軸的材料種類很多,選擇時(shí)應(yīng)主要考慮如下因素: 1.軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求; 2.軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求; 3.軸的材料來源和經(jīng)濟(jì)性等!
軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。 碳鋼比合金鋼價(jià)格低廉,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低,可通過熱處理改善其綜合性能,加工工藝性好,故應(yīng)用最廣,一般用途的軸,多用含碳量為0.25~0.5%的中碳鋼。尤其是45號(hào)鋼,對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。 合金鋼具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能,但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感,且價(jià)格較貴,多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼,經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性;20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼,有良好的高溫機(jī)械性能,常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。
值得注意的是:由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多,因此當(dāng)其他條件相同時(shí),如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實(shí)現(xiàn)的。
低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火,可提高其耐磨性,常用于韌性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的軸。
球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵因其具有良好的工藝性,不需要鍛壓設(shè)備,吸振性好,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低,近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是鑄件質(zhì)量難于控制。
軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)部組織均勻,強(qiáng)度較好,因此,重要的大尺寸的軸,常用鍛造毛坯。軸的常用材料機(jī)械性能見表。
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