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      模具鋼_板材與棒材組織控制的不同

      文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2017-12-21 14:22【

      模具鋼_板材與棒材主要利用鐵素體、貝氏體、馬氏體、殘余奧氏體的多相組織控制,達到使用要求。

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      如滲碳鋼,關鍵是如何利用滲碳淬火獲得強韌性良好的單相馬氏體。馬氏體組織在原始奧氏體晶粒內的結構層次是馬氏體塊、馬氏體束和馬氏體板條。對彎曲疲勞和沖擊負荷引起的早期斷裂部件進行分析的結果表明,斷裂起點多是:1)不完全淬火組織(軟質鐵素體、珠光體);2)局部晶粒粗大化的脆弱部位。提高滲碳鋼各種強度的方法,其中最有效的方法是使滲碳鋼的組織為均勻細晶馬氏體。如果從用于汽車、工程機械、加工機械的動力傳動裝置(變速器等)的齒輪、轉動軸的鋼來看,棒材難于板材。以滲碳鋼為例,滲碳鋼的碳含量為0.15%0.25%,原因是滲碳鋼部件表面經滲碳、淬火回火發生硬化,提高了部件的耐磨性和疲勞強度,同時,由于部件芯部(非滲碳層)含碳量較低,使部件具有良好的韌性。

      動力傳動裝置(變速器等)的齒輪、轉動軸用鋼有含Cr量約為1%的鉻鋼、在Cr鋼基礎上添加Mo的鉻鉬鋼、在鉻鉬鋼基礎上添加Ni的鎳鉻鉬鋼等類別。一般希望使用不含Ni、Mo的廉價并且加工性好的鉻鋼。但當部件較大并要求較高強度時,多使用鉻鉬鋼和鎳鉻鉬鋼。在使用這些含Ni、Mo的鋼種時,存在加工性不良和材料成本升高的問題。特別是近年來出現的合金價格高漲以及未來資源枯竭的問題,引發了選用價格波動小、供給風險小的合金元素進行滲碳鋼的高強度化的要求。從這個方面來看,提升空間很大。

      驅動系統部件要求的強度有剝蝕強度、彎曲疲勞強度、扭轉強度、沖擊強度等。高強度部件使用的材料標準中的鉻鉬鋼、鎳鉻鉬鋼和增加Ni、Mo的開發鋼,但導致加工性變差和成本升高。這種高強度化和加工性相悖的問題長期沒有得到解決。如果能夠不依靠Ni、Mo的添加,只通過滲碳鋼基本成分C、Si、Mn、Cr的優化實現高強度,就可以實現滲碳鋼的加工性良好、成本低廉的要求,解決多年困擾滲碳鋼問題的道路。

      滲碳鋼制作的代表性為驅動部件,應對汽車行駛中轉速變化和發動機扭矩變化的變速器齒輪和轉動軸,以及汽車轉向時,使左右車輪產生轉數差的差速器齒輪等,這些都是在汽車行駛中起重要作用的部件,對這些部件要求的特性取決于部件所處的工作條件。

      發動機轉速達到高速時,變速器轉速處于中高速狀態,所以變速器的低-高周波疲勞強度十分重要。因此,要求變速器齒輪應具有良好的抗剝蝕性和彎曲疲勞強度。變速器轉動軸應具有良好的扭轉疲勞強度,差速器齒輪的轉動速度是中低速,因此,要求差速器齒輪應具有良好的低周波彎曲疲勞強度和沖擊強度。

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      此外,不論是變速器齒輪還是差速器齒輪,都要求降低咬合噪音,以實現良好的靜音性,因此,兩種齒輪的滲碳淬火變形要很小。從這個角度來看,汽車等用鋼要高于板材。

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