第三章机器零件用钢

较高的疲劳强度
机器零件承载着反复同向或交变的载荷作用
较高的断裂抗力
机器零件承载着短时超负荷作用，强度要求高
较高的耐磨性
机器零件相互间存在相互滑动或滚动
低的缺口敏感性
工程材料学
机器零件形状复杂，存在台阶、键槽、油孔……
3.1 机械零件用钢的性能要求
二、工艺性能要求
通常机器零件的生产工艺是：型材→改锻 →毛坯热处理→切削加工→最终热处理→磨削等。其中以切削加工性能和热处理工艺性能为机器零件用钢的主要工艺性能。但对钢材的其他工艺性能(如冶炼性能、浇注性能、可锻性能等)也有一定的要求。
(2)组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可能性，可以保证有良好的塑性和韧性。
(3)作为基体组织的铁素体是从淬火马氏体转变而成的，其晶粒细小，使钢的冷脆倾向性大大减小。
工程材料学
3.2 调质钢
二、调质钢的化学成分
调质钢在化学成分上的主要特点是中碳 (w(C)=0.3％～0.5％)，合金元素有Mn、Cr、Si、 Ni及B等。这些元素单独加入或复合加入可以提高钢的淬透性，并保证机械零件整体具有良好综合力学性能。
工程材料学
曲轴引擎的主要旋转机件，装上连杆
后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动
工程材料学
3.2 调质钢
二、调质钢的组织特点
调质钢具有良好的综合力学性能的原因与其在使用状态下组织为中碳回火索氏体有关。具有以下特点：
(1)强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证有较高的塑变抗力和疲劳强度。
当零件要求较高的强度和适当的塑性和韧性时，采用200-250℃回火，以获得回火马氏体组织，或采用450℃左右回火，以获得屈氏体组织。
工程材料学
3.2 调质钢
在小能量多次冲击条件下工作的零件，即高周疲劳时，应适当降低回火温度，以发挥材料的强度潜力；只有对于大能量冲击条件下的零件即低周疲劳时才适宜采用较高的回火温度，以保证有足够的塑性和韧性。
③高淬透性调质钢
油淬临界淬火直径大于60-100 mm，如40CrNiMo、 40CrMnMo、25Cr2Ni4WA钢等。
工程材料学
3.2 调质钢
常用合金调质钢的牌号、化学程分、热处理、力学性能及用途（摘自GB/T 3077-1999）
化学成分 w/%
热处理
力学性能
类别牌号
C Si Mn Cr
第三章机器零件用钢
机器零件用钢是指用于制造各种机器零件所用的钢种，如各种轴类零件、齿轮、弹簧和轴承等。机器零件在工作时承受拉伸、压缩、剪切、扭转、冲击、震动、摩擦等力的作用，或几种力同时作用，零件的截面上产生拉、压、弯、抵、切等应力。
工程材料学
3.1 机器零件用钢的性能要求
一、力学性能要求
粒状珠光体
2. 最终热处理
工程材料学
3.2 调质钢
层片状珠光体
1. 预备热处理 2. 最终热处理
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
调质钢的最终性能取决于回火温度的选择。当要求高塑性、高韧性及一定的强度时，采用500-600℃ 回火，即调质处理，获得回火索氏体组织。如零件还要求表面有良好耐磨性时，则再进行表面淬火或化学热处理如氮化处理。
工程材料学
三、机器零件用钢的分类
按用途
调质钢、弹簧钢、渗碳钢、轴承钢
C的质量分数
低碳钢、中碳钢、高碳钢
C＝0.2％、0.4～0.6％、～1.0％
回火温度
低温回火钢、中温回火钢、高温回火钢
工程材料学
3.1 机械零件用钢的分类
3.2 调质钢
通常将经过淬火和高温回火(即调质处理)处理而使用的结构钢称为调质钢。调质处理后的组织为回火索氏体组织。调质钢是应用最广的机器零件用钢，约占机械行业中机器零件用钢的30％。近来有很多调质钢采用等温淬火处理，获得优良的机械性能。此外，根据不同的技术要求，还可施以正火、表面淬火+低温回火和化学热处理等处理工艺。
σb(MPa)
800-1100
σ0.2(MPa)
700-1000
δ(%)
9-15
Ψ(%)
45-55
Αk(J/cm2)
60-120
Tk(℃)
-40
工程材料学
3.2 调质钢
一、调质钢的工作条件及性能要求
许多机器设备上的重要零件如机床主轴、汽车拖拉机的后桥半轴、柴油发电机曲轴、连杆、高强度螺栓等，都是在多种应力负荷作用下工作的，受力情况比较复杂。对调质钢的性能提出如下要求：高的屈服强度和疲劳极限、良好的冲击韧性和塑性、轴的表面和局部要有一定的耐磨性、以及断裂韧性和疲劳性能。
40MnVB
35CrMo
0.37 0.17 1.40
0.44 0.37 1.80
0.37 0.17 1.10
工程材料学
车床主轴 3.2 调质钢
辅加元素有Mo、W、V、Ti等碳化物形成元素，它们一般不单独加入，而是加在含有主加元素的钢中，且含量较少。主要作用是细化晶粒、提高回火稳定性和钢的强韧性。
调质钢的回火温度正好处于第二类回火脆的温度范围，加入W、Mo元素可以抑制回火脆性。调质钢一般用以制作大的结构件，所以淬透性至关重要。
工程材料学
3.2 调质钢
四、调质钢的热处理 1. 预备热处理
改善切削加工性以及改善因轧、锻不适当而造成的晶粒粗大和带状组织
对于合金元素含量较低的调质钢可进行正火或退火处理。
对于合金元素含量较高的调质钢，因正火后可得到马氏体组织，尚需正火后再在Ac1以下温度进行高温回火，使其组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便于切削加工。
其他
淬火温度 /℃
回火 σb σS δ5 ψ Ak 温度 /MPa /MPa /% /% /J
/℃
不小于
Hale Waihona Puke 用途举例40Cr0.37 0.17 0.50 0.80 0.44 0.37 0.80 1.10
850 油
520 水、油
980
785
9
45 47 重要的齿轮、轴、曲轴、套筒、连杆
低淬透性
40Mn2 40MnB
工程材料学
3.2 调质钢
五、常用调质钢
①低淬透性调质钢
如40、45淬火临界直径为8-17 mm，而45MnV、40Cr、 38CrSi、40CrV、40MnVB钢等油淬临界淬火直径为30-40 mm；
②中淬透性调质钢
油淬临界淬火直径为40-60 mm，如40CrMn、40CrNi、 35CrMo、30CrMnSi等钢；

