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    6.3 合金结构钢及其应用.ppt

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    6.3 合金结构钢及其应用.ppt

    6.36.3合金结构钢及其应用合金结构钢及其应用1.1.渗碳钢渗碳钢2.2.调质钢调质钢3.3.弹簧钢弹簧钢4.4.滚动轴承钢滚动轴承钢5.5.低合金结构钢低合金结构钢1.1.渗碳钢渗碳钢 性能要求:性能要求:(1)(1)有一定的强度和塑性,以抵抗拉伸,弯曲,扭转等变有一定的强度和塑性,以抵抗拉伸,弯曲,扭转等变形破坏;形破坏;(2)(2)要求表面有较高的硬度和耐磨性,以抵抗磨损及表面要求表面有较高的硬度和耐磨性,以抵抗磨损及表面接触疲劳破坏;接触疲劳破坏;(3)(3)有较高的韧性以承受强烈的冲击作用;有较高的韧性以承受强烈的冲击作用;(4)(4)当外载是循环作用时,要求零件有好的抗疲劳破坏能当外载是循环作用时,要求零件有好的抗疲劳破坏能力。力。渗碳钢的工作条件渗碳钢的工作条件零件在渗碳热处理后使用。这种零件工作时,除要求较高零件在渗碳热处理后使用。这种零件工作时,除要求较高强度可靠性外,还常常受到较大的表面磨擦和冲击作用。强度可靠性外,还常常受到较大的表面磨擦和冲击作用。w(C)=0.10.25%,韧性好。合金元素提高淬透性、耐磨性韧性好。合金元素提高淬透性、耐磨性,细化晶粒细化晶粒。(渗渗C C:930,回火:回火:200)主主 要要 化化 学学 成成 分分,%预备预备/淬火淬火 CMnCr,Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00880 800水水,油油800水水,油油0.170.270.170.240.901.200.801.100.901.201.001.30850油油830油油钢号钢号20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.24W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空880 780油油机械性能机械性能bMPasMPa8357855405909301080735835118011808351080AKJ475547557863渗渗C C钢的牌号(摘自钢的牌号(摘自GB/T3077-1999GB/T3077-1999)最终热处理最终热处理:渗碳渗碳 淬火淬火 低温回火低温回火组织组织 表层:表层:M M回回+碳化物碳化物+A A残残;心部:低心部:低C C的的M M回回(+T+F+T+F)应用应用 耐磨件耐磨件 2020CrCr,小轴、活塞销、小轴、活塞销、小齿轮。小齿轮。2020CrMnTiCrMnTi,汽车齿轮。汽车齿轮。1818Cr2Ni4WACr2Ni4WA,大型渗碳大型渗碳齿轮齿轮2 2调质钢调质钢成分成分 w(C)=0.250.50%,合金元素提高淬透性,强化合金元素提高淬透性,强化F,消除回火脆性消除回火脆性。性能性能 综合力学性能高。综合力学性能高。调质钢调质钢的牌号(摘自的牌号(摘自GB/T30771999)淬淬透透性性钢号钢号主主 要要 成成 分分,%淬火淬火回火回火CMnSiCr低低450.420.500.500.800.170.37830840水水580640空空40Cr0.370.450.500.80Cr0.81.10850油油500水,油水,油中中高高35CrMo0.320.400.400.70Cr0.81.10850油油550水,油水,油38CrMoAlA0.350.42Al0.71.1Cr1.351.65940水,油水,油640水,油水,油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr0.91.20850油油600水,油水,油机械性能机械性能 bMPasMPaAKJ6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500水,油水,油9807854798078547980835639808357198078563最终热处理最终热处理:调质调质 可附加表面淬火或氮化可附加表面淬火或氮化(38CrMoAl)(38CrMoAl)组织组织 S回回应用应用 4040CrCr,尺寸不大的重要零件,如齿轮、主轴。尺寸不大的重要零件,如齿轮、主轴。3535CrMoCrMo,较大截面零件,如曲轴、连杆。较大截面零件,如曲轴、连杆。4040CrNiMoCrNiMo,大截面重载零件,如汽轮机主轴和叶轮。大截面重载零件,如汽轮机主轴和叶轮。汽车曲轴汽车曲轴3.3.