最新四章结构钢及其选用幻灯片.ppt
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1、四章结构钢及其选用四章结构钢及其选用8/13/20222 本章重点:本章重点: 1.各种钢的牌号含义、成分及合金元素的各种钢的牌号含义、成分及合金元素的作用作用 2.典型零件的选材、工艺路线、热处理工典型零件的选材、工艺路线、热处理工艺、组织及性能特点艺、组织及性能特点8/13/20229多边型角钢多边型角钢螺钉、铆钉螺钉、铆钉钢筋、螺纹钢钢筋、螺纹钢建筑构件钢桥梁8/13/2022102 2优质碳素结构钢优质碳素结构钢牌号牌号 :45 45 钢,含钢,含C C量为量为 45/10000 45/10000 ,即,即c%= 0.45 % c%= 0.45 % 用途用途较重要的零件,如齿轮、轴、连
2、杆、弹簧等。较重要的零件,如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 热处理:热处理:淬火、回火、表面热处理等。淬火、回火、表面热处理等。8/13/202211汽车曲轴汽车曲轴8/13/2022123. 3. 碳素铸钢碳素铸钢钢号钢号 :如如 ZG270-500 ZG270-500 性能性能 :强度和塑性、韧性高于铸铁强度和塑性、韧性高于铸铁 ,但铸造流,但铸造流动性能差,收缩率大。动性能差,收缩率大。热处理:热处理:退火或正火,细化晶粒,消除魏氏组织退火或正火,细化晶粒,消除魏氏组织及铸造应力。及铸造应力。组织组织 :P PF F用途用途 :形状复杂,需一定强度、塑性、韧性的零形状复杂,需一定强度、塑性、韧
3、性的零件,如轧辊、机座、外壳。件,如轧辊、机座、外壳。8/13/202213轧辊轧辊外壳外壳8/13/202214二、合金结构钢二、合金结构钢1.1.工程构件用钢(低合金结构钢)工程构件用钢(低合金结构钢)2.2.机械零件用钢机械零件用钢 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8/13/2022151 1低合金结构钢低合金结构钢成分成分 :cc0.2% 0.2% ,主加元素,主加元素MnMn,附加,附加V V、TiTi、NbNb,如,如15MnVN15MnVN性能性能 :强度、韧性高,焊接、冷成形性能好。强度、韧性高,焊接、冷成形
4、性能好。应用应用热处理、组织热处理、组织 热轧空冷,热轧空冷,S SF F8/13/202216高压容器高压容器桥梁桥梁船舶船舶车辆车辆8/13/2022172.2.机械零件用钢机械零件用钢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8/13/202218渗碳钢的工作条件及性能要求渗碳钢的工作条件及性能要求 零件在渗碳热处理后使用。这种零件工作时,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,故其性能要求:磨擦和冲击作用,故其性能要求: (1)
5、(1) 有一定的强度和塑性,以抵抗拉伸,弯曲,扭转等有一定的强度和塑性,以抵抗拉伸,弯曲,扭转等变形破坏;变形破坏; (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;面接触疲劳破坏; (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当外载是循环作用时,要求零件有好的抗疲劳破坏能力。能力。1 1渗碳钢渗碳钢8/13/2022191 1渗碳钢渗碳钢成分:成分:c=0.1c=0.10.25%, 0.25%, 韧性好。韧性好。 合金元
6、素提高淬透性、耐磨性,细化晶粒。合金元素提高淬透性、耐磨性,细化晶粒。性能:性能:表面硬度高,耐磨性好;心部韧性高。表面硬度高,耐磨性好;心部韧性高。应用:应用:耐磨件。如:耐磨件。如: 1515,活塞销,活塞销 20Cr20Cr,小轴、活塞销、小齿轮。,小轴、活塞销、小齿轮。 20CrMnTi20CrMnTi,汽车齿轮。,汽车齿轮。18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA,如曲轴、连杆。,如曲轴、连杆。 8/13/202220热处理热处理组织组织 :表层表层:高碳:高碳M M回回+ +碳化物碳化物+ Ar+ Ar;心部心部:低碳:低碳M M回回(+T + F+T + F) 渗碳渗碳 淬火淬火
7、 低温回火低温回火8/13/2022218/13/2022222 2调质钢调质钢成分成分 : cc=0.25=0.250.50%0.50%,合金元素消除回火脆,合金元素消除回火脆性性, , 提高回火抗力提高回火抗力, , 强化强化F F 。性能性能 :具有良好的综合力学性能:具有良好的综合力学性能应用应用:4545,一般尺寸零件,机床主轴,一般尺寸零件,机床主轴 40Cr40Cr,一般尺寸重要零件,如齿轮、主轴。,一般尺寸重要零件,如齿轮、主轴。35CrMo35CrMo,较大截面零件,如曲轴、连杆。,较大截面零件,如曲轴、连杆。40CrNiMo40CrNiMo,大截面重载零件,如汽轮机主轴和叶
8、,大截面重载零件,如汽轮机主轴和叶轮。轮。8/13/202223热处理热处理组织组织:S S回回表面淬火、低温回火:表面淬火、低温回火:表层:表层:M M回回+Ar+Ar心部:心部:S S回回氮化:氮化:表层:表层:S S回回+ +氮化物氮化物心部:心部:S S回回调质,可附加表面淬火或氮化调质,可附加表面淬火或氮化(38CrMoAl)(38CrMoAl)。 8/13/202224汽车曲轴汽车曲轴8/13/2022251 1、弹簧的使用条件及性能要求、弹簧的使用条件及性能要求零件的主要作用:零件的主要作用:间断吸收冲击能量,缓和机械间断吸收冲击能量,缓和机械振动及冲击作用以及周期性贮存能量。振
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