材料特性及用途

2021-03-04 09:56:12 字數 4643 閱讀 8113

特性35crmo合金結構鋼,有很高的靜力強度、衝擊韌性及較高的疲勞極限,淬透性較40cr高,高溫下有高的

35crmo

蠕變強度與持久強度,長期工作溫度可達 500℃;冷變形時塑性中等,焊接性差。

用途用作在高負荷下工作的重要結構件,如車輛和發動機的傳動件;汽輪發電機的轉子、主軸、重載荷的傳動軸,大斷面零件

35crmo鋼主要特性:高溫下具有高的持久強度和蠕變強度,低溫衝擊韌度較好,工作溫度高溫可達500攝氏度,低溫至-110攝氏度,並具有高的靜強度、衝擊韌度及較高的疲勞強度、淬透性良好,無過熱傾向,淬火變形小,冷變形時塑性尚可,切削加工性中等,但有第一類回火脆性,焊接性不號,焊前需預熱至150~400攝氏度,焊後熱處理以消除應力,一般在調質處理後使用,也可在高中頻表面淬火或淬火及低`中溫回火後使用。

應用:用於製造承受衝擊、彎扭、高載荷的各種機器中的重要零件,如軋鋼機人字齒輪、曲軸、錘杆、連桿、緊韌體,汽輪發動機主軸、車軸,發動機傳動零件,大型電動機軸,石油機械中的穿孔器,工作溫度低於400攝氏度的鍋爐用螺栓,低於510攝氏度的螺母,化工機械中高壓無縫厚壁的導管(溫度450~500攝氏度,無腐蝕性介質)等,還可代替40crni用於製造高載荷傳動軸、汽輪發動機轉子、大截面齒輪、支承軸(直徑小於500mm)等。

工藝上的裝置材料、管材、焊材等等

●特性及適用範圍:

強度、淬透性高,韌性好,淬火時變形小,高溫時有高的蠕變強度和持久強度。用於製造要求較35crmo鋼強度更高和調質截面更大的鍛件,如機車牽引用的大齒輪、增壓器傳動齒輪、後軸、受載荷極大的連桿及彈簧夾,也可用於 2000m以下石油深井鑽桿接頭與打撈工具,並且可以用於折彎機的模具等。

42crmo**

42crmo許用應力186~310/mpa,屈服點930σs/mpa,42crmo強度、淬透性高,韌性好,淬火時變形小,高溫時有高的蠕變強度和持久強度。42crmo用於製造要求較35crmo鋼強度更高和調質截面更大的鍛件

特性  中碳調製鋼,冷鐓模具鋼。該鋼**適中,加工容易,經適當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織球化,改進硬度小於160hbs毛坯的切削效能。

在溫度550~570℃進行回火,該鋼具有最佳的綜合力學效能。該鋼的淬透性高於45鋼,適合於高頻淬火,火焰淬火等表面硬化處理等。

用途  這種鋼經調質後用於製造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件,如汽車的轉向節、後半軸以及工具機上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等;經淬火及中溫回火後用於製造承受高負荷、衝擊及中等速度工作的零件,如齒輪、主軸、油幫浦轉子、滑塊、套環等;經淬火及低溫回火後用於製造承受重負荷、低衝擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件,如蝸桿、主軸、軸、套環等;經調質並高頻表面淬火後用於製造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大衝擊的零件,如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進氣閥等。此外,這種鋼又適於製造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件,如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸[6]。

【 供貨狀態及硬度】

退火態,硬度≤207hbs。

40cr軸類零件

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件,其長度大於直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端麵所組成。

根據結構形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

軸的長徑比小於5的稱為短軸,大於20的稱為細長軸,大多數軸介於兩者之間。

軸用軸承支承,與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準,它們的精度和表面質量一般要求較高,其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定,通常有以下幾項:

(一)尺寸精度起支承作用的軸頸為了確定軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高(it5~it7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(it6~it9)。

(二)幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等,一般應將其公差限制在尺寸公差範圍內。對精度要求較高的內外圓表面,應在圖紙上標註其允許偏差。

(三)相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否則會影響傳動件(齒輪等)的傳動精度,並產生雜訊。普通精度的軸,其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.

01~0.03mm,高精度軸(如主軸)通常為0.001~0.

