齒輪鋼的概念、發(fā)展、性能
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齒輪鋼材出廠(chǎng)狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項(xiàng)
齒輪鋼-概念
齒輪鋼是對(duì)可用于加工制造齒輪的鋼材的統(tǒng)稱(chēng)。一般有低碳鋼如20#鋼,低碳合金鋼如:20Cr、20CrMnTi等,中碳鋼:35#鋼、45#鋼等,中碳合金鋼:40Cr、42CrMo、35CrMo等,都可以稱(chēng)為齒輪鋼。這類(lèi)鋼材通常按照使用要求經(jīng)過(guò)熱處理之后都具備良好的強(qiáng)度、硬度、和韌性,或者是表面耐磨而心部有良好的韌性耐沖擊。
齒輪鋼-齒輪鋼的發(fā)展
齒輪鋼是汽車(chē)、鐵路、船舶、工程機(jī)械中使用特殊合金鋼中要求較高的關(guān)鍵材料之一,是保證安全的核心部件的制造材料。近幾年,齒輪鋼正朝著高性能、長(zhǎng)壽命、齒輪運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、安全性、低成本、易加工、多品種等方向發(fā)展。
齒輪鋼-齒輪鋼的性能指標(biāo)
淬透性是齒輪鋼的重要性能指標(biāo)之一,它主要是保證不同大小齒輪的心部硬度,且有利于控制齒輪熱處理變形。齒輪鋼的淬透性和淬透性帶寬的控制,主要取決于化學(xué)成分及其均勻性。也就是對(duì)淬透性影響大的元素如碳、錳等的控制,根據(jù)鋼中碳和合金元素對(duì)淬透性各點(diǎn)硬度值的影響,確定該鋼的內(nèi)控成分范圍。
鋼中存在的氧化物和硫化物夾雜、有害元素如氮、氫、氧等,會(huì)降低鋼材的力學(xué)性能,惡化鋼材的工藝性能,從而影響汽車(chē)滲碳齒輪的使用壽命。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)齒輪鋼的氧含量要求控制在20×10-6以下,國(guó)際先進(jìn)水平是在12×10-6以下,而國(guó)內(nèi)有些特鋼廠(chǎng)已達(dá)到15×10-6以下。
晶粒大小是齒輪鋼的一項(xiàng)重要指標(biāo)。齒輪鋼中細(xì)小均勻的奧氏體晶粒,淬火后得到細(xì)馬氏體組織,明顯改善齒輪的疲勞性能,同時(shí)減少齒輪熱處理后的變形量。齒輪鋼晶粒度要求≥6級(jí),通常是在冶煉時(shí)控制鋼中殘余鋁含量達(dá)到細(xì)化晶粒的。
齒輪鋼-缺點(diǎn)與解決方法
帶狀組織是鋼的組織缺陷。對(duì)齒輪鋼而言,嚴(yán)重的帶狀組織將影響滲碳的均勻性,增加淬火變形程度,使?jié)B碳齒輪尺寸精度差。因此,齒輪鋼的帶狀組織要求不大于3級(jí)。
為了減輕或消除齒輪鋼的帶狀組織,在冶煉、軋制過(guò)程中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。在冶煉過(guò)程中,要盡量降低鋼中有害元素、氣體及夾雜物的含量;在澆注過(guò)程中,要采用低的澆注溫度、提高冷卻速度和采用電磁攪拌;在軋制過(guò)程中,采用高剛度大變形工藝和增大軋(鍛)制比,同時(shí)應(yīng)提高終軋溫度。
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