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第十章 船机主要零件的材料和热处理 轮机机械基础 第十章 轮机主要零件的材料及热处理 第一节 曲轴 第二节 连杆 第三节 气缸套 第四节 活塞 第五节 活塞销 第六节 活塞环 第七节 气阀 第八节 精密偶件 第九节 螺旋桨 第十节 重要螺栓 第十一节 涡轮叶片 第一节 曲轴 一、工作条件 受交变载荷、弯矩和扭矩的作用；横截面变化处有较大的集中应力。 二、材料 对曲轴的性能要求： 1、良好的综合机械性能 2、足够的疲劳强度 3、优良的耐磨性 1、低速柴油机： 主轴颈：中碳优质碳素结构钢（30、40、45号钢） 曲柄：铸钢（ZG270-450、ZG310-570、ZG25MnV等） 三、热处理 碳钢曲轴：退火，粗加工后正火 合金钢曲轴：退火，粗加工后调质 铸钢曲柄：两次正火和回火 高温扩散退火＋正火＋回火 球墨铸铁曲轴：正火；颈轴表面高频淬火 1、常见热处理： 2、表面强化处理 氮化处理 喷丸、滚压强化 2、中高速柴油机 中碳优质碳素结构钢或合金调质钢，或球墨铸铁 第二节 连杆 一、工作条件 承受周期变化的气体力和惯性力的作用，内部产生很大交变拉、压应力和弯曲应力；大、小端受到摩擦和磨损。 二、材料 1、低、中速：30、40、45号中碳优质碳素结构钢， 45Cr、35CrMo等合金钢 2、高速：40Cr、35CrMo、 42CrMo等合金钢 三、热处理 1、低速——正火 2、中、高速：中碳钢——调质或正火 合金钢——调质 性能要求：综合机械性能 第三节 气缸套 一、工作条件和性能要求 1、工作条件 内表面：高温高压燃气；强烈摩擦；燃气腐蚀 外表面：冷却水的冷却和腐蚀、穴蚀；热应力 2、要求 较高强度、刚度 良好的耐磨性、耐蚀性和导热性 三、热处理 表面强化（表面淬火、表面化学热处理（氮化））；松孔镀铬 1、低速、一般中高速：灰口铸铁HT250等，高磷铸铁、钒钛铸铁 2、中高速强载：硼合金铸铁或球铁 二、材料 第四节 活塞 一、工作条件和性能要求 1、工作条件 2、要求 受高温高压燃气和往复惯性力作用 摩擦和撞击 足够的强度、硬度，较高的疲劳强度和高温工作性能 优良的导热性，较小的膨胀系数 良好的耐磨性、耐蚀性 较小的比重以减小往复惯性力 三、热处理 1、铸铁：退火 2、碳素铸钢、合金铸钢：退火，正火 3、铝合金：淬火+时效处理 1、低、中速：孕育铸铁HT250、HT300 2、大型低速——组合式：头部-铸钢或合金铸钢；裙部-孕育铸铁 3、中、高速：铝合金 4、高速强载：段铝合金 二、材料 第五节 活塞销 一、工作条件和性能要求 1、工作条件： 2、要求： 受气体力和往复惯性力周期性强烈冲击和弯曲作用；销座 受剪切作用 表面承受较大的摩擦磨损 足够的强度、刚度，表面有较高的硬度和耐磨性 足够的冲击韧性 较高的疲劳强度 二、材料 三、热处理： 低碳钢15、20号钢；合金渗碳钢15Cr、 20Cr、 20CrMnTi等 渗碳＋淬火＋低温回火 第六节 活塞环 一、工作条件和性能要求 1、工作条件： 2、要求： 受高温高压燃气作用 外圆表面和端面受到摩擦、磨损 足够的强度、硬度—低速：HB180～220；中高速：HB190～230 良好的耐磨性与磨合性—比气缸套高10～20HBS 良好的耐热性与导热性 良好的抗腐蚀性 二、材料 三、热处理： 1、铸铁（HT250等；合金铸铁） 2、钢制刮油环——高速大功率 镀铬；喷钼 第七节 气阀 一、工作条件和性能要求 1、工作条件： 2、要求： 承受较高热负荷 排气阀受到高温废气的冲刷与腐蚀 受到高压燃气的交变载荷作用，关阀有撞击磨损，阀杆与 导套间有磨损 较高的高温机械性能 高温抗腐蚀性能 较高的耐磨性与抗冲击性能 导热性好，热膨胀系数小 二、材料 三、热处理 进气阀：40Cr、35CrMo、40CrNi等合金调质钢 或气阀钢4Cr9Si2 排气阀：气阀钢4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、4Cr14Ni4W2Mo等 4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo——马氏体热强钢：退火+调质 4Cr14Ni4W2Mo——奥氏体热强钢：固溶处理+时效处理 第八节 精密偶件 一、工作条件和性能要求 1、工作条件： 2、要求： 工作表面受到严重摩擦和磨损 受高压燃油的腐蚀和冲击作用 足够的强度和硬度 较高的耐磨性和热硬性