机械工程材料:机械制造用钢

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    机械制造用钢是用以制造承受载荷或传递功和力的机械零件所用的结构钢﹐也称机器结构钢。对这类钢的要求是有高的强度﹑适当的韧性和良好的制造工艺性﹐如锻造性﹑切削加工性等。这类钢一般都经过适当热处理后使用。机械制造用钢按用途可分为调质钢﹑表面硬化钢(包括渗碳钢﹑渗氮钢﹑低淬透性钢)﹑易切削钢﹑弹簧钢和滚动轴承钢等。   
    调质钢 使用前一般先经淬火再经回火﹐以使强度和韧性达到要求。碳素调质钢含碳量为0.03～0.60％﹐由于其淬透性较低﹐仅用于制造截面尺寸较小﹑形状简单或载荷较低的机械零件。合金调质钢是在碳素调质钢的基础上加入一种或几种合金元素﹐加入的合金元素总量一般不超过5％。合金调质钢的淬透性好﹐可在油中淬硬﹐淬火变形小﹐有更好的强度和韧性配合。常用钢号有40Cr﹑35CrMo﹑40MnB等。对截面尺寸大﹑承受载荷高的重要零件如航空发动机主轴﹑高速柴油机的曲轴和连杆﹑汽轮机和发电机的主轴等常用合金元素含量较高的钢种﹐如40CrNiMo﹑18CrNiW﹑25Cr2Ni4MoV等。   
    渗碳钢 用于制造要求表面坚硬耐磨而心部强韧耐衝击的零件﹐如链销﹑活塞销﹑齿轮等。渗碳钢的含碳量低﹐为0.10～0.30％﹐以保证零件的心部韧性﹐经渗碳处理可在表面形成一层高碳高硬度的耐磨层。较重要的零件可采用合金渗碳钢﹐常用的钢号有20CrMnTi﹑20CrMo﹑20Cr等。   
    渗氮钢 钢中含有与氮亲和力强的合金元素如铝﹑铬﹑鉬﹑钒等﹐以利于氮的渗入。渗氮层比渗碳层更硬﹑更耐磨和耐蚀﹐但渗氮层较薄。渗氮后零件变形小﹐常用以制造允许磨损量小的精密零件如磨床主轴﹑柱塞副﹑精密齿轮﹑阀杆等﹐常用的钢号有38CrMoAl。   
    低淬透性钢 锰﹑硅等残余元素含量低的特殊碳素钢。用这类钢制造的零件在淬火时其中心部分比一般碳素结构钢还难於淬硬﹐淬硬层基本上沿零件表面轮廓均匀分布﹐而中心部分则保持较软韧的基体﹐以代替渗碳钢製造齿轮﹑轴套等﹐可省去费时的渗碳过程﹐节约能耗。为了使中心部分的韧性和表面的硬度有适当的配合﹐其含碳量一般在0.50～0.70％。   
    易切削钢 在钢中加入一种或几种元素如硫﹑铅﹑钙﹑硒等以降低切削力﹐所加入量一般仅为千分之几以下﹑利用加入的元素本身﹐或加入元素与钢中其他元素结合成一种在切削过程中起减摩作用和促进断屑的夹杂物﹐从而达到延长刀具寿命﹑降低切削力﹑改善表面粗糙度等目的。由于硫的加入会降低钢的机械性能﹐一般仅用於製造在自动机上大量生产的轻载荷零件。现代易切削钢由于性能的改善﹐也大量用于制造汽车零件。