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机械制造工艺学(王先逵)第三章参考答案(部分)

3-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：1．加工表面层的几何形貌主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度⑶纹理方向⑷表面缺陷2．表面层材料的力学物理性能和化学性能表面层材料的力学物理性能和化学性能主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。

3-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？一、机器零件的损坏，在多数情况下都是从表面开始的，这是由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。

二、加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响(一)表面质量对耐磨性的影响1．表面粗糙度、波纹度对耐磨性的影响表面粗糙度值越小，其耐磨性越好；但是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘接，且润滑液不易储存，磨损反而增加；因此，就磨损而言，存在一个最优表面粗糙度值。

2．表面纹理对耐磨性的影响圆弧状、凹坑状表面纹理的耐磨性好；尖峰状的表面纹理由于摩擦副接触面压强大，耐磨性较差。

在运动副中，两相对运动零件表面的刀纹方向均与运动方向相同时，耐磨性较好；两者的刀纹方向均与运动垂直时，耐磨性最差3．冷作硬化对耐磨性的影响加工表面的冷作硬化，一般都能使耐磨性有所提高。

(二)表面质量对耐疲劳性的影响1．表面粗糙度对耐疲劳性的影响表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好2．表面层金属的力学物理性质对耐疲劳性的影响表面层金属的冷作硬化能够阻止疲劳裂纹的生长，可提高零件的耐疲劳强度。

