轴材料的选择

轴的材料及选择

轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。轴的毛坯一般采用碾压件和锻件，很少采用铸件。由于碳素钢比合金钢成本低，且对于应力集中的敏感性较小，所以得到广泛的应用。

常用的碳素钢有30、40、50钢等，其中最常用的为45钢。为保证轴材料的机械性能，应对轴材料进行调质或正火处理。轴受载荷较小或用于不重要的场合时，可普通碳素钢（如Q235A、Q275等）作为轴的材料。

合金钢具有较高的机械性能，可淬火性也较好，可以在传递大功率，要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，如20Cr，40Cr等。

轴也可以采用合金铸铁或球墨铸铁制造，其毛坯是铸造成型的，所以易于得到更合理的形状。合金铸件和球墨铸铁的吸振性高，可用热处理方法提高材料的耐磨性，材料对应力集中的敏感性也较低。但是铸造轴的质量不易控制，可靠性较差。

表9.4轴的常用材料及其部分机械性能

材料牌号热处

理方

法

毛坯直

径

d/mm

硬度/HBS

抗拉强

度极限

σB/MPa

屈服极限

σS/MPa

弯曲疲劳

极限

σ-1/MPa

应用说明

Q235A 440 240 200 用于不重要或载荷不在的轴

Q275 190 520 280 220 用于不很重要的轴35 正火143～187 520 270 250 用于一般轴

45 正火≤100170～217 600 300 275

用于较重要的轴，

应用最为广泛。45 调质≤200217～255 650 360 300

40Cr 调质≤100241～286 750 550 350 用于载荷较大，而无很大冲击的轴

35SiMn 45SiMn 调质≤100229～286 800 520 400

性能接近于40Cr，

用于中、小型轴

40MnB

调质

≤200

241～286

750

500

335

性能接近40Cr ，用

于重要的轴 35CrMo 调质 ≤100 207～269 750 550 390

用于重载荷的轴 20Cr

渗碳

淬火 回火

≤60

表面硬度

56-62HRC

650

400

280

用于要求强度、韧

性及耐磨均较好的轴