发动机的常用材料及其机械性能

常用材料及其机械性能气缸体材料灰铸铁(GB9439-88)牌号铸件壁厚(mm)最小抗拉强度abMPa硬度HB应用举例大于至2.510130110〜166HT100102010093〜140盖、外罩、油盘、手轮、手20309087〜131把、支架等。30508082〜1222.510175137〜205端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手轮、HT1501020145119〜1792030130110〜166一般机床底座、床身及其他复杂零件、滑座、工作台等。3050120141〜157HT2002.510220157〜236气缸、齿轮、底架、机体、1020195148〜222飞轮、齿条、衬筒、一般机床2030170134〜200铸有导轨的床身及中等压力(8MPa以下0油缸、液压泵和阀的壳体等。3050160128〜1924.010270175〜262HT2501020240164〜246阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿轮箱外壳、飞轮、衬筒、凸轮轴承座。2030220157〜2363050200150〜2251020290182〜272HT3002030250168〜251齿轮、凸轮、车床卡盘、3050230161〜241剪床、压力机的机身、导板、六角自动车床及其他重负荷机床铸有导轨的床身、高压油1020340199〜299HT3502030290182〜272缸、液压泵和滑阀的壳体等。3050260171〜257注：灰铸硬度，系由经验关系式计算，即Ob±196Mpa时，HB=RH(100+0.438Ob)；当Ob〈196Mpa时，HB=RH(44+0.724Ob)。RH一般取0.80〜1.20。球墨铸铁：机械性能牌号基体a^/MPaMPa$/%HB应用举例QT400-17铁素体40025017600<179汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖QT420-10铁素体42027010300<207QT500-5铁素体+50035Q5147-241机油泵齿轮QT600-2球光休60042022297〜302柴油机、汽油机曲轴；磨床、铳床、车床的主轴；空压机、冷冻机缸体、缸套QT700-2球光体70049022297〜302QT800-2球光休30056022417〜321QT1200-1下贝氏休1200開01300>38HRC汽车、拖拉机传动齿轮材料牌号热处理毛坯直径(mm)硬度HB抗拉强度韦b屈服强度oNS弯曲疲劳极限o>-1—扭转疲劳极限T>-1—许用弯曲应力备注[o]1-+1」[o°][0-1]Q235-A---4402401801051257040用于不重要或载荷不大的轴正火25<1564202501801001257040正火<1004002201659520>100〜300103〜156380200155901257040用于载荷不大，要求韧性较高的场合。>300〜50037019015085回火>500〜7003601801458035正火25<875403202301301657545用于有一定强度要求和加工塑性要求的轴。正火<100149〜1875202702101201657545>100〜300500260205115回火>300〜500143〜187480240190110>500〜750137〜187460230185105>750〜1000440220175100调质<100156〜2075603002301301758550>100〜300540280220125正火25<2416103602601501959555<100170〜217600300240140正火>100〜300162〜217580290235135应用最广泛。45回火>300〜5005602802251301959555>500〜750156〜217540270215125调质<200217〜2556503602701552151006025100080048528024512070<100241〜28675055035020040Cr调质>100〜300229〜26970050032018524512070用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴。>300〜500650450295170>500〜800217〜2556003502551452590075044525524512070<100229〜28680052035520535SiMn调质>100〜300217〜269750450320185性能接近40Cr，用于中小型轴。42SiMn>300〜400217〜25570040029517024512070>400〜500196〜25565038027516040MnB调质25100080048528024512070性能同40Cr，用于重要的轴。<200241〜2867505003351952451207040CrNi调质25100080048528028513075用于很重要的轴2510085050028524512070<10075055035020035CrMo调质>100〜300207〜26970050032018524512070性能接近40CrNi,用于重载荷的轴。