弹簧钢弹簧钢性能要求:性能要求:(1)(1)高的屈服强度,疲劳强度和高的屈强比;高的屈服强度,疲劳强度和高的屈强比;(2)(2)一定的塑性和韧性;一定的塑性和韧性;(3)(3)保证组织性能均匀,要求材料淬透性好;保证组织性能均匀,要求材料淬透性好;(4)(4)另外在高温或腐蚀介质下工作时,材料应有好的环境另外在高温或腐蚀介质下工作时,材料应有好的环境稳定性。稳定性。弹簧的使用条件弹簧的使用条件零件的主要作用:间断吸收冲击能量,缓和机械振动及零件的主要作用:间断吸收冲击能量,缓和机械振动及冲击作用以及周期性贮存能量。冲击作用以及周期性贮存能量。常用零件:汽车叠板弹簧,仪表弹簧,汽阀弹簧等。常用零件:汽车叠板弹簧,仪表弹簧,汽阀弹簧等。弹簧钢的牌号弹簧钢的牌号 (摘自(摘自GB/T1222GB/T122219851985)成分成分 w(C)=0.450.90%,Si,Mn为主要元素,提高屈强比。为主要元素,提高屈强比。性能性能 e、s、屈强比和疲劳抗力高,塑性较好屈强比和疲劳抗力高,塑性较好,耐震动、耐冲击。耐震动、耐冲击。钢号钢号主主 要要 成成 分分,%淬火淬火 油油 回回火火机械性能机械性能 CMnSi,CrbMPasMPa10%akkJ/m2650.620.700.500.800.170.37840油油50010008009450850.820.900.500.800.170.37820油油48011501000660065Mn0.620.700.901.200.170.37830油油5401000800880060Si2Mn0.560.640.600.901.502.00870油油48013001200580050CrVA0.460.540.500.80Cr0.81.10850油油5001300115059800 汽车板簧汽车板簧火车螺旋弹簧火车螺旋弹簧应用应用 6565MnMn、60Si2Mn60Si2Mn汽车,拖拉机,机车的板簧和螺旋弹簧。汽车,拖拉机,机车的板簧和螺旋弹簧。热处理热处理热轧弹簧:热成型热轧弹簧:热成型淬火淬火+中温回火中温回火喷丸喷丸冷轧弹簧:淬火冷轧弹簧:淬火+中温回火中温回火冷成型冷成型去应力去应力喷丸喷丸组织组织 T回回4 4滚动滚动轴承钢轴承钢成分成分 w(C)=0.951.10%,主加元素是主加元素是Cr,形成细小的碳化物。形成细小的碳化物。性能性能 高接触疲劳强度、高硬度和高耐磨性,一定的韧性、淬透性好。高接触疲劳强度、高硬度和高耐磨性,一定的韧性、淬透性好。钢号钢号主要化学成分,主要化学成分,w/%热处理规范及性能热处理规范及性能CCrSiMn淬火淬火回火回火回火后回火后 HRCHRCGCr40.951.050.350.00.150.300.150.308008201501706266GCr150.951.051.401.650.150.350.250.458208401501606266GCr15SiMn0.951.051.401.650.450.750.951.2582084017020062GMnMoVRE0.951.050.150.401.101.40770810170562GSiMoMnV0.951.100.450.650.751.0578082017520062(摘自(摘自GB/T182542002)应用应用 GCr15GCr15:中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥。中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥。热处理热处理球化退火球化退火 淬火淬火 低温回火低温回火冷处理,时效(冷处理,时效(120120140,10140,102020h h),),目的是稳定尺目的是稳定尺寸,去应力。寸,去应力。组织组织 M M回回细碳化物少量细碳化物少量A A残残 ,硬度可达硬度可达61-65HRC61-65HRC1 1、低合金结构钢低合金结构钢钢号钢号旧钢号旧钢号主主 要要 化化 学学 成成 分分,%机械性能机械性能CMnSi,s,MPab,MPa5,%Q29509MnNb12Mn0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金结构钢的牌号、成分、性能常用低合金结构钢的牌号、成分、性能(厚度(厚度(直径直径)16mm,AKV34J)成分成分 w(C)0.2%,主加元素主加元素Mn,附加附加V、Ti、Nb。性能性能 强度比普通碳钢高、韧性高,焊接、冷成形性能好。强度比普通碳钢高、韧性高,焊接、冷成形性能好。(摘自摘自GB/T1591-1994)GB/T1591-1994)热处理、组织热处理、组织 热轧空冷,热轧空冷,S SF F高压容器高压容器桥梁桥梁船舶船舶车辆车辆应用应用of 6.3&Chapter 6of 6.3&Chapter 6

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