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机械制造结构钢

上传者:1****6 2022-06-24 06:18:28上传 PPT文件 3.08MB
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1、Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢 主主 要要 内内 容容3.1 调质钢调质钢3.2 低温回火状态下使用的结构钢低温回火状态下使用的结构钢3.3 高合金超高强度结构钢高合金超高强度结构钢3.4 轴承钢轴承钢3.5 渗碳钢和氮化钢渗碳钢和氮化钢3.6 其他机械制造结构钢其他机械制造结构钢 非调质结构钢非调质结构钢 弹簧钢弹簧钢 易削钢易削钢 高锰钢高锰钢基本要求: l了解各类钢的服役条件、对钢的基本性能要了解各类钢的服役条件、对钢的基本性能要求。求。 l掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴掌握常用调质钢、弹簧钢、渗碳钢、滚动轴承钢等的典型牌号。承钢等的典型牌号。 重点:l各类钢的

2、化学成分特点、合金元素的作用、各类钢的化学成分特点、合金元素的作用、强韧化机制及热处理特点。强韧化机制及热处理特点。 教学要求教学要求Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢 一、应用背景 机械制造结构钢机械制造结构钢也称也称机器零件用钢机器零件用钢,是在优,是在优质碳素结构钢的基础上发展起来的,用于制质碳素结构钢的基础上发展起来的,用于制造各种机械零件所用的钢种,故此得名。造各种机械零件所用的钢种,故此得名。 各种齿轮、轴(杆)类、弹簧、轴承及高强各种齿轮、轴(杆)类、弹簧、轴承及高强度结构件等,广泛应用在汽车、拖拉机、机度结构件等,广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、电站设备、

3、飞机及火箭等装床、工程机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。置上。 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢拨叉拨叉变速齿轮变速齿轮变速箱变速箱3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢连连 杆杆 3.1 调质钢调质钢轴轴 Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢电气机车大轴电气机车大轴 磨床主轴磨床主轴 3.1 调质钢调质钢Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢汽轮机转子汽轮机转子 汽轮机转子汽轮机转子 (AETC公司)公司) 3. 1 调质钢调质钢叶轮、转子叶轮、转子 3. 1 调质钢调质钢某军舰汽轮机主轴某军舰汽轮机主轴 3. 1 调

4、质钢调质钢Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢齿轮齿轮曲轴曲轴汽车万向节汽车万向节连杆连杆3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢弹簧弹簧拉力弹簧拉力弹簧离合器弹簧离合器弹簧蝶形弹簧蝶形弹簧3.0 引言引言板弹簧板弹簧Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢滚珠滚珠滚珠轴承滚珠轴承3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢履带履带铁轨分道叉铁轨分道叉破碎机颚板破碎机颚板挖掘机斗齿挖掘机斗齿3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢3.0 引言引言Chapter 3 机器零件用合金结构钢机器零件用合金结构钢

5、二、服役条件 主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等力的作用,弯曲、冲击、疲劳、摩擦等力的作用,或者是它们中的多种载荷的交互作用。或者是它们中的多种载荷的交互作用。服役环境是大气、水和润滑油,温度在服役环境是大气、水和润滑油,温度在-50+100范围之间。范围之间。 机器零件要求结构紧凑、运转快速准确机器零件要求结构紧凑、运转快速准确以及零件间有合适的公差配合等。由此以及零件间有合适的公差配合等。由此便决定机器零件用钢在性能上要求与工便决定机器零件用钢在性能上要求与工程构件用钢有所不同。程构件用钢有所不同。3.0 引言引言Chapter 3

6、 机械制造结构钢机械制造结构钢 三、对钢的性能要求 足够的强度、塑性和韧性:保证机器零件体积小、足够的强度、塑性和韧性:保证机器零件体积小、结构紧凑及安全性好;结构紧凑及安全性好; 良好的疲劳性能与耐磨性等。良好的疲劳性能与耐磨性等。 l使用状态通常为使用状态通常为淬火淬火+回火态回火态,即强化态。通过热,即强化态。通过热处理强化以充分发挥钢材的性能潜力。处理强化以充分发挥钢材的性能潜力。l对其它工艺性能(如冶炼性能、浇注性能、可锻性对其它工艺性能(如冶炼性能、浇注性能、可锻性能等)也有要求,但一般问题不大。能等)也有要求,但一般问题不大。 l机器零件用钢通常机器零件用钢通常以力学性能为主,工