>300〜500650450295170>500〜800600400270155<100229〜286750600360210>100〜300217〜269700550335195性能接近于35CrMo。38SiMnMo调质>300〜500196〜24165050031017527512070>500〜800187〜24160040027015525100085049528527512070调质<200269〜302880700425245用于高强度、大尺寸和重载荷的轴。37SiMn2MoV>200〜400241〜28683065039523027512070>400〜600241〜269780600370215调质用于要求耐磨、高强且热处理变形很小的（氮化）38CrMoAlA30229100085049528527512575轴渗碳淬火15表面HRC85055037521520Cr回火<6056〜6265040028016021510060用于要求强度、韧性均较高的轴（如齿轮轴、蜗杆）渗碳淬火表面HRC20CrMnTi回火1556〜6211008505253003651651001Cr13调质<60187〜21760042027515527513075用于腐蚀条件下工作的轴。调质2Cr13<100197〜24866045029517027513075<60550220205120lCrl8Ni9Ti淬火>60〜180<1925402001951151657545用于在高、低温及强腐蚀条件下工作的轴。>100〜200500200185105QT400-15--156〜197400300145125100用于结构、形状复杂的轴QT450-10--170〜207450330160140110QT500-7--187〜255500380180155125QT600-3--197〜269600420215185150注：1.表中所列疲劳极限数据，均按下式计算o~o.27(b+o),t~0.156(b+0)。TOC\o"1-5"\h\zTbs-1bs其他性能，一般可取ta(0.55〜0.62)o,o~1.4o,t~1.5t。ss0-10-1球墨铸铁o~0.36o,t~0.31o。-1b-1b许用静应力［o］=o/［S］，许用疲劳应力［o］~o/［S］。+1bb-1-1-1选用［o］时，重要零件取小值，一般零件取大值。-1各种发动机曲轴材料及热处理用途材料预备热处理最终热处理工艺硬度(HB)工艺层深(mm)硬度(HB)45正火170〜228感应淬火2-4.555〜63轿车、轻型车拖拉机50Mn调质217〜277氮碳共渗：570r,180min油冷>0.5>500HV心0.1QT600-3正火229〜302氮碳共渗：560r,180min油冷>0.1>650HVQT600-3正火220〜260感应淬火，自回火2.9〜3.546〜58载重车及拖拉机45正火163〜196感应淬火，自回火3〜4.555〜6345调质207〜241感应淬火，自回火>3>5545正火氮碳共渗0.9〜1.2>300HV10重型载重车QT900-2正火+回火280〜32135CrMo调质216〜269感应淬火3〜553〜58QT600-3正火+回火240〜300大马力柴油机35CrNi3Mo调质+稳定化处理渗氮，490r，60h>0.3>600HV35CrMo调质离子渗氮，515r，40h>0.5>550HVQT600-3正火+回火渗氮，510°C,120h>0.7>600HV各种凸轮轴材料及热处理工艺用途材料预备热处理最终热处理工艺硬度（HB）工艺层深（mm）硬度（HB）小拖拉机轿车吉普QT600-3合金铸铁45正火去应力退火调质229〜302241〜302187〜229贝氏体等温淬火贝氏体等温淬火氮碳共渗感应淬火0.1〜0.153.0〜6.043〜50〉700HV颈55〜63齿45〜58载重车拖拉机45QT600-3正火去应力退火163〜197230〜280感应淬火贝氏体等温淬火2.5〜5.5颈55〜63齿45〜58>4520渗碳、淬火回火1.3〜1.758〜62重型车QT600-3去应力退火>170贝氏体等温淬火43〜5150正火感应淬火、回火1.5〜2.059〜63船20CrMnTi正火--渗碳、淬火、回火1.7〜2.256〜61大马力机50Mn退火241〜285感应淬火凸轮2〜558〜62柴油机去应力退火轴颈1.5—455〜62车45正火-感应淬火、回火1.3〜2.550〜55机床主轴材料和热处理工作条件材料热处理硬度原因使用实例1）与滚动轴承配合2）轻载荷或中等载荷，转速低3）精度要求不高4）稍有冲击载荷，交变载荷可以忽略不计45调质处理220〜250HB1）调质后，保证主轴具有一定强度2）精度要求不高一般机床主轴1）与滚动轴承配合2）轻载荷或中等载荷，转速略高3）装配精度要求不太高4）冲击和交变载荷可以忽略不计45调质后局部整体淬硬42〜47HRC1）有足够的强度2）轴颈及配件装拆处得到需要的硬度3）简化热处理操作4）不承受较大冲击载荷龙门铣床，立式铣床小型立式车床等的主轴1）与滚动轴承配合2）轻载荷或中等载荷，转速低[PV<150Nm/（cm2s）]3）精度要求不很高4）冲击,交变载荷不大45正火170〜217HB1）正火或调质后保证主轴具有一定的强度和韧性2）轴颈处有滑动摩擦，需要有较高的硬度C650、C660、C8480等大重型车床主轴调质220〜250HB轴颈部分表面淬硬48〜53HRC1）与滚动轴承配合2）承受中等，转速较高3）精度要求较高4）交变,冲击载荷较小40Cr(42MnVB)淬硬调质后局部