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chd第章机械制造结构钢.ppt

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图 GCr15轴承钢中未溶K量与疲劳寿命间的关系 第六十一页,共一百一十二页。 三、高碳铬轴承钢的热处理 工艺特点是简单而要求高。 热 处 理 特 点 球化退火→为最终淬火作组织准备 淬回火工艺参数对疲劳寿命有很大影响 一般采用保护气氛加热或真空加热 160℃保温3h或更长回火,硬度62~66HRC 如要求消除AR → 淬火后立即冷处理, 而后立即低温回火。 第六十二页,共一百一十二页。 图 回火温度对GCr15钢力学性能的影响 第六十三页,共一百一十二页。 图 轴承钢深冷处理温度对残留奥氏体量的影响 1- GCr15,850℃淬火;2-Cr15SiMn,830℃淬火 1- GCr15,850℃淬火 2-Cr15SiMn,830℃淬火 第六十四页,共一百一十二页。 思考题: 轴承钢在淬火热处理后,硬度检验时不允许有明显的软点,为什么? 如出现软点,可能有哪些因素造成的? 第六十五页,共一百一十二页。 3.2.5 低碳马氏体钢 基 本 性 能 抗拉强度σb ,1150~1500MPa ; 屈服强度σs , 950~1250 MPa ; ψ≥40% ;伸长率δ,≥10% ; 冲击韧度AK≥6J 。 这些性能指标和中碳合金调质钢性能相当, 常规的力学性能甚至优于调质钢。 没有独立钢类,有专门开发的低碳M钢。 低碳结构钢采用淬火+低回工艺,可得到位 错板条M → 强度、韧度和塑性的最佳配合 第六十六页,共一百一十二页。 1 成分工艺特点 0.15~0.25%C,→以保证淬火后获得板M + Cr、Mo、Si、Mn、V等 → ↑淬透性等性能 15MnVB、20SiMn2MoV等是我国研制开发的 零件断面尺寸↑,心部可 能淬不透,→综合性能↓ 应根据零件的尺寸大小来 选择相应淬透性的钢 成 分 特 点 工 艺 特 点 高温加热 较长t保温 高速冷却 第六十七页,共一百一十二页。 2、低碳马氏体结构钢及应用 应 用 在矿山、汽车、石油、机车车辆、农业机械等 制造工业中得到了广泛的应用 实 例 石油钻机吊环(卡) 20SiMn2MoV代35钢 材料 工艺 重量kg σb /MPa AK /J 35 正火 137.4 550 50 20SiMn2MoV 淬火 29 1600 110~120 局 限 性 工作温度200℃;强化后难以进行冷加工\焊接 等工序; 只能用于中小件;淬火时变形大,要求严 格的零件慎用. 第六十八页,共一百一十二页。 吊卡实物外形 第六十九页,共一百一十二页。 3.3 表面强化态钢 零件在滑动、滚动、接触 应力、摩擦等工况下工作 磨损和接触疲劳 是主要失效形式 表面应具有高硬度、高接 触疲劳抗力和良好耐磨性, 而心部有一定塑韧性 渗碳钢、渗氮 钢、感应加热淬 火钢等 这类钢适宜制造表面和心部性能要求不同的零件,通 过某种工艺使零件表面硬度高耐磨而心部具有较好强韧 性配合以满足要求。典型零件有齿轮、凸轮等 第七十页,共一百一十二页。 各种类型的齿轮 第七十一页,共一百一十二页。 3.3.1 合金渗碳钢 1、渗碳钢的合金化 一般含碳量在 0.12~0.25% 保证得到强韧 性好的板条M 常用合金 化元素 Mn、Cr、Ni主要↑淬透性 Ti、V、W、Mo细化晶粒 渗碳层性能: 表层碳量、表层浓度梯度和渗层深度 渗碳层深度根据零件需要确定。原则上,渗碳层深度 应大于零件的最大切应力深度。 第七十二页,共一百一十二页。 Dai QX 心部强度 渗层厚度 表层强度 外应力 强度 距离 表面碳浓度太高 渗层太浅 渗碳零件受力与渗层厚度的关系 第七十三页,共一百一十二页。 合金元素对渗碳层表面含碳量和渗碳层厚度的影响 第七十四页,共一百一十二页。 合金 元素 碳扩散系数 表层 碳量 渗层 深度 浓度 梯度 淬透性 晶粒长大倾向 含量范围 质量分数 % Ti V ↓↓ ↑↑ ↓ 变陡 不定① ↓↓ 0.12 0.30 W Mo Cr ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ 变陡 ↑ ↓ 0.4~1.2 0.2~0.6 2 Mn 影响小 ↓ ↑ 平缓 ↑ ↑ ~ 2 Ni ↑ ↓ ↓ 平缓 ↑ 影响小 ~ 4 Si ↑ ↓ ↓ 平缓 ↑ 影响小 0.8 表 合金元素对渗碳工艺
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