(5.5)--07工 业 用 钢机械工程材料.ppt

截面更大，性能要求更高的零件，如大截面的齿轮、传动轴、精密机床上控制进刀的蜗轮78108351175200水，空850空950空28Cr2Ni4WA大截面、载荷较高、缺口敏感性低的重要零件，如重型载重车、坦克的齿轮等71108351080200水，空780油860油12Cr2Ni4模数较大、载荷较重中小渗碳件，如重型机床齿轮、轴，汽车后桥主动、被动齿轮等55108851080200水，空860油

20MnVB厚度在30mm以下，承受高速重载以及冲击、摩擦的重要部件。如齿轮、轴、齿轮轴、爪形离合器、蜗杆等55108351080200水，空870油880油20CrMnTi7.4合金结构钢3.合金化特点渗碳钢“外硬里韧”的性能要求选择低含碳量并经过渗碳后其表面和整体力学性能均匀，高的淬透性。渗碳钢中常使用合金元素有Cr、Mn、Ni、Mo、Ti、B等，其中Cr、Ni、Mn、B等可提高材料淬透性，也可强化铁素体；而Mo、Ti等碳化物形成元素通过形成细小弥散的稳定碳化物细化晶粒，提高强度、韧性，如含碳量基本相同的20、20Cr、20CrMnTi钢，其淬透性依次增加，且强韧性大大加强，用其制造的零件性能也大大提高。4.热处理和组织性能合金渗碳钢热处理工艺为渗碳后直接淬火，再低温回火。对渗碳时容易过热的20Cr、20Mn2等需先正火消除过热组织，然后进行淬火和低温回火。热处理后，表面渗碳层的组织由合金渗碳体与回火马氏体及少量残余奥氏体组成，硬度为60HRC～62HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关。完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40HRC～48HRC。多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25HRC～40HRC。心部韧性一般都高于700kJ/m2。7.4合金结构钢7.4.3合金调质钢1.工作条件及性能要求调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其他机器上如齿轮、轴类件、连杆、高强螺栓等重要零件。大多承受多种和较复杂的工作载荷，要求具有高水平的综合力学性能。但不同零件受力状况不同，其性能要求有所差别，截面受力均匀的零件如连杆，要求整个截面都有较高的强韧性。截面受力不均匀的零件，如承受扭转或弯曲应力的传动轴，主要要求受力较大的表面区有较好的性能，心部要求可低些。因此性能上要求：①高的屈服强度及疲劳极限和良好的韧性塑性，即要求综合的力学性能。②局部表面要求一定的耐磨性。③好的淬透性。2.成分特点及合金化原理为达到强度和韧性的良好配合，合金调质钢的成分设计如下：1)中碳含碳量一般在0.25%～0.50%之间，以0.40%居多。含碳量过低，不易淬硬，回火后强度不足，含碳量过高则韧性不够。7.4合金结构钢2)合金元素的作用调质钢的合金化经历了一个由单一元素到多元素复合加入发展过程，从40→40Mn→40CrMn→40CrMnMo或40→40Cr→40CrNi→40CrNiMo发展，合金元素主要作用是：①提高淬透性：在碳钢的基础上常单独或多元复合加入提高淬透性元素Mn、Cr、Ni、Mo、Si、B等，钢的淬透性增大，不仅使零件在截面上得到均匀的力学性能，而且能使用较缓和的冷却介质淬火，大大减小淬火变形开裂的倾向。②固溶强化：合金元素溶入铁素体形成置换固溶体，能使基体得到强化。虽然这种强化效果不及提高淬透性的贡献，但仍是有效的。在常用合金元素中以Si、Mn、Ni的强化效果最显著。③防止第二类回火脆性：调质钢的高温回火温度正好处于第二类回火脆性温度范围，钢中所含的Mn、Ni、Cr、Si、P元素会增大回火脆性倾向。为了防止和消除回火脆性的影响，除在回火后采用快冷方法，还可在钢中加入Mo或W，使第二类回火脆性大大减弱，这对于较大截面的调质钢特别有意义。④细化晶粒：在钢中加入碳化物形成元素W、Al、V、Ti可以有效地阻止奥氏体晶粒在淬火加热时长大，使最终组织细化，降低了钢的韧脆转变温度。7.4合金结构钢3.常用调质钢钢种及牌号合金调质钢在机械制造业中是用量最大的一类钢种。我国常用调质钢按照淬透性的高低，大致分为三类：1)低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30mm～40mm，最典型的钢种是40Cr，广泛用于制造一般尺寸的重要零件。40MnB、40MnV