《轴的常用材料及其机械性能(20170829040556)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴的常用材料及其机械性能(20170829040556)（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轴的常用材料及其机械性能轴的常用材料及其机械性能轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及 为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经 济合理。 轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是 45 和 40Cr 钢。对于受 载较小或不太重要的钢，也常用Q235或 Q275等普通碳素钢。对于受力较大，轴 的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40 Cr、40MnB 、40CrNi 等。 球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振 性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于
2、制造外形复杂的轴。 特别是我国研制成功的稀土- 镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振 和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零 件，如曲轴等。 根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正 火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理 ( 如 喷丸、辐压等 )和化学处理 ( 如渗碳、渗氮、氮化等 )，以提高其强度（尤其疲劳强 度）和耐磨、耐腐蚀等性能。 在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的 刚度而选用合金钢是不合适的。 轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时，可用圆钢棒
3、制 造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。为节约金属和 提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。 对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。轴的常用材料及其机械性能(MPa) 材料牌号热处理毛坯直径(mm) 硬度HB 抗拉强度b 屈服强度s弯曲疲劳极限-1扭转 疲劳极限-1 许用弯曲应力备注 +1 0 -1 Q235-A - - - 440 240 180 105 125 70 40 用于不重 要或载荷不大的轴20 正火25 156 420 250 180 100 125 70 40 用于载荷不正火回火100 100 300 300 500
4、 500 700 103156 400 380 370 360 220 200 190 180 165 155 150 145 95 90 85 80 125 70 40 大， 要求韧性较高的场合。35 正火25 87 540 320 230 130 165 75 45 用于有一定强度要求和加工塑性要求的轴。正火回火100 100 300 300500 500750 750 1000 149 187 143 187 137 187 520 500 480 460 440 270 260 240 230 220 210 205 190 185 175 120 115 110 105 100 16
5、5 75 45 调质100 100 300 156207 560 540 300 280 230 220 130 125 175 85 50 45 正火25 241 610 360 260 150 195 95 55 应用最广泛。正火回火100 100 300 300 500 500750 170 217 162217 156217 600 580 560 540 300 290 280 270 240 235 225 215 140 135 130 125 195 95 55 调质200 217 255 650 360 270 155 215 100 60 40Cr 调质25 1000 80
6、0 485 280 245 120 70 用于载荷较 大， 而无很大冲击的重要轴。100 100 300 300 500 500 800 241286 229 269 217 255 750 700 650 600 550 500 450 350 350 320 295 255 200 185 170 145 245 120 70 35SiMn 调质25 900 750 445 255 245 120 70 性能接近42SiMn 100 100 300 300 400 400500 229 286 217 269 217 255 196255 800 750700650 520 4504003
7、80 355 320295275 205 185170160 245 120 70 40Cr， 用于中 小型轴。40MnB 调质25 1000 800 485 280 245 120 70 性能同40Cr， 用于重 要的轴。200 241 286 750 500 335 195 245 120 70 40CrNi 调质25 1000 800 485 280 285 130 75 用于很重要的轴35CrMo 调质25 100 850 500 285 245 120 70 性能接近40CrNi， 用于 重载荷的轴。100 100300 300 500 500 800 207269 75070065