005mm。

(四)表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為ra2.5~0.63μm,與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為ra0.63~0.16μm。

毛坯和材料

(一)軸類零件的毛坯軸類零件可根據使用要求、生產型別、裝置條件及結構,選用棒料、鍛件等毛坯形式。對於外圓直徑相差不大的軸,一般以棒料為主;而對於外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸,常選用鍛件,這樣既節約材料又減少機械加工的工作量,還可改善機械效能。

根據生產規模的不同,毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多採用自由鍛,大批大量生產時採用模鍛。

(二)軸類零件的材料軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料並採用不同的熱處理規範(如調質、正火、淬火等),以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。

40cr是軸類零件的常用材料,它**便宜經過調質(或正火)後,可得到較好的切削效能,而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械效能,淬火後表面硬度可達45~52hrc。

40cr等合金結構鋼適用於中等精度而轉速較高的軸類零件,這類鋼經調質和淬火後,具有較好的綜合機械效能。

軸承鋼gcr15和彈簧鋼65mn,經調質和表面高頻淬火後,表面硬度可達50~58hrc,並具有較高的耐疲勞效能和較好的耐磨效能,可製造較高精度的軸。

精密工具機的主軸(例如磨床砂輪軸、座標鏜床主軸)可選用38crmoaia氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化後,不僅能獲得很高的表面硬度,而且能保持較軟的芯部,因此耐衝擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較,它有熱處理變形很小,硬度更高的特性。

40cr廣泛用於機械製造,這種鋼的機械效能很好。但是這是一種中碳鋼,淬火效能並不好,40cr可以淬硬至hrc42~46。所以如果需要表面硬度,又希望發揮40cr優越的機械效能,常將40cr表面滲碳淬火,這樣就能得到需要的表面硬度。

科技名詞定義

中文名稱:

時效處理

英文名稱:

ageing treatment

定義:合金工件經固溶熱處理後在室溫或稍高於室溫保溫,以達到沉澱硬化目的。

所屬學科:

機械工程(一級學科);機械工程(2)_熱處理(二級學科);整體熱處理(**學科)

本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布

時效處理爐

指合金工件經固溶處理,冷塑性變形或鑄造,鍛造後,在較高的溫度放置或室溫保持其效能,形狀,尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。

目錄簡介

發展簡史

生產工藝

編輯本段

簡介  aging

為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度150-250℃)精加工前,把工件重新加熱到100-150℃,保持5-20小時,這種為穩定精密製件質量的處理,稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

時效處理:指合金工件經固溶處理,冷塑性變形或鑄造,鍛造後,在較高的溫度放置或室溫保持其效能,形狀,尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。若採用將工件加熱到較高溫度,並較短時間進行時效處理的時效處理工藝,稱為人工時效處理,若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發生的時效現象,稱為自然時效處理。

時效處理的目的,消除工件的內應力,穩定組織和尺寸,改善機械效能等。

在機械生產中,為了穩定鑄件尺寸,常將鑄件在室溫下長期放置,然後才進行切削加工。這種措施也被稱為時效。但這種時效不屬於金屬熱處理工藝。

編輯本段

發展簡史

20世紀初葉,德國工程師a.維爾姆研究硬鋁時發現,這種合金淬火後硬度不高,但在室溫下放置一段時間後,硬度便顯著上公升,這種現象後來被稱為沉澱硬化。這一發現在工程界引起了極大興趣。

隨後人們相繼發現了一些可以採用時效處理進行強化的鋁合金、銅合金和鐵基合金,開創了一條與一般鋼鐵淬火強化有本質差異的新的強化途徑——時效強化。

絕大多數進行時效強化的合金,原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上公升而增大。在時效處理前進行淬火,就是為了在加熱時使盡量多的溶質溶入固溶體,隨後在快速冷卻中溶解度雖然下降,但過剩的溶質來不及從固溶體中分析出來,而形成過飽和固溶體。

為達到這一目的而進行的淬火常稱為固溶熱處理。

經過長期反覆研究證實,時效強化的實質是從過飽和固溶體中析出許多非常細小的沉澱物顆粒(一般是金屬化合物,也可能是過飽和固溶體中的溶質原子在許多微小地區聚集),形成一些體積很小的溶質原子富集區。

在時效處理前進行固溶處理時,加熱溫度必須嚴格控制,以便使溶質原子能最大限度地固溶到固溶體中,同時又不致使合金發生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進行人工時效處理,必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間,才能得到比較理想的強化效果。

生產中有時採用分段時效,即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間,然後在更高的溫度下再保溫一段時間。這樣作有時會得到較好的效果。

馬氏體時效鋼淬火時會發生組織轉變,形成馬氏體。馬氏體就是一種過飽和固溶體。這種鋼也可採用時效處理進行強化。

低碳鋼冷態塑性變形後在室溫下放置一段時間後,強度提高,塑性降低,這種現象稱為機械時效。

為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度150-250℃)精加工前,把工件重新加熱到100-150℃,保持5-20小時,這種為穩定精密製件質量的處理,稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

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