淬硬42〜47HRC或52〜57HRC1）为保证有足够的强度，选用40Cr调质2）轴颈和配件装拆处得到需要的硬度3）若无冲击力，硬度要求取高值齿轮铣床，组合车床等的主轴1）与滚动轴承配合2）承受中等，转速较高3）精度要求较高4）交变,冲击载荷较小5）工作中受冲击载荷40Cr(42MnVB)调质220〜250HB1）调质后主轴有较高的强度和韧性2）轴颈处得到需要的硬度铣床，龙门铣床，车床等的主轴轴颈部分表面淬硬48〜53HRC1）与滑动轴承配合2）承受中等载荷，转速较高［PV<400N，m/（cm2・s）］3）承受较高的交变和冲击载荷4）精度要求较高40Cr(42MnVB)调质处理220〜250HB或250〜280HB1）调质后主轴有较高的强度和韧性2）为获得良好的耐磨性选择表面淬硬3）配件装拆部分有一定硬度车床主轴或磨床砂轮主轴©80mm以下）轴颈部分表面淬火52〜57HRC装拆配件处表面淬硬48〜53HRC1）与滑动轴承配合2）承受中等载荷，转速较］PV<400N・m/（cm2・s）］提高3）承受较高的交变和冲击载荷4）精度要求更高40Cr(42CrMn)调质处理表面硬度56〜61HRC1）调质后主轴有较高的强度和韧性2）为获得良好的耐磨性选择表面淬硬3）配件装拆部分有一定硬度磨床砂轮主轴轴颈部分表面淬火装拆配件处表面淬硬1）与滑动轴承配合2）承受中等载荷或重载荷［PV<400N，m/（cm2・s）］3）要求轴颈有更高的耐磨性4）精度要求较高5）承受较高的交变，但冲击载荷较小65Mn调质250〜280HB1）调质后有较高的强度2）表面淬硬后提高耐疲劳性能3）获得较高的硬度，提高耐磨性4）表面马氏体易粗大，冲击值低磨床砂轮主轴轴颈部分表面淬硬>59HRC装拆配件处表面淬硬50〜55HRC1）与滑动轴承配合2）承受中等载荷或重载荷［PV<400N，m/（cm2・s）］3）要求轴颈有更高的耐磨性4）精度要求较高5）承受较高的交变，但冲击载荷较小6）表面硬度和显微组织要求更高GCr159Mn2V调质250〜280HB>59HRC1）获得高的表面硬度和良好的耐磨性能2）超精磨性好，粗糙度易降低较高精度的磨床主轴轴颈部分表面淬硬装拆配件处表面淬硬1）与滑动轴承配合2）受重载荷，转速很高3）精度要求极高，轴隙＜0.003mm4）受很高的疲劳应力和冲击载荷38CrMoAIA正火或调质250〜280HB1）有很高的心部强度2）达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定3）优良的耐疲劳性能4）畸变量小高精度磨床主轴，镗床主轴、坐标镗床等的主轴渗氮>900HV1）与滚动或滑动轴承配合，转速较低2）受轻载荷或中等载荷50Mn2正火192〜241HB对于大直径主轴，当热处理设备或技术有困难时，可用此材料重型机床主轴1）与滑动轴承配合2）受中等载荷心部强度不高，但转速很高3）精度要求不太高4）不大的冲击压力和较高的疲劳应力20Cr20MnVB20Mn2B渗碳后淬硬表面硬度56〜63HRC1）心部强度不高，受力易扭曲畸变2）表面硬度高，适用于高速低载荷主轴高精度精密车床，内圆磨床等的主轴1）与滑动轴承配合2）重载荷，高速运转3）高的冲击力4）很高的交变载荷20CrMnTi12CrNi3渗碳后淬硬表面硬度56〜63HRC1）很高的表面硬度冲击韧性和心部强度2）热处理畸变比20Cr小转塔车床、齿轮磨床、精密丝杆车床、重型齿轮铣床等的主轴半轴常用材料及技术要求产品钢号预处理整体调质感应淬火渗碳淬火杆部(HRC)法兰(HRC)层深(mm)硬度(HRC)层深(mm)硬度(HRC)轿车和吉普40Cr正火28〜3228〜324〜650〜55--40MnB正火41〜47-----20CrMnTi正火----1.5〜1.858〜6342CrMo正火37〜4122〜321〜250〜55--载重车40Cr正火--3〜649〜62--12Cr2Ni4A正火----1.2〜1.658〜6340MnB正火187〜241HB--4〜752〜5840MnB调质229〜269HB--4〜752〜63重型车40CrMnMo退火＜255HB37〜44---—40Cr正火--7〜1050〜5540CrNi退火--8〜1053〜60«10-1常用齿轮材料及其力学特性材料牌号热处理方法强度根限屈眼极限dg/MPa硬度(HBS)齿荷部齿面HT25O250170^-241HTOO300怡了“HT35O350197•QT500-5500147“241QT6OO-260022齐•302ZG310-570常化58032()156^-217ZG340-64065035'>16P-22945580290162--217盹340—6407002St)241-”26945650360217-25530CrMnSi调质110090031(b-36035SiMn750450217--269SSSiMnMo700550217-26940Cr700500241•28645调质后表面淬火FL217-25540~50HRC40Cr1、1241-286“55HRC20Cr1650m30020CrMnTi渗碳后淬火11008505E-62HRCJ2Cr2Ni41100旳32020Cr2Ni4120011003501135CrAlA调质后氮化（氮化忌厚丘95075i>255-321>850HVS&CrMaAlA去0*3-0.5mm)1(XK)85D夹布塑胶100-注：400钢可用40MnB或40MnVB钢代替;20Cr.2OCrMnTi钢可用2OMn2B或SOMnVB钢代替“