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1、第第1010章章 结构钢及其选用结构钢及其选用热处理工序位置热处理工序位置1.预先热处理的工序位置预先热处理的工序位置退火、正火退火、正火：毛坯生产之后，切削加工之毛坯生产之后，切削加工之前前调质调质：粗加工之后，精加工或半精加工之粗加工之后，精加工或半精加工之前前目的：调整硬度，改善切削加工性能，消目的：调整硬度，改善切削加工性能，消除毛坯内应力，细化晶粒除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织，为均匀组织，为最终热处理做好组织准备。最终热处理做好组织准备。2.2.最终热处理的工序位置最终热处理的工序位置表面淬火件热处理工艺路线表面淬火件热处理工艺路线：下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工（调质）（
2、调质）精加工精加工表面淬火及回火表面淬火及回火精磨精磨调质件热处理工艺路线调质件热处理工艺路线：下料下料锻造锻造正火（退火）正火（退火）粗加工（半精加粗加工（半精加工）工）调质调质精加工精加工渗碳件热处理工艺路线渗碳件热处理工艺路线：下料下料锻造锻造正火或退火或正火或退火或调质调质粗加工、半精加工粗加工、半精加工渗碳渗碳淬火、淬火、低温回火低温回火磨削磨削渗氮件热处理工艺路线渗氮件热处理工艺路线：下料下料锻造锻造正火（退火）正火（退火）粗加粗加工工调质调质精加工精加工去应力退火去应力退火粗磨粗磨渗氮渗氮精磨或研磨精磨或研磨一、连杆类零件一、连杆类零件1、受力情况分析受力情况分析连杆工作时除了承
3、受交变拉应力外，还受纵向连杆工作时除了承受交变拉应力外，还受纵向弯曲应力，截面上的应力分布基本上是相同的。弯曲应力，截面上的应力分布基本上是相同的。连杆的主要失效形式是疲劳断裂。连杆的主要失效形式是疲劳断裂。性能要求：性能要求：较高的屈服强度和疲劳强度，足够的刚度和韧较高的屈服强度和疲劳强度，足够的刚度和韧性，即要求良好的综合机械性能。还要根据连性，即要求良好的综合机械性能。还要根据连杆尺寸考虑钢材的淬透性杆尺寸考虑钢材的淬透性中、小型内燃机连杆：中、小型内燃机连杆：40、40Cr、40MnB大功率内燃机连杆：大功率内燃机连杆：42CrMo、40CrNi连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓2 2、技术要求
4、：技术要求：调质处理后为回火索氏体，硬度为调质处理后为回火索氏体，硬度为303038HRC38HRC3 3、选材选材40Cr40Cr淬透性的考虑淬透性的考虑至至水冷端的距离水冷端的距离水淬水淬油淬油淬工艺路线工艺路线下料下料锻造锻造退火或正火退火或正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工525525840840温温度度时间时间回火回火淬火淬火油冷油冷水水冷冷考虑缺口敏感性选用调质处理较好。考虑缺口敏感性选用调质处理较好。二、轴类零件二、轴类零件性能要求性能要求 强度、塑韧性，疲劳强度，轴颈耐磨强度、塑韧性，疲劳强度，轴颈耐磨性性普通车床（轻载）主轴普通车床（轻载）主轴 45钢调质或正火，轴颈钢调质
5、或正火，轴颈高频表面淬火。高频表面淬火。铣床（中载）主轴铣床（中载）主轴 40Cr等调质，轴颈高频表面等调质，轴颈高频表面淬火。淬火。组合机床（重载）主轴组合机床（重载）主轴 20CrMnTi ，经渗经渗C、淬淬火、回火处理。火、回火处理。精密镗床（高精度）主轴精密镗床（高精度）主轴 38CrMoAl ，调质调质 + + 氮化氮化 + + 时效。时效。实例实例 C620 车床车床主轴主轴 综合机械性能一般；大端轴颈等部位耐磨性高。综合机械性能一般；大端轴颈等部位耐磨性高。 性能指标性能指标 硬度硬度220250HB，轴颈轴颈52HRC 。选材选材 45钢钢热处理工艺热处理工艺 830水淬水淬
6、+ + 500回火回火 + + 轴颈高轴颈高频淬火频淬火 + + 200回火回火最终组织最终组织 心部：回火心部：回火S轴颈表面：轴颈表面： M回火回火工艺路线工艺路线 锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工表面淬火低温回火表面淬火低温回火磨削磨削实例2-M120W万能磨床内圆磨头主轴 综合机械性能一般；内锥孔及综合机械性能一般；内锥孔及25mm25mm（滑动轴承配合处）处要求耐磨性高。滑动轴承配合处）处要求耐磨性高。 性能指标性能指标 硬度硬度220250HB，轴颈轴颈52HRC 。选材选材 15钢渗碳钢渗碳热处理工艺热处理工艺 930渗碳，渗碳，780水淬水淬 + + 200回火
7、回火 最终组织最终组织 表面：表面： M回火回火工艺路线工艺路线 锻造锻造正火正火车削车削渗碳渗碳车螺纹车螺纹淬火低温回火淬火低温回火磨削磨削三、齿轮类零件三、齿轮类零件1.1.轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮的一般齿轮中碳钢，中碳钢，Q255Q255、Q275Q275、4040、4545、5050、50Mn50Mn，正火或调质，软齿面齿轮正火或调质，软齿面齿轮2.2.中载、中速、承受一定冲击载荷、运动较中载、中速、承受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮为平稳的齿轮中碳钢、中碳合金结构钢，中碳钢、中碳合金结构钢，4545、50Mn50Mn、40C
8、r40Cr、42SiMn42SiMn，表面淬火及低温回火，硬齿面齿轮表面淬火及低温回火，硬齿面齿轮3.3.重载、高速或中速，且受较大冲击载荷的重载、高速或中速，且受较大冲击载荷的齿轮齿轮低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢，低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢，20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等，渗碳、淬火、低温回火等，渗碳、淬火、低温回火4.4.精密传动齿轮精密传动齿轮氮化钢，氮化钢， 38CrMoAl38CrMoAl，调质，氮调质，氮化化20CrMnTi20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线表面：高碳回火马氏体表面：高碳回火马氏体+残余奥氏体残余奥氏
9、体+碳化物碳化物中心：铁素体中心：铁素体+索氏体索氏体+低碳回火马氏体低碳回火马氏体磨齿磨齿正火工艺返回返回渗碳工艺返回返回调质钢的牌号（摘自调质钢的牌号（摘自GB/T3077GB/T307719991999）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40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油油500 水，油水，油中中高高35CrMo0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油油550 水，油水，油38CrMoAlA0.350
10、.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油水，油640水，油水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油油600 水，油水，油机械性能机械性能 bMPasMPaAKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500 水，油水，油9807854798078547980835639808357198078563C620 车床主轴车床主轴淬火淬火52HRC课堂作业课堂作业 60 60钢退火状态，已知其珠光钢退火状态，已知其珠光体硬度体硬度260260HBHB，试计算试计算6060钢的硬钢的硬度并估计其强度。度并估计其强度。Chapter 10Chapter 1020CrMnTi20CrMnTi钢齿轮热处理工艺钢齿轮热处理工艺950970
