应用于轴的材料种类很多,主要根据轴的使用条件,对轴强度、刚度和其他机械性能等的要求,采用热处理方式等,同时考虑制造加工工艺,并力求经济合理,通过设计计算来选择轴的材料。
轴的材料一般是经过轧制或锻造并经切削加工的碳素钢或合金钢。对于直径较小的轴,可用圆钢制造;有条件的可直接用冷拔钢材;对于重要的,大直径或阶梯直径变化较大的轴,采用锻坯。为节约金属和提高工艺性,直径大的轴还可以制成空心的,并且带有焊接的或锻造的凸缘。
轴常用的材料是优质碳素结构钢,如35、45和50钢,其中以45钢最为常用。不太重要及受载较小的轴可用Q235、Q275等普通碳素结构钢;对于受力较大、轴的尺寸受限制以及某些有特殊要求的轴可用合金结构钢。
球墨铸铁和一些高强度铸铁,具有铸造性能好、容易铸成复杂形状、吸振性能较好、应力集中敏感性较低、支点位移的影响小等优点,常用于制造外形复杂的曲轴和凸轮轴等。(www.daowen.com)
同样的材料,在热处理工艺不同时,所得到的强度、硬度和疲劳极限等也会不同,所以在选择材料时,应确定其热处理方法。
受载荷大的轴一般用调质钢,大多数是含碳量在0.30%~0.60%范围内的碳素结构钢和合金结构,调质钢能进行调质处理。调质处理后得到的是索氏体组织,它比正火或退火所得到的铁素体混合组织,具有更好的综合力学性能,调质钢种类很多,常用的有35、45、40Ct、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi和40CrNiMo等。调质钢回火时的回火温度不同,得到的力学性能也不同。回火温度高,硬度和强度低,但冲击韧度提高。因此可以通过控制回火温度来控制力学性能,以满足设计要求。由于轴类零件在淬透情况相同时,调质后的硬度可以反映轴的屈服强度和抗拉强度,因此在技术条件中只需规定硬度值即可。
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