7、艺性能为辅以力学性能为主,工艺性能为辅。3.0 引言引言Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢3.1 3.1 调质钢调质钢 结构钢在淬火结构钢在淬火+高温回火后具有良好的综合高温回火后具有良好的综合机械性能,即有较高的强度,良好的塑性机械性能,即有较高的强度,良好的塑性和韧性,这类钢称为调质钢,主要用于制和韧性,这类钢称为调质钢,主要用于制造轴、齿轮类零件。造轴、齿轮类零件。Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢一、化学成分特点一、化学成分特点 3.1 调质钢调质钢Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢 合金元素合金元素SiMnCrNi含量范围含量范围(wt%)0

8、.6-1.40.8-1.80.8-1.71.0-4.5合金元素MoVWTiAlB含量范围(wt%).0.1-0.50.05-0.20.6-1.20.05-0.10.5-1.20.004Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢3.1 调质钢调质钢合金元素的作用:合金元素的作用:提高淬透性;提高淬透性;Cr、Mo、W、V等阻碍等阻碍相的再结晶,也可相的再结晶,也可阻碍碳化物在高温回火时的聚集长大,使阻碍碳化物在高温回火时的聚集长大,使钢保持高硬度。钢保持高硬度。加入加入Mo、W来防止回火脆性。来防止回火脆性。Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢3.1 调质钢调质钢二、对淬透性的

9、要求二、对淬透性的要求调质零件上马氏体层的厚度应根据零件在工作时调质零件上马氏体层的厚度应根据零件在工作时经受应力的类型及大小来确定,并据此来确定对经受应力的类型及大小来确定,并据此来确定对淬透性的要求。淬透性的要求。 例如:某些轴类零件,它们承受弯曲力,表面受例如:某些轴类零件,它们承受弯曲力,表面受到最大的张应力,随着离表面的距离增大,应力到最大的张应力,随着离表面的距离增大,应力逐渐减低,所以只要求在淬火轴的逐渐减低,所以只要求在淬火轴的1/2半径处达到半径处达到80马氏体即可。马氏体即可。 例如:某些重要的销钉或螺栓,在工作时,整个例如:某些重要的销钉或螺栓,在工作时,整个截面上受到大

10、的剪切力或拉力,因此要求零件在截面上受到大的剪切力或拉力,因此要求零件在整个截面上淬成马氏体。整个截面上淬成马氏体。需要根据淬透性曲线来选择钢种。需要根据淬透性曲线来选择钢种。Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢3.1 调质钢调质钢三、热处理特点三、热处理特点 1 预备热处理预备热处理 为了便于切削加工和改善钢件因热加工不为了便于切削加工和改善钢件因热加工不当而造成的粗晶组织和带状组织,需要进当而造成的粗晶组织和带状组织,需要进行预备热处理。行预备热处理。 合金含量较少的钢合金含量较少的钢在轧制和锻造后的组织在轧制和锻造后的组织多半是珠光体,对此类钢一般采用多半是珠光体,对此类钢一

11、般采用在在AC3线线以上加热进行正火。以上加热进行正火。3.1 调质钢调质钢Chapter 3 机械制造结构钢机械制造结构钢 合金含量较多的钢合金含量较多的钢在轧制和锻造后的组织在轧制和锻造后的组织多为马氏体组织,对此类钢一般采用多为马氏体组织,对此类钢一般采用在在AC3线以上加热进行正火,随后再进行一次高线以上加热进行正火,随后再进行一次高温回火,温回火,使马氏体型钢的强度由使马氏体型钢的强度由HB380550降至降至HB207240,可以顺利地进行切,可以顺利地进行切削加工。削加工。2 最终热处理最终热处理 (1)淬火)淬火 将钢件加热至将钢件加热至AC3线以上进行淬火,淬火温线以上进行淬


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