(三)表面质量对耐蚀性的影响1．表面粗糙度对耐蚀性的影响表面粗糙度值越大，耐蚀性能就越差。

2．表面层金属力学物理性质对耐蚀性的影响表面层金属力学物理性质对耐蚀性的影响当零件表面层有残余压应力时，能够阻止表面裂纹的进一步扩大，有利于提高零件表面抵抗耐蚀的能力。

常见工业用钢的性能及用途

常见工业用钢的性能及用途一、结构钢结构钢按用途分为工程构件用钢和机器零件用钢两大类。

1．工程构件用钢工程构件用钢是应用较广泛的钢种之一，用于国防、化工、石油、电站、车辆、造船、桥梁、建筑等国民经济部门，制造各种重要构件。

此类钢的发展历程大体经历如下几个阶段：①．最初，钢构件以铆接为主，设计依据是抗拉强度，很少考虑屈服强度、韧性和可焊性。

一般含碳量较高，约为0.3%。

②．当焊接技术普遍应用后，要求钢的可焊性好，同时要保证一定的强度，故钢的含碳量降低，含锰量增加。

③．针对焊接件出现脆性断裂，在钢中加入晶粒细化剂（如AlN），使钢的性能得到改善，屈服应力由225MPa提高到300 MPa，脆性转化温度降至0℃以下，从而提高了焊接件抗脆性断裂的能力。

④．在保持低碳、高锰、细晶的条件下，利用析出强化相进一步提高钢的屈服强度，通常加入Nb、V、Ti等合金元素。

⑤．利用微合金化技术，对钢进行控制轧制，降低终轧温度，可使钢的屈服强度达到450~500MPa，脆性转化温度下降到‐80℃。

工程构件用钢的成分要求为：在含碳量小于0.25%的碳钢中，加入微量的V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE等元素。

其性能要求为：高的弹性极限、刚度、可焊性和冷变形性，好的耐大气、水腐蚀性，低的屈强比бs/бb以防脆断。

工程构件用钢包括普通碳素构件用钢和普通低合金构件用钢。

（1）普通碳素工程构件用钢普通碳素工程构件用钢简称普碳钢，产量约占钢总产量的70%，其中大部分用作机器零件。

由于普碳钢易于冶炼、价格低廉，性能也基本满足了一般工程构件的要求，所以在工程上用量很大。

为了满足工艺性能和使用性能的要求，含碳量一般均较低。

普碳钢通常以热轧状态供应，一般不经热处理强化，只保证机械性能及工艺性能便可。

其中的Q195、Q215有较高的延伸率，易于加工，常用做螺钉、炉体部件、农业机械等。

Q235～Q275具有较高的强度和硬度，延伸率也较大，大量用做建筑结构，轧制成工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及其它各种型材。

机械工程制图复习题及参考答案

复习题1、力学性能定义？包括那些？什么叫金属材料强度？力学性能定义：指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。

力学性能包括：弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。

金属材料强度：指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。

主要指标可分为抗拉（最基本强度指标）、抗压、抗弯、抗扭和抗剪强度。

2、什么叫钢的热处理？过冷度？冷脆？热脆？钢的热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。

（热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。

）（钢在固定下采用适当方式进行加热、保温、并以一定的冷却速度冷却到室温, 改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法, 称为钢的热处理。

）过冷度：指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值。

（熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。

）（纯金属的过冷度等于其熔点与实际结晶温度的差值，合金的过冷度等于其相图中液相线温度与实际结晶温度的差值。

）冷脆：材料在低温条件下的极小塑变脆断。

大多发生在体心立方和密排六方晶体结构。

有些金属，温度越低，变是越脆，同样一个工件不易变弯，而容易断裂，人们管这种现象叫冷脆。

“热脆：当钢在1100~1200度进行热加工时，分布于晶界的低熔点的共晶体熔化而导致开裂，这就是通常所说的S的“热脆”现象。

3、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分哪几种？按溶质原子与溶剂原子的相对分布可分为：无序固溶体和有序固溶体。

