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20crmnti鋼管主要合金元素Cr,Mn,Ti的主要作用和性能。
合金元素在鋼中的作用是非常復雜的,它對鋼的組織和性能有很大影響,下面介紹20CrMnTi鋼種合金元素的主要作用,僅供參考:
牌號:20CrMnTi 標準:GB/T 3077-1999
20CrMnTi是性能良好的滲碳鋼,20CrMnTi是18CrMnTi的代用鋼,廣泛用作滲碳零件,在汽車.拖拉機工業(yè)用于截面在30mm以下,承受高速.中或重負荷以及受沖擊.摩擦的重要滲碳零件,如齒輪.軸.齒圈.齒輪軸.滑動軸承的主軸.十字頭.爪形離合器.蝸桿等。
化學成分
碳C:0.17~0.23 加碳(C):鋼的硬度和強度增加,熔點、塑性和延展性降低。
硅Si:0.17~0.37 加硅(Si):能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強,硅量增加降低鋼的焊接性能。
錳Mn:0.80~1.10 加錳(Mn):能提高鋼的強度和硬度及耐磨性。
鉻Cr:1.00~1.30 加鉻(Cr):能增加鋼的機械性能和耐磨性,降低塑性和韌性。
硫S:允許殘余含量≤0.035 加硫(S):使鋼產(chǎn)生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,降低耐腐蝕性。
磷P:允許殘余含量≤0.035 加磷(P):增加鋼的冷脆性,降低塑性,使冷彎性能變壞。
鎳Ni:允許殘余含量≤0.030 加鎳(Ni):提高鋼的強度,保持良好的塑性和韌性。
銅Cu:允許殘余含量≤0.030 加銅(Cu):提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能,容易產(chǎn)生熱脆。
鈦Ti:0.04~0.10 加鈦(Ti):能使鋼的內(nèi)部組織致密,細化晶粒力,
可避免晶間腐蝕。
通過對齒輪軸類零件工作條件的分析,提出工藝要求并選定材料為20CrMnTi。然后通過鍛造.940±10℃正火.900~920℃滲碳+淬火以及180±10℃回火等一系列工藝,**終得到滿足工藝要求的齒輪軸類零件。關鍵詞:20CrMnTi 齒輪軸類零件 熱處理前言:減速箱上的一些零件既要求表面有較高的硬度,保持高的耐磨性,又要求零件的心部有較高的韌性,以確保整個零件獲得足夠大的強度,因此該零件大多采用低碳鋼或低碳合金鋼制造。齒輪軸類零件是減速箱結(jié)構(gòu)中的重要零件,擔負著傳遞動力`改變運動速度和運動方向的任務。根據(jù)齒輪軸類零件工作的特點,應選用低碳合金鋼或中碳鋼等,齒輪軸類零件經(jīng)過正火或調(diào)質(zhì),**進行滲碳或化學熱處理,既**了齒輪軸區(qū)基體組織的綜合力學性能,又增加了齒輪軸類零件的耐磨性`抗咬合性,提高了齒輪軸類零件的疲勞強度和沖擊韌性,延長了齒輪軸類零件的使用壽命。一.齒輪軸類零件工作條件和性能要求減速箱中齒輪軸類零件,擔負著傳遞動力`改變運動速度和運動方向的任務。在速度變化和承受載荷時通常受到彎曲應力,摩擦應力,扭轉(zhuǎn)應力等。與齒輪軸配合帶動其它機件運動和向外輸出動力(功率)。對于軸部分來說,傳遞動力過程中主要承受彎曲——扭轉(zhuǎn)載荷和一定的沖擊載荷的作用,要求有較高的靜扭轉(zhuǎn)強度和扭轉(zhuǎn)疲勞壽命,良好的耐疲勞性能及沖擊韌性。通常在齒輪軸和軸的交界部位會產(chǎn)生應力集中,在長期的運轉(zhuǎn)和工作當中,在應力集中區(qū)易產(chǎn)生疲勞破壞,因此,彎曲和疲勞斷裂是齒輪軸類零件的主要破壞形式。對于齒輪軸部分來說,其工作時通過齒面的接觸來傳遞動力,其承受主要載荷作用在齒輪軸牙頂上,而齒根受到彎曲應力的作用,其周期性的變化應力使牙齒疲勞斷裂或脆性折斷,而齒面受到接觸應力的作用,在壓力過大而潤滑又不充分時易發(fā)生粘著磨損,嚴重的會使齒面撕裂,因此受力狀態(tài)十分復雜,必須經(jīng)過化學熱處理才能滿足其工作要求。對要求表面硬度高,而心部具有良好韌性的工件,如齒輪軸,齒輪軸類零件,活塞銷,以及其它軸類零件,一般采用低碳鋼加工成型后對其進行滲碳處理。在工作過程中齒面的磨損**,而且齒根承受變載后的沖擊及周期性交變彎曲載荷,使用過程中有時出現(xiàn)脆性斷裂或疲勞斷裂,工作齒面受到較大的脈沖式接觸壓應力及摩擦應力作用,在傳遞動力的過程中既有滾動也有滑動,加上外來硬質(zhì)點的磨損,因而會造成接觸疲勞麻點急深層的快狀剝落,另外在承載時受到變動的載荷扭矩和沖擊作用,使齒端損壞。歸納起來有三種應力的作用,即彎曲應力,摩擦應力和接觸應力。齒輪軸的主要失效形式為斷齒、磨損、疲勞斷裂及齒面蝕坑等,一般具體表現(xiàn)如下。①齒輪軸齒面磨損。是指在咬合過程中,齒面上會產(chǎn)生很大的壓強,使其表面發(fā)生了塑性變形而變得凸凹不平,金屬之間發(fā)生接觸和黏合,齒輪軸在滑動過程中,二者之間產(chǎn)生磨損,因此又產(chǎn)生了新的摩擦力,齒面磨損是齒輪軸面相互摩擦的結(jié)果。②彎曲疲勞斷裂。是齒輪軸咬合在齒根部會受到**振幅的脈動作用,或交變彎曲應力的作用,造成齒部的斷裂。③齒面磨損斷裂。齒輪軸在工作過程中,由于齒面上的接觸應力超過了材料本身的疲勞極限強度,會產(chǎn)生接觸疲勞斷裂。④表面麻點剝落、淺層剝落和深層剝落等。綜上所述,齒輪軸類零件應具有以下的力學性能:具有足夠的強度,減少軸頸的翹曲變形,提高自抗震能力。表面有高的硬度`彎曲疲勞強度`扭轉(zhuǎn)強度和耐磨性。良好的抗疲勞強度和沖擊韌性,心部有的強度和沖擊韌性。從齒輪軸類零件的工作條件來看,在耐磨性`疲勞強度與心部強度`沖擊韌性等方面配合要求比較高,在某種程度上高頻淬火或調(diào)質(zhì)很難滿足使用要求,而滲碳鋼經(jīng)過滲碳`淬火和低溫回火就能很好的**工作的需要。因此,對齒輪軸類零件進行表面處理,可提高表面硬度和耐磨性,同時耐腐蝕和疲勞強度明顯提高。齒輪軸類零件滲碳的技術要求:表面含碳量為0·8%~1·05%,滲碳層厚度為0·9㎜~1·3㎜,滲碳淬火表面硬度不小于58~63HRC;低溫回火表面硬度為58~64HRC,心部硬度為32~45HRC;變形量小和心部組織符合要求。
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