机械制造基础：第10章 结构钢及其选用

1、第10章 结构钢及其选用热处理工序位置1.预先热处理的工序位置退火、正火：毛坯生产之后，切削加工之前调质：粗加工之后，精加工或半精加工之前目的：调整硬度，改善切削加工性能，消除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织，为最终热处理做好组织准备。2.最终热处理的工序位置表面淬火件热处理工艺路线：下料锻造正火粗加工（调质）精加工表面淬火及回火精磨调质件热处理工艺路线：下料锻造正火（退火）粗加工（半精加工）调质精加工渗碳件热处理工艺路线：下料锻造正火或退火或调质粗加工、半精加工渗碳淬火、低温回火磨削渗氮件热处理工艺路线：下料锻造正火（退火）粗加工调质精加工去应力退火粗磨渗氮精磨或研磨一、连杆类零件1、受力情况

2、分析连杆工作时除了承受交变拉应力外，还受纵向弯曲应力，截面上的应力分布基本上是相同的。连杆的主要失效形式是疲劳断裂。性能要求：较高的屈服强度和疲劳强度，足够的刚度和韧性，即要求良好的综合机械性能。还要根据连杆尺寸考虑钢材的淬透性中、小型内燃机连杆：40、40Cr、40MnB大功率内燃机连杆：42CrMo、40CrNi连杆连杆螺栓2、技术要求：调质处理后为回火索氏体，硬度为3038HRC3、选材40Cr淬透性的考虑至水冷端的距离水淬油淬工艺路线下料锻造退火或正火粗加工调质精加工525840温度时间回火淬火油冷水冷考虑缺口敏感性选用调质处理较好。二、轴类零件性能要求 强度、塑韧性，疲劳强度，轴颈耐

3、磨性普通车床（轻载）主轴 45钢调质或正火，轴颈高频表面淬火。铣床（中载）主轴 40Cr等调质，轴颈高频表面淬火。组合机床（重载）主轴 20CrMnTi ，经渗C、淬火、回火处理。精密镗床（高精度）主轴 38CrMoAl ，调质 + 氮化 + 时效。实例 C620 车床主轴 综合机械性能一般；大端轴颈等部位耐磨性高。 性能指标 硬度220250HB，轴颈52HRC 。选材 45钢热处理工艺 830水淬 + 500回火 + 轴颈高频淬火 + 200回火最终组织 心部：回火S轴颈表面： M回火工艺路线 锻造正火粗加工调质精加工表面淬火低温回火磨削实例2-M120W万能磨床内圆磨头主轴 综合机械性能

4、一般；内锥孔及25mm（滑动轴承配合处）处要求耐磨性高。 性能指标 硬度220250HB，轴颈52HRC 。选材 15钢渗碳热处理工艺 930渗碳，780水淬 + 200回火 最终组织 表面： M回火工艺路线 锻造正火车削渗碳车螺纹淬火低温回火磨削三、齿轮类零件1.轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮中碳钢，Q255、Q275、40、45、50、50Mn，正火或调质，软齿面齿轮2.中载、中速、承受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮中碳钢、中碳合金结构钢，45、50Mn、40Cr、42SiMn，表面淬火及低温回火，硬齿面齿轮3.重载、高速或中速，且受较大冲击载荷的齿轮低碳合金渗碳钢或碳氮

5、共渗钢，20Cr、20CrMnTi等，渗碳、淬火、低温回火4.精密传动齿轮氮化钢， 38CrMoAl，调质，氮化20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线表面：高碳回火马氏体+残余奥氏体+碳化物中心：铁素体+索氏体+低碳回火马氏体磨齿正火工艺返回渗碳工艺返回调质钢的牌号（摘自GB/T30771999）淬透性钢号主 要 成 分, %淬火回火CMnSiCr低450.420.500.500.800.170.37830840水580640空40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油500 水，油中高35CrMo0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油550 水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油640水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油600 水，油机械性能 bMPasMPaAKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油500 水，油9807854798078547980835639808357198078563C620 车床主