8、0 600 550500450 400 350320295 270 200185170 155 245 120 70 38SiMnMo 调质100 100300 300 500 500 800 229 286 217269 196 241 187 241 750700650 600 600550500 400 360335310 270 210195175 155 275 120 70 性能接近于35CrMo。37SiMn2MoV 调质25 1000 850 495 285 275 120 70 用于高强度、大尺寸和重 载荷的轴。200 200400 400 600 269302 241 28
9、6 241 269 880 830 780 700650 600 425395 370 245230 215 275 120 70 38CrMoAlA 调质30 229 1000 850 495 285 275 125 75 用于要求耐磨、 高强且热 处理变形很小的 (氮化)轴20Cr 渗碳淬火 回火15 60 表面HRC 56 62 850650 550400 375280 215160 215 100 60 用于要求强 度、 韧性均较高的轴 (如齿轮轴、蜗杆 ) 20CrMnTi 渗碳 淬火回火15 表面HRC 56 62 1100 850 525 300 365 165 100 1Cr1
10、3 调质60 187217 600 420 275 155 275 130 75 用于腐蚀条件下工作的 轴。2Cr13 调质100 197 248 660 450 295 170 275 130 75 1Cr18Ni9Ti 淬火60 60 180 100200 192 550 540500 220 200200 205 195185 120 115105 165 75 45 用于在高、低温及强腐蚀条件下工作 的轴。QT400-15 - - 156 197 400 300 145 125 100 用于结构、形状复杂的轴QT450-10 - - 170207 450 330 160 140 110
11、 QT500-7 - - 187 255 500 380 180 155 125 QT600-3 - - 197269 600 420 215 185 150 注：1. 表中所列疲劳极限数据， 均按下式计算 -10.27( b+s) ， -10.156( b+s)。2. 其他性能，一般可取s(0.55 0.62) s，01.4 -1，01.5 -1。3. 球墨铸铁 -10.36 b，-10.31 b。4. 许用静应力 +1= b/Sb，许用疲劳应力 -1 -1/S-1。5. 选用 -1 时，重要零件取小值，一般零件取大值。各种发动机曲轴材料及热处理用 途材 料预备热处理最终热处理工艺硬度（HB
12、 ）工艺层深（mm ）硬度（ HB ）轿车、轻型车拖拉机45 50Mn QT600-3 正火 调质正火170 228 217277 229302 感应淬火氮碳共渗： 570， 180min 油冷氮碳共渗： 560，180min 油冷24.5 0.5 0.1 5563 500HV0.1650HV 载重车及拖QT600-3 正火220感应淬火，自回火2.9 4658 拉机45 45 正火调质260 163196 207241 感应淬火，自回火感应淬火，自回火3.5 34.5 3 5563 55 重型载重车45 QT900-2 35CrMo 正火正火 +回火调质280321 216269 氮碳共渗感
13、应淬火0.91.2 35 300HV10 5358 大马力柴油机QT600-3 35CrNi3Mo 35CrMo QT600-3 正火 +回火调质 +稳定化处理 调质正火 +回火240300 渗氮，490， 60h 离子渗氮， 515， 40h 渗氮，510， 120h 0.3 0.5 0.7 600HV 550HV 600HV 各种凸轮轴材料及热处理工艺用 途材 料预备热处理最终热处理工艺硬度（HB ）工艺层深（mm ）硬度（ HB ）小拖拉机轿车 吉普QT600-3 合金铸铁45正火去应力退火 调质229 302 241302 187229 贝氏体等温淬火 贝氏体等温淬火氮碳共渗感应淬火0
14、.10.15 3.06.0 4350 700HV 颈 5563 齿 4558 载重车 拖拉机45 QT600-3 正火去应力退火163 197230 280 感应淬火贝氏体等温淬火2.55.5 颈 5563 齿 4558 45 重型车20 QT600-3 50 去应力退火正火170 渗碳、淬火回火贝氏体等温淬火感应淬火、回火1.31.7 1.52.0 5862 4351 5963 大马力柴油机船20CrMnTi 正火- 渗碳、淬火、回火1.72.2 5661 机车50Mn 退火 去应力退火241 285 感应淬火凸轮轴颈25 1.54 5862 5562 45 正火- 感应淬火、回火1.32.
15、5 5055 机床主轴材料和热处理工作条件材 料热处理硬 度原因使用实例1) 与滚动轴承配合 2) 轻载荷或中等载荷， 转速低3)精度要求不高4) 稍有冲击载荷， 交变载荷可以忽略不计45 调质 处理220 250HB 1) 调质后，保证主轴具有 一定强度2) 精度要求不高一般机 床主轴1) 与滚动轴承配合2) 轻载荷或中等载荷， 转 速略高3) 装配精度要求不太高4) 冲击和交变载荷可以忽略不计45 调 质后局部整体 淬硬4247HRC 1) 有足够的强度 2) 轴颈及配件装拆处得到需要的硬度3) 简化热处理操作 4) 不承受较大冲击载荷龙门铣床，立式 铣床小型立式车床 等的主轴1) 与滚动轴承配合2) 轻载荷或中等载荷， 转 速低PV150N m/(cm2s) 3) 精度要求不很高4) 冲击, 交变载荷不大45 正火170217HB 1) 正火或调质后保证主轴具有一定的强度和韧性 2) 轴颈处有滑动摩擦， 需要有较高的硬度C650、C660、C8480等 大重型车床主轴调质220 250HB 轴颈部分表面淬硬4853