固溶体分为三种：替代式固溶体、填隙式固溶体和缺位式固溶。

4、工程中常用的特殊性能钢有那些？工程中常用的特殊性能钢有：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。

5、加热是钢进行热处理的第一步，其目的是？目的是：使钢获得奥氏体组织。

6、衡量金属材料塑性好坏的指标有那些？塑性指标：是体现钢材塑造形变的数据体系指标。

《机械基础》第三章轴系零部件[最终定稿][修改版]

第一篇：《机械基础》第三章轴系零部件《机械基础》教案第三章轴系零部件一、教案【教学要求】1、了解轴的分类、结构和用途；2、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法；3、了解转轴上常见的工艺结构；4、了解键连接的功用和分类；5、熟悉键连接、销连接的结构与分类；6、了解各种键与销的类型、特点及应用；7、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；8、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。

【教学目的】使学生知道什么是轴向和周向固定，掌握其目的和常用的方法，了解轴的分类、结构和用途；了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；熟悉键连接的结构与分类。

【学习概要】1、轴的用途和分类。

2、转轴的结构。

3、轴上零件的轴向固定与周向固定。

4、熟悉键连接、销连接的结构与分类。

5、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑。

6、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。

第一节轴【教学重难点】1、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法。

2、了解轴的分类、结构和用途- 1《机械基础》教案4、结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。

有关轴的工艺结构应注意问题：轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。

阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆。

轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同，以便于加工。

轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。

当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。

【小结】1．轴的用途和分类。

2．转轴的结构要求。

3．轴上零件的轴向固定与周向固定。

4．轴的结构工艺性。

- 3《机械基础》教案键长L根据轮毂长度按标准查取（比轮毂长度短5～10mm）C、普通平键的标记：键型键宽×键长标准号例：键16100 GB/T 1096－2003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。

机械工程材料第三章复习题(合金的结晶和合金化原理)-选择和判断

第三章复习题（合金的结晶和合金化原理）1、由于物质中热能（Q）或成分(C)不均匀所引起的宏观和微观迁移现象统称为扩散现象。

2、在研究空间内温度或浓度不随时间而变化的扩散称为稳态扩散。

3、在研究空间内温度或浓度随时间而变化的扩散称为非稳态扩散。

4、单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散通量与温度或浓度梯度成正比，这一规律称为扩散第一定律。

