第六章 钢铁材料2(优质结钢)第六章 钢铁材料2(优质结构钢)第六章 钢铁材料2(优质结构钢)第六章 钢铁材料2(优质结构钢).ppt

第六章 钢铁材料 《机械工程材料》 哈尔滨工业大学 空间环境材料行为及评价技术国家级重点实验室 6.3.2 调质钢 调质钢：经淬火+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，易于产生疲劳； 启动或刹车时受冲击； 与轴承配合部有磨损。 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. 调质钢成分特点及其合金化： 调质处理 韧性好，但强度过低 强度韧性最佳配合 强度高，但韧性偏低 成分特点 ⑴ 中碳：0.3~0.5%C； ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B ② 强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni ③ 细化晶粒: Ti、V ④ 防止第二类回火脆性: W、Mo 3. 常用调质钢的牌号、成分、热处理、性能及用途 类别 钢号 主要化学成分（WE×100） 热处理 C Mn Si Cr Ni Mo 其它 淬火（℃） 回火（℃） 低 淬 透 性 钢 40MnB 0.7~0.44 1.10~1.40 0.17~0.37 ? ? ? B0.001~0.0035 850油 500水，油 40Cr 0.37~0.45 0.50~0.80 0.20~0.40 0.80~1.10 ? ? ? 850油 500水，油 中 淬 透 性 钢 38CrSi 0.35~0.43 0.30~0.60 1.00~1.30 1.30~1.60 ? ? ? 950油 600水，油 35CrMo 0.32~0.40 0.40~0.70 0.20~0.40 0.80~1.10 ? 0.15~0.25 ? 850油 550油 高 淬 透 性 钢 38CrMoAlA 0.35~0.42 0.30~0.60 0.20~0.40 1.35~1.65 ? 0.15~1.25 Al0.70~1.10 950水，油 640水，油 40CrMnMo 0.37~0.45 0.90~1.20 0.20~0.40 0.90~1.30 ? 0.20~0.30 ? 850油 600水，油 25Cr2Ni4WA 0.21~0.28 0.30~0.60 0.17~0.37 1.35~1.65 4.00~4.50 ? W0.80~1.20 850油 550水 4. 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。 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 下料 锻造 预备 热处理 机械加工 调质 局部感应淬火 +低温回火 磨削精加工 装配 铣键槽 预备热处理：正火或完全退火 改善性能（~HB220) 改善组织（细小S） 4. 调质钢的热处理及加工工艺 正火工艺: Ac3+(50~100) 正火组织: F+S 下料 锻造 预备 热处理 机械加工 调质 局部感应淬火 +低温回火 磨削精加工 装配 铣键槽 调质处理：淬火+高温回火 获得最终心部组织 为表面淬火作组织准备 4. 调质钢的热处理及加工工艺 淬火工艺: Ac3+(50~100) 调质组织: S回 回火工艺: 500-650℃ 回火索氏体 下料 锻造 预备 热处理 机械加工 调质 局部感应淬火 +低温回火 磨削精加工 装配 铣键槽 局部感应淬火+低温回火 获得最终表面组织 增加局部硬度和耐磨性备 4. 调质钢的热处理及加工工艺 淬火工艺: Ac3+(50~100) 回火组织: M回 回火工艺: 150-250℃ 局部感应淬火介绍 感应淬火是一种表面强化处理工艺。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工艺 交变磁场?感应电流?趋肤效应?表面加热?快速冷却?表面获得马氏体 T7钢感应淬火金相组织 1000? 表面回火组织 1000? 心部组织 6.3.3 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，失去弹性 弹簧钢的性能要求 1）高的强度极限, 高的弹性极限, 高的疲劳极限, 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（0.5~0.9%) 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