机械工程材料第七章(2)

1、7.3.2 调质钢调质钢：经淬火加高温回火而使用的结构钢组织特点：回火索氏体性能特点：综合机械性能好 调质钢的工作条件及性能要求：使用调质钢的零件：机床主轴，曲轴，连杆工作条件：承受较大弯矩，传递扭矩受交变应力，已产生疲劳启动或刹车时受冲击与轴承配合部有磨损 调质钢的性能要求：高的屈服强度和疲劳极限良好的韧性塑性局部表面的耐磨性较好的淬透性2. 常用调质钢及其合金化：调质处理低碳钢中碳钢高碳钢韧性好，但强度过低强度韧性最佳配合强度高，但韧性偏低调质钢为中碳（合金）钢，如调质钢为中碳（合金）钢，如45, 40Cr, 38CrMoAl 调质钢合金化调质钢良好的综合机械性能特点通过选择中碳钢的调制处

2、理实现但中碳碳素钢满足不了高性能零件的要求，由于：1）高的淬透性要求2）更高的整体机械性能和局部表面耐磨性的要求合金化合金化元素Cr, Mn, Ni, Si, B W, Mo, Ti, V主要提高淬透性细化晶粒，提高回火稳定性抑制回火脆比较：4540Cr38CrMoAl3. 调质钢的热处理及加工工艺 工艺路线：以车床主轴（多阶梯中小尺寸轴）为例。下料锻造预备热处理机械加工调质局部感应淬火磨削精加工装配铣键槽承受交变弯曲和扭转应力；有冲击作用；键槽部分有磕碰或滑动，轴承部分摩擦，提高局部耐磨性预备热处理：正火或完全退火改善性能（HB220)改善组织（细小S）试确定45钢的正火温度，指出正火后组织

3、局部感应淬火 感应淬火感应淬火是一种表面强化处理工是一种表面强化处理工艺。利用感应电流加热工件，并艺。利用感应电流加热工件，并快速冷却而在表面获得马氏体的快速冷却而在表面获得马氏体的工艺工艺交变磁场交变磁场感应电流感应电流趋肤效应趋肤效应表面加热表面加热快速冷却快速冷却表面获表面获得马氏体得马氏体T7T7钢感应淬火金相组织钢感应淬火金相组织1000 表面回火组织1000 心部组织7.3.3 弹簧钢弹簧类零件的使用条件及性能要求用于制造弹簧或类似弹簧性能零件的钢种。常用零件：汽车蝶板弹簧，仪表弹簧，汽阀弹簧主要作用和使用条件间断吸收能量缓和机械振动和冲击周期性储存能量主要失效形式疲劳断裂塑性变形

4、，失去弹性弹簧钢的性能要求1）高的屈服强度、疲劳强度和高的屈强比2）一定的塑性和韧性3）好的淬透性，以保持零件组织均匀性4）在高温和腐蚀介质下工作时，有好的环境稳定性2. 常用弹簧钢及其合金化弹簧钢分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢弹簧钢零件性能以强度要求为主弹簧钢成分特点含碳量较高（0.50.9%)以Si、Mn为主要合金化元素以Cr、W、V为辅合金化元素讨论：1.说明含碳量较高的原因，什么条件下使用上限含量？2.合金元素Si、Mn在弹簧钢中的作用3.Cr、W、V的作用又是什么？ 3. 弹簧钢的热处理及加工工艺弹簧钢按成形方法分为冷成形和热成形两类1）冷成形，即强化后成形的弹簧（丝径小于810mm的弹

5、簧或钢丝）v冷成形弹簧表面质量好v多次冷拔的钢丝强度可达1600MPaA体化等温铅淬（450550C）获得细小珠光体冷拔成形去应力退火(250300 C )最终成形均匀组织直接冷拔680 C中间退火试说明上述工艺主要步骤的选择机制2）热成形，即成形后强化的弹簧（中大型弹簧）v热成形时材料表面会有氧化、脱碳，弹簧表面质量不好，故增加喷丸处理v汽车板簧用60Si2Mn钢热成型，经喷丸处理后使用寿命提高（35）倍A体化热卷成形中温回火（350450C）表面喷丸处理成品出厂余热淬火试说明弹簧钢中温回火组织及其性能7.3.4 滚动轴承钢主要用于制造滚动轴承零件的钢种。滚动轴承由内套、外套、滚动体及保持架

6、组成滚动轴承内 套外 套滚动体保持架轴承钢低碳钢冲制成形1.轴承钢的工作条件及性能要求 工作条件和失效形式工作条件失效形式高速运转，受载面积小滚动及滑动摩擦机器震动冲击长期工作稳定交变载荷，接触疲劳表面磨损擦伤冲击变形损伤尺寸不稳定，配合不好环境和润滑油腐蚀 Surface appearances of failure bearings 性能要求1）高而均匀的表面硬度（HRC61-65），提高耐磨性2）高的弹性极限和接触疲劳强度3）良好的组织均匀性和尺寸稳定性4）一定的耐蚀性和足够的韧性5）好的淬透性为什么轴承钢还要有好的淬透性？这为什么轴承钢还要有好的淬透性？这与其失效特征有什么关系？与其失效特征有什么关系？ 高含碳量：一般为0.951.15% 2.轴承钢及其合金化根据轴承高性能要求，轴承钢成分要求如下：马氏体中有足够的碳含量钢中有足够的碳化物保证高硬度高耐磨性 加入Cr、Mn、Si合金化元素提高淬透性提高回火稳定性，尺寸稳定性强化F稳定碳化物细化组织 高的接触疲劳极限对材料中的微小缺陷敏感。高高的冶金质量要求，的冶金质量要求，S, P 0.02%v在轧钢、矿山机械中受冲击载荷较大的轴承，大型轴承也可选用渗碳钢制造，如20NiMo, 20Cr2Ni4WA等v高温轴承选用高合金钢制造，如Cr4Mo4V, 9Cr18Mov轴承钢为高碳低合金钢，冶金质量