5、不属于恒温转变的是合金液相结晶成一个固相。

6、由一个液相同时结晶出两种固相的转变称为共晶转变。

7、由一个液相和一个固相反应生成另外一种固相的转变称为包晶转变。

8、由共晶转变得到的两相混合组织称为共晶组织。

9、某合金结晶时先发生L→a，然后又发生L+a→b，完成结晶后只有b相，则该合金称为包晶合金。

10、不属于恒温转变的是合金液相结晶成一个固相。

11、由一个液相同时结晶出两种固相的转变称为共晶转变。

12、由一个液相和一个固相反应生成另外一种固相的转变称为包晶转变。

13、由共晶转变得到的两相混合组织称为共晶组织。

14、某合金结晶时先发生L→a，然后又发生L+a→b，完成结晶后只有b相，则该合金称为包晶合金。

15、在只有固态下发生的相变称为固态相变。

16、固溶体随温度降低，溶解度减小，多余的溶质原子形成另一种固溶体或化合物的过程称为脱溶沉淀。

17、由一个固相同时转变成两种成分不同但晶体结构相同且与母相晶体结构也相同的转变称为调幅分解。

18、由一个固相同时转变成两种固相的转变称为共析转变。

19、由两个固相转变成一种固相的转变称为包析转变。

20、原子扩散的结果使成分更均匀或形成新的相。

我的答案：√21、温度越高，扩散系数越小，扩散速度越慢。

我的答案：×22、渗碳温度越高，渗碳速度越快。

我的答案：√23、气氛碳势小于工件表面含碳量时气氛中的碳原子向工件内扩散。

我的答案：×24、工件表面与介质之间的换热系数越大，则工件加热或冷却速度越快，工件内的温度梯度也越大。

金属材料学

金属材料学复习资料一、钢铁材料把加入合金元素总量小于5%的钢，称为低合金钢；合金10%的钢称为高合金钢；在5%~10%之间的钢称为中合金钢。

合金元素对临界点的影响：合金元素对碳钢的重要影响是改变临界点的温度和碳含量，使合金钢和铸铁的热处理制度不同于碳钢。

奥氏体形成元素Ni、Mn等使共析温度A1向下移动；铁素体形成元素Cr、Si等则使共析温度A1向上移动。

合金元素对A3的影响同A1。

决定组元在置换固溶体中的溶解条件是：溶剂与溶质的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。

也就是组成元素在元素周期表的相对位置。

原子半径对溶解度的影响是比较大的，一般规律为：ΔR 8%，可形成无限固溶体；ΔR 15%，形成有限固溶体；ΔR 15%，溶解度极小。

按照碳化物形成能力由强到弱排列，常用碳化物形成元素有Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等。

它们都是过渡元素。

过渡族金属元素可依其与碳的结合强度的大小分类。

钛（Ti）、锆（Zr）、铌（Nb）、钒（V）、是强碳化物形成元素；钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr)是中等强度碳化物形成元素；锰（Mn）和铁属于弱碳比物形成元素。

钢中常见碳化物可分为简单点阵和复杂点阵结构。

属于简单点阵结构有M2C型、MC型，其特点是硬度高、熔点较高、稳定性较好。

复杂点阵结构有M23C6型、M7C3型、M3C型等，相当于简单点阵结构的碳化物来说，其特点是硬度较低、熔点较低、稳定性较差。

M6C型碳化物是复杂点阵结构，但是从性能上接近简单点阵结构，稳定性要比M23C6型、M7C3型好。

合金元素对铁的多型性转变的影响（1）扩大相区合金元素使A3温度下降，A4温度升高，稳定存在相区扩大，（a）与 -Fe无限互溶，Ni、Mn、Co开启相区，当合金元素量足够大时，为奥氏体组织。

（b）与 -Fe有限溶解，C、N、Cu扩展相区。

(2)封闭相区，使A3升高A4下降，相区稳定存在相区缩小。

（a）与 -Fe无限互溶，A3↑A4↓相区完全被封闭。

机械基础(陈长生)03机械工程材料及其选用PPT课件

一、强度和塑性（1）强度：材料抵抗变形和断裂的能力
比例极限 p
弹性极限 e 屈服点 s 抗拉强度 b
（2）塑性材料断裂前塑性变形的能力
•伸长率(延伸率) d
l1l10% 0
l
•断面收缩率ψ
AA110% 0
A
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
（1）回火的目的回火的目的是减少内应力；稳定组织，使工件形状、尺寸稳定；调整组织，消除脆性，以获得工件所需要的使用性能。
（2）回火的方法及应用 1）低温回火（150℃～250℃）回火后的硬度一般为 58～64HRC。低温回火一般用于表面要求高硬度、高耐磨的工件，如刀具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳件、表面淬火件等。 2）中温回火（350℃～500℃）中温回火后的硬度为 35～50HRC。中温回火一般用于要求弹性高、有足够韧性的工件，如弹簧、弹性元件及热锻模具等。 3）高温回火（500℃～650℃）（调质）高温回火后的硬度一般为220～330HBS。通常将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，调质处理广泛用于汽车、拖拉机、机床等重要的结构零件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类。
（2）淬火方法及其应用为了保证钢淬火后得到马氏体，同时又防止产生变形和开裂，应选择合适的淬火方法。常用淬火方法如图3-13所示，图中MS是指马氏体开始转变温度（约为230oC）。
①单液淬火 ②双液淬火 ③分级淬火 ④等温淬火
3．钢的回火将淬火钢重新加热到A1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回火。它是紧接淬火的热处理工序。
2．钢的淬火淬火是将钢件加热到相变点Ac3或Ac1以上30～50℃,保温一定时间，然后快速冷却，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火是强化钢铁零件最重要的热处理方法。

