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第三章 机器零件用钢 简介 用途：轴类、齿轮、弹簧、紧固件等。 分类：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和易削钢等。 按热处理状态分（使用状态）： 1．一般供应或正火状态—碳钢或碳素易削钢； 2．淬火+回火状态 按回火温度分为：高温回火—调质钢； 中温回火—弹簧钢； 低温回火—滚动轴承钢、 超高强度钢。 3．化学热处理： 渗碳钢 氮化用钢 4．高频淬火用钢—高、中频淬火后低温回火使用 一．力学性能要求 1.具有高的疲劳强度或耐久强度； 2.要求高的屈服强度和抗拉强度； 3.具有高的接触疲劳强度和耐磨性； 4.具有高的韧性和低的缺口敏感性 二．工艺性能 机器零件的生产流程：型材—改锻—毛坯热处理—切削加工—最终热处理—磨削。 从工艺流程可见，这类钢的工艺性和构件用钢有所不同，要求有良好的工艺性能，如锻造、冲压、热处理、车、铣、刨、 磨等，主要是切削加工性和热处理性能。 三．合金化 主加元素：Cr、Mn、Si、Ni 作用：↑淬透性和力学性能。 辅加元素：Mo、W、V等 作用：↓过热敏感性，↓回脆，↑淬透性。 最佳范围：获得最佳性能→称为极限合金化理论。1.2%Si, 2%Mn，1~2%Cr, 1~4%Ni， 0.5%Mo，0.2%V, 0.1%Ti，0.4~0.8%W。 或是单独加入，或是复合加入。 §3-1 调质钢 1.用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓等。 一、工作条件、失效方式及性能要求 1．工作条件（以轴类零件为例） 作用：传动力矩 受力：主要承受交变扭转、弯曲力； 一定的冲击力 配合处摩擦力。 2．失效方式 （1）磨损：花键处，由于硬度低，耐磨性差造成的。 （2）疲劳断裂：弯曲疲劳、扭转疲劳 3．性能要求 （1）高强度，尤其是高的疲劳强度； （2）高硬度、高耐磨性； （3）塑性韧性好； 即，良好的综合力学性能。 二．对调质钢力学性能和工艺性能的要求 1．良好的综合力学性能，即强韧性的良好配合； 2．足够的淬透性，依靠合金化Cr、Mn、Ni、Si等。 3．防止第二类回火脆，可加入Mo和W，也可以快速冷却、细化晶粒、避开温区。 4．良好的加工性能 锻、铸、热处理及切削减加工性。 一般调质钢力学性能指标：σb=800-1100MPa,σ0.2=700-1000MPa,δ=9-15%,Ψ=45-55%,ακ=60-120J/cm2,Τc=-40℃. 三．调质钢的组织特点 调质处理后为回火索氏体： 强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证具有较高的塑变抗力和疲劳强度；组织均匀性好，减小了裂纹形成的可能性，所以具有良好的塑性和韧性；基体铁素体是从淬火M而来的，其晶粒细小，使钢的冷脆倾向减小。 四．调质钢的化学成分及热处理特点 1．化学成分 C：0.25-0.45%，以保证强韧性； 主加元素：Mn Cr Si Ni B 辅加元素：W Mo V Ti Mn：↑↑淬透性，但↑过热倾向，↑回脆倾向； Cr：↑↑淬透性，↑回火稳定性，但↑回脆倾向； Ni:↑基体韧度， Ni-Cr复合↑↑淬透性，↑回火脆 ； Mo：↑淬透性,↑回火稳定性，细晶,↓↓回脆倾向； V：有效细晶，(↑淬透性) ，↓↓过热敏感性。 总结 合金元素的作用： （1）提高淬透性：Mn Cr Si Ni B （2）提高回火稳定性：Mo Cr Si （3）细化晶粒：V Ti （4）防止第二类回火脆：W （0.8%～1.2%） Mo（0.15%～0.30%） 2．热处理特点 （1）预备热处理 P型钢：正火或退火 M型钢：调质处理 （2