当前课程知识点：工程材料 > 第3章金属材料 > 3.2合金钢 > 合金钢（4）
下面我们学习第五类
合金结构钢 合金弹簧钢
一用途
合金弹簧钢是一种专用结构钢
用于制造各种弹簧和弹性元件
例如拉力弹簧 离合器弹簧
碟形弹簧等等
二性能要求
它要求有高的弹性极限
尤其是高的屈强比
以保证弹簧
有足够高的弹性变形能力
和较大的承载能力
同时它要求有高的疲劳极限
以防止在震动
和交变应力作用下
产生疲劳断裂
还要求有足够的塑性和韧性
以避免冲击时脆断
同时有较好的淬透性
和不易脱碳和过热
容易绕卷成形等等
特殊弹簧钢
还要求有良好的耐热性和耐蚀性等等
三成分特点
一 中高碳
以保证高的屈强比
碳的质量分数
一般为0.50%至0.70%
氮含量过高时
塑性和韧性降低
疲劳抗力也降低
二加入硅锰
以提高淬透性
硅和锰同时提高屈强比
三 加入铬 钒 钨
用作重要的弹簧
同时对于弹簧钢
它的冶金质量要求很高
因为冶金质量
对钢的疲劳强度有很大的影响
所以弹簧钢
均为优质钢或高级优质钢
四钢种和牌号
第一类 65Mn 60Si2Mn
这类钢它的价格便宜
淬透性明显优于碳素弹簧钢
用于汽车 拖拉机上的板簧
螺旋簧等等
第二类50铬钒A
铬钒复合合金化
能够提高钢的
淬透性和高温强度
韧性以及热处理工艺性能
可以用于制造
在350度至400度温度下
承受重载的较大的弹簧
五 加工工艺 热处理和性能
弹簧按照加工和热处理
可分为两类
一为热成形弹簧
是用热轧钢丝或者钢板制成
然后淬火加中温回火
获得回火屈氏体组织
它具有很高的
屈服强度和弹性极限
并有一定的塑性和韧性
可以用作
制作大型的弹簧
第二类冷成形弹簧
小尺寸弹簧
一般用冷拔弹簧钢丝
或者钢片卷曲成形
为了提高弹簧的疲劳寿命
通常采用喷丸强化处理
下面我们举例说明
合金弹簧钢的工程应用
我们先看用50铬锰钢
制造火车的螺旋弹簧
将钢棒热卷成形后
在850度至860度加热油淬
然后在500度进行中温回火
它的组织为回火屈氏体
屈服强度大于1100兆帕
它的硬度为42至47HRC
冲击韧度为250至300
每平方米千焦
下面我们学习第六类
合金结构钢
滚动轴承钢
我们同样分五个部分进行介绍
一 用途
主要用来制造
滚动轴承的滚动体
例如滚珠 滚柱 滚针
以及内外套圈等等
属于专用的结构钢
也可以用作制造精密量具
冷冲模 机床丝扛等耐磨件
二性能要求
第一要具有高的接触疲劳强度
滚珠 滚柱与套圈之间
运动时为点或者线接触
压应力高达1500至5000兆帕
交变应力易造成接触疲劳破坏
产生麻点或者剥脱
轴承钢疲劳强度应很高
第二高的硬度和耐磨性
硬度一般为62至64HRC
三足够的韧性和淬透性
四 一定的耐蚀能力
和良好的尺寸稳定性
我们再看成分特点
第一是高碳
碳的质量分数为0.95%至1.10%
采用高碳以保证高的硬度
高的耐磨性和高的强度
二加入铬
铬的质量分数
一般为0.40%至1.65%
加入铬提高淬透性
形成合金渗碳体
以提高钢的耐磨性能
和疲劳强度
三 加入硅 锰 钒
硅锰提高淬透性
用于制造大型轴承
钒部分溶于奥氏体中
部分形成碳化钒
以提高钢的耐磨性能
并防止过热
四 高的冶金质量
非金属夹杂对钢的
接触疲劳强度影响很大
轴承钢一般采用电炉冶炼
和真空去气处理
下面我们学习钢种和牌号
一铬轴承钢
典型的牌号有GCr15
它的碳的质量分数有1.0%
铬的质量分数为1.5%
是最常用
使用量最大的轴承钢
二添加锰 硅 钼 钒的轴承钢
典型牌号有滚铬15硅锰
滚铬15硅锰钼钒
在铬轴承钢中加入硅锰
可以提高它的淬透性
三 无铬轴承钢
为了节约铬 加入钼 钒
典型的牌号有滚硅锰钼钒
滚硅锰钼钒稀土
它的性能与滚铬15相近
五 热处理和组织与性能
所采用的热处理工艺
为球化退火 淬火加低温回火
球化退火
主要是为了降低钢的硬度
以利于切削加工
获得细小的球状珠光体
和均匀分布的细粒状的碳化物
为零件的最终热处理
做好组织准备
二淬火加低温回火
淬火温度要求非常严格
温度过低 淬火后硬度不够
温度过高
韧性 疲劳强度会下降
易脆裂和变形
我们看这张图
它的淬火温度
在一个很小的
一个温度范围之内
所采用的热处理工艺为
淬火温度
滚铬15钢的淬火温度
要严格控制
控制在820度至840度
回火温度为150度至160度
它的组织为极细的回火马氏体
加均匀分布的粒状碳化物
加少量的残余奥氏体
我们看这是它的组织照片
它的性能特征是
硬度高 耐磨 耐疲劳
对于精密轴承的热处理工艺
精密轴承必须保证
在长期存放和使用中不变形
为了稳定尺寸
淬火后应立即进行冷处理
一般在负60度至负80度保温
以降低内应力和残余奥氏体量
在回火和磨削加工后
进行低温时效处理
一般在120度至130度
保温5至10个小时
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
