车床主轴选材

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1、123铁碳合金钢的热处理合金钢任务三选择材料任务介绍机械工程学院机械教研室CA6140车床主轴选材机械工程学院机械教研室车床主轴工作条件分析1.主要位于主轴箱部，主要作用是传递回转和扭矩。要求主轴材料有好的刚度、硬度，不易发生变形、断裂能承受较大载荷。一般轴类零件常用材料为45钢，并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。。机械工程学院机械教研室2.对于中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等牌号的合金结构钢，这类钢经调质和表面淬火处理，使其淬火层硬度均匀且具有较

2、高的综合力学性能。精度较高的轴还可使用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，它们经调质和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲劳性。3.在高速重载条件下工作的轴，可以选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等渗碳钢，经渗碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部强度和冲击韧性好。在实际应用中可以根据轴的用途选用其材料。如车床主轴属一般轴类零件，材料选用45钢，预备热处理采用正火和调质，最后热处理采用局部高频淬火机械工程学院机械教研室1.1铁碳合金固溶强化：当溶质原子溶解在溶剂晶体中时，溶剂的晶格将发生畸变，晶格常数发生

3、变化，如图1-5所示。原子尺寸相差大，化学性质不同，都使畸变增大，结果合金的强度、硬度和电阻增高，塑性，韧性下降。溶入的溶质原子越多，引起的晶格畸变也越大。这种由于溶质原子的溶入，使基体金属（溶剂）的强度、硬度升高的现象就叫固溶强化。机械工程学院机械教研室2.金属化合物组成合金的元素相互化合形成一种新的晶格组成的物质。它的晶体结构与性能，和原两组元都不同，如渗碳体就是铁和碳组成的晶格复杂的碳化物，一般具有高硬度和高脆性。3.机械混合物由两种或两种以上的组元、固溶体或金属化合物按一定重量比例组成的均匀物质称为机

4、械混合物。混合物中各组成部分仍按自己原来的晶格形式结合成晶体，如铁素体和渗碳体形成珠光体。混合物的性能取决于组成混合物的各部分的性能，及其数量、大小、分布和形态。1.1铁碳合金机械工程学院机械教研室1.1铁碳合金1.1.2铁碳合金相图1.铁的同素异晶转变金属在固态下发生的晶格结构的转变叫同素异晶（构）转变。金属的同素异构转变也是一种结晶过程，有一定的转变温度和过冷度；也有晶核的形成和长大两个阶段。故同素异构转变又称为重结晶。铁的同素异构转变如下所示。（体心立方晶格）（面心立方晶格）（体心立方晶格）机械工程学院

5、机械教研室1.1铁碳合金2.铁碳合金基本相（1）铁素体（F）碳溶于中的固溶体，它保持体心立方晶格结构。其显微组织如图1-6，溶解度（0.008%∼0.02%），故性质接近纯铁，强度、硬度低，塑性、韧性好。（2）奥氏体（A）碳溶于中的固溶体，保持面心立方晶格结构。其显微组织如图1-7，溶解度（0.77%∼2.11%），其强度和硬度略高于铁素体，塑性、韧性较好。（3）渗碳体（Fe3C）铁和碳组成的金属化合物，复杂斜方晶体结构。含碳量为6.69%，其硬度很高，塑性、韧性几乎为零，脆性极大，在一定条件下分解为铁和石墨

6、。机械工程学院机械教研室1.2铁碳合金（5）莱氏体Ld莱氏体在7270C以上，由奥氏体与渗碳体组成的机械混合物，称为高温莱氏体Ld；在7270C以下，该组织转变为由珠光体与渗碳体组成的机械混合物，称为低温莱氏体Ld’。其显微组织如图1-9，其力学性能与渗碳体相似，硬度较高，脆性较大。（4）珠光体P珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。其显微组织如图1-8，珠光体强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。机械工程学院机械教研室1.2铁碳合金3.铁碳合金相图分析铁碳合金相图的建立过程见图1-10。⇄⇄⇄⇄⇄

7、LJNG+Fe3C+Fe3CL+Fe3CL++机械工程学院机械教研室1.2铁碳合金（2）铁碳合金的分类工业纯铁含碳量小于0.0218%的铁碳合金钢含碳量在0.0218%～2.11%的铁碳合金共析钢含碳量等于0.77%亚共析钢含碳量小于0.77%过共析钢含碳量位于0.77%～2.11%白口铸铁含碳量在2.11%～6.69%的铁碳合金共晶白口铸铁含碳量等于4.3%亚共晶白口铸铁含碳量位于2.11%~4.3%过共晶白口铸铁含碳量位于4.3%～6.69%机械工程学院机械教研室1.2铁碳合金5、含碳量对铁碳

8、合金组织和性能的影响（1）、含碳量对室温平衡组织的影响根据杠杆定律的计算结果，可求出含碳量与缓冷后的相及组织组成物之间的定量关系：机械工程学院机械教研室1.2铁碳合金（2）、含碳量对力学性能的影响亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。0.77%C时，组织为100%P，钢的性能即P的性能。＞0.9%C,Fe3CⅡ为晶界连续网状,强度下降,但硬度仍上升。＞2.11%C,组织