3第3章机器零件用钢DOC

第3章机器制造结构钢1、了解机械制造结构钢的服役条件，理解主要失效形式、性能要求和合金化特点，掌握强韧化机理；2、理解调质钢、非调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、低碳马氏体钢、合金渗碳钢、氮化钢、耐磨钢的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；3、理解零件材料选择的基本原则和思路并简单运用。

机械制造结构钢的强度和脆性；各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；零件材料选择的基本原则和思路。

各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；运用理论知识选择零件材料。

5多媒体+讲授，案例根据钢的生产工艺和用途，可分为：调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和易削钢等。

3.1 概述一、机器零件用钢的性能要求1、具有良好的冷热加工工艺性如锻造、冲压、热处理、车、铣、刨、磨等。

2、具有良好的力学性能不同零件，对钢强、塑、韧、疲劳、耐磨性等有不同要求。

一般为亚共析钢，低合金或中合金，优质钢或高级优质钢。

二、机器零件用钢合金化特点主加元素：Cr、Mn、Si、Ni。

主要作用：↑淬透性和力学性能。

辅加元素：Mo、W、V等↓过热敏感性，↓回脆，↑淬透性。

最佳范围：获得最佳性能→称为极限合金化理论，结构钢常用范围为：<1.2%Si, <2%Mn，1~2%Cr, 1~4%Ni，< 0.5%Mo，<0.2%V, < 0.1%Ti，0.4~0.8%W。

或是单独加入，或是复合加入。

三、零件材料和工艺选择途径1、对于要求良好综合力学性能，零件选①低碳马氏体型结构钢，采用淬火+低温回火。

为↑耐磨性，可进行渗碳处理；汽车拖拉机齿轮类为代表.②回火索氏体型，选择中碳钢，采用淬火+高温回火。

为↑耐磨性，可进行渗氮处理或高频感应加热淬火等表面硬化工艺方法。

轴类零件为典型。

材料的途径为：2、如要求更高的强度，则适当牺牲塑韧性。

可选择中碳钢，采用低温回火工艺。

如低合金中碳马氏体钢。

农业机械较多.3、如要求高的弹性极限和屈服强度，又要有较高的塑性和韧度，则选择中高碳钢，进行中温回火。

机械设计-第三章机械零件的强度

接触失效形式——疲劳点蚀
引起振动、噪声使温度升高、磨损加快
ρ1
F F
O1
对于线接触的情况，其最大接触应力可用赫兹应力公式计算： b
1 1 F 1 2 sH 2 1 12 1 2 b E1 E2
ρ22 ρ
sH
2a O22
F
§3.2 机械零件的疲劳强度计算
三、单向稳定变应力时的疲劳强度计算
机械零件疲劳强度计算的步骤：根据零件危险截面上的σmax 及 σmin，确定平均应力σm与应力幅σa；在极限应力线图中标出相应工作应力点M或N （ σm, σa ）；找出该点对应的位于曲线AGC上的极限应力点M’或N’(σ’m,σ’a ) ；计算安全系数及疲劳强度条件为： ca S
s－N疲劳曲线
低周疲劳（BC段）：N↑→ σmax↓。C点对应的循环次数约为104。有限寿命疲劳阶段（CD段）：实践证明大多数机械零件的疲劳发生在CD段，可用下式描述： m σrN—有限寿命疲劳极限； s rN N C C N N D ) C—试验常数；m —材料常数。 (N 无限寿命阶段（D点以后的水平线）： D点代表材料的无限寿命疲劳极限，用符号 σr∞表示，只要σmax<σr∞ ，无论N为多大,材料都不会破坏。可用下式描述：
σa
A’ M D’ G’ N O σm
σa
σs
C
σm
s max s m s a [S ] s max s m s a
M’或N’的位置与循环应力的变化规律有关。可能发生的应力变化规律： 1. 应力比为常数：r=C 2. 平均应力为常数σm=C 3. 最小应力为常数σmin=C
P O