）要求轴颈有更咼的耐轮主轴磨性装拆耐磨性4）精度要求较咼配件504）表面马氏体易粗大，冲5）承受较咼的交变，但冲处表面淬55HRC击值低击载何较小硬1）与滑动轴承配合调质2501）获得高的表面硬度和较咼精GCr15轴颈280HB良好的耐磨性能2）承受中等载何或重载度的磨荷PV v9Mn 2V部分2）超精磨性好，粗糙度易床主轴400N m/(cm 2 s)表面59H

13、RC降低3）要求轴颈有更咼的耐淬硬磨性装拆4）精度要求较咼配件5）承受较咼的交变，但冲处表击载何较小面淬6）表面硬度和显微组织硬要求更咼正火高精度1）与滑动轴承配合250或调1）有很高的心部强度磨床主2）受重载荷，转速很高280HB质2）达到很咼的表面硬度，轴，镗床3）精度要求极高，轴隙38CrMoAIA不易磨损保持精度稳定主轴、坐3）优良的耐疲劳性能标镗床4）受很咼的疲劳应力和渗氮900HV4）畸变量小等的主冲击载何轴1）与滚动或滑动轴承配对于大直径主轴，当热处192重型机合，转速较低50Mn2正火理设备或技术有困难时，241HB床主轴2）受轻载何或中等载何可用此材料1）与滑动轴承配合高精度

14、表面硬1）心部强度不咼，受力易2）受中等载何心部强度20Cr渗碳精密车度扭曲畸变不咼，但转速很咼20MnVB后淬床，内圆562）表面硬度咼，适用于咼3）精度要求不太高20Mn 2B硬磨床等63HRC速低载荷主轴4）不大的冲击压力和较的主轴高的疲劳应力转塔车床、齿轮1）与滑动轴承配合表面硬磨床、精渗碳1）很咼的表面硬度冲击2）重载荷，高速运转20CrM nTi度密丝杆后淬韧性和心部强度3）高的冲击力12CrNi356车床、重硬2）热处理畸变比20Cr小4）很咼的交变载荷63HRC型齿轮铣床等的主轴半轴常用材料及技术要求产口口钢号预处理整体调质感应淬火渗碳淬火杆部(HRC)法兰(HRC)层深(mm)硬度(HRC)层深(mm)硬度(HRC)轿车和+尿 吉曰40Cr正火28 3228 324650 55-40MnB