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合金鋼基礎(chǔ)知識(四)
  發(fā)布時間:2011年08月09日 點擊數(shù):

  [常用牌號]:常用的合金彈簧鋼有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。
  60Si2Mn鋼是應(yīng)用最廣泛的合金彈簧鋼,其生產(chǎn)量約為合金彈簧鋼產(chǎn)量的80%。它的強度、淬透性、耐回火性都比碳素彈簧鋼高,工作溫度達(dá)250℃,缺點是脫碳傾向較大,適于制造厚度小于10mm的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋彈簧,在重型機械、鐵道車輛、汽車、拖拉機上都有廣泛的應(yīng)用。
  50CrVA鋼的力學(xué)性能與60Si2Mn鋼相近,但淬透性更高,鋼中Cr和V能提高彈性極限、強度、韌性和耐回火性,常用于制作承受重載荷、工作溫度較高及截面尺寸較大的彈簧。
  30W4Cr2VA是高強度的耐熱彈簧,用于500℃以下工作的鍋爐主安全閥彈簧、汽輪機汽封彈簧等。
  [彈簧成型方法]:對直徑或板簧厚度大于10 mm的大彈簧,可在比正常淬火溫度高出50~80℃的溫度熱成形,對直徑或板簧厚度小于8~10mm的小彈簧,常用冷拔彈簧鋼絲冷卷成形。
  [熱處理]:為保證彈簧具有高的強度和足夠的韌性,通常采用淬火+中溫回火。 對熱成形彈簧,可采用熱成形余熱淬火,對熱冷成形的彈簧,有時可省去淬火、中溫回火工藝,成形后只需進(jìn)行200~300℃進(jìn)行去應(yīng)力退火即可。彈簧鋼熱處理后通常進(jìn)行噴丸處理,其目的是在彈簧表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力,以提高彈簧的疲勞強度。
  [性能]:硬度為40~48HRC,有較高的彈性極限和疲勞強度,以及一定的塑性和韌性。

四. 軸承鋼
  [軸承鋼性能要求]:主要用于制造滾動軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架。滾動軸承工作時,內(nèi)、外圈與滾動體的高速相對運動使其接觸面受到強烈的摩擦,因此要求所用材料具有高耐磨性;內(nèi)、外圈與滾動體的接觸面積很小,載荷集中作用于局部區(qū)域,使接觸處容易壓出凹坑,因此要求所用材料具有高硬度;內(nèi)、外圈與滾動體的接觸位置不斷變化,受力位置和應(yīng)力大小也隨之不斷變化,在這種周期性的交變載荷作用下,內(nèi)、外圈和滾動體的接觸表面會出現(xiàn)小塊金屬剝落現(xiàn)象,因此要求所用材料具有高的接觸疲勞強度。此外,軸承鋼還應(yīng)有一定的韌性和淬透性。
  [化學(xué)成分]:滾動軸承鋼為高碳成分,wC=0.95%~1.10%,以保證高硬度和高耐磨性。主要合金元素為Cr,wCr=0.40%~1.65%,Cr能提高淬透性,并與碳形成顆粒細(xì)小而彌散分布的碳化物,使鋼在熱處理后獲得高而均勻的硬度及耐磨性。有時,軸承鋼中還加入Si和Mn以進(jìn)一步提高其淬透性,用于大型軸承。
  [牌號]:牌號前用字母“G”表示滾動軸承鋼的類別,后附元素符號Cr和其平均含量的千分?jǐn)?shù)及其它元素符號。如GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo,目前應(yīng)用最廣泛的是GCr15。
  [用途]:滾動軸承鋼雖是制作滾動軸承的專用鋼,但其成分與性能接近工具鋼,故也可制作冷沖模、精密量具等工具,還可制作要求耐磨的精密零件,如柴油機噴油嘴、精密絲杠。
  [熱處理]:預(yù)先熱處理為球化退火,可獲得細(xì)小均勻的球狀珠光體。其目的一是降低硬度(硬度為170~210HBS),改善切削加工性能;二是為淬火提供良好的原始組織,從而使淬火及回火后得到最佳的組織和性能。最終熱處理是淬火和低溫回火,獲得細(xì)回火馬氏體加均勻分布的細(xì)粒狀碳化物及少量殘余奧氏體,硬度為61~65HRC。對精密的軸承鋼零件,為保證尺寸穩(wěn)定性,可在淬火后立即進(jìn)行冷處理(-60~-80℃),以盡量減少殘余奧氏體量。冷處理后進(jìn)行低溫回火和粗磨,接著在120~130 ℃進(jìn)行時效,最后進(jìn)行精磨。
五. 高錳耐磨鋼
  [性能特點]:高錳耐磨鋼用于工作時受到劇烈的沖擊或較大壓力作用、摩擦磨損嚴(yán)重的機械零件,如坦克或拖拉機履帶板、球磨機滾筒襯板、破碎機牙板、挖掘機的鏟齒及鐵路上的道岔等,也可制用保險箱鋼板、防彈板。
  [化學(xué)成分]:高錳耐磨鋼的含碳量高,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)wC=0.9%~1.45%,wMn=11%~14%。由于高錳耐磨鋼極易冷變形強化,很難進(jìn)行切削加工,因此高錳耐磨鋼件大多是鑄態(tài)的。
  [牌號]:由字母“ZG”(表示鑄鋼)后附元素符號Mn及其含量百分?jǐn)?shù)表示。GB/T 5680—1998共包含五個牌號:ZGMn 13-1 、ZGMn 13-2、ZGMn 13-3 、ZGMn 13-4、ZGMn 13-5 ,這五個牌號的成分與性能稍有差異。
  [熱處理]:“水韌處理”——將鋼加熱到1000~1050℃高溫,保溫一段時間,使鋼中碳化物全部溶入奧氏體中,然后在水中快冷,使碳化物來不及析出,得到單相奧氏體組織。水韌處理后硬度并不高(180~220HBS)。當(dāng)它受到劇烈沖擊或較大壓力作用時,表面迅速產(chǎn)生加工硬化,并伴有馬氏體相變,使表面硬度提高到52~56 HRC,因而具有高的耐磨性,而心部仍為奧氏體,具有良好的韌性,以承受強烈的沖擊力。
  [應(yīng)用場合]:必須注意的是高錳耐磨鋼必須有劇烈的沖擊或較大壓力時,才能使表面產(chǎn)生加工硬化,使其顯示出其高的耐磨性,不然高錳耐磨鋼是不耐磨的。
 

                        ——本文摘自《鋼鐵百科》

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