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机械零件的服役条件与性能要求

以轴类零件、弹簧（包括螺旋弹簧与板簧）、滚动轴承和汽车齿轮为例，可以了解其服役特点及性能要求。

轴类零件主要承受弯曲和扭转负荷，并可能受到一定冲击。因此对钢材来说，主要是保证其良好的强度（特别是弯、扭复合疲劳强度）及韧性。为了防止其轴颈部位的迅速磨损，还应具备一定的表面硬度。对弹簧来说，螺旋弹簧主要承受扭转载荷，而板簧则主要承受弯曲载荷。其主要失效方式是疲劳断裂和过量变形，因此对弹簧钢的要求，应该满足具有高弹性极限和高的疲劳强度的性能要求。滚动轴承在工作中承受极高的交变载荷，滚动体和套圈之间工作接触面很小，产生极大的接触应力，因而要求这类钢具有较高的接触疲劳强度，极高且均匀的硬度和耐磨性；其次，还有一定的韧性和淬透性，并在大气和润滑介质中有一定的抗腐蚀能力。对汽车齿轮来说，它的工作条件是在运转过程中，每个齿要能承受一定的弯曲应力，齿的表面一方面受到压应力的作用；另一方面啮合的齿相互间有接触疲劳和磨损的作用。此外，如果载荷不稳定，则齿牙也可能受到一定的冲击。由此可见，对齿轮材料的基本要求是既要虑弯曲疲劳强度，又要考虑表面接触疲劳强度和耐磨性，同时还要适当兼顾韧性的要求。

由此可见，机械零件用钢对力学性能的要求是多方面的，不仅要求高的强韧性，而且要求良好的疲劳强度和耐磨性。显然，这些要求比工程结构钢要高得多'因此必须对机械零件用钢进行热处理强化，充分发挥钢材的性能潜力，以满足机械零件的结构紧凑、运转快速、安全可靠以及零件间要求公差配合方面的要求。

另外，机械零件用钢还要求有良好的工艺性能。通常机器零件的生产工艺是：型材一锻造_毛坯热处理-+切削加工_+最终热处理-+磨削等。在这些生产工艺中，尤以两大生产工艺最为重要：一是切削加工；二是热处理（包括预备热处理和最终热处理）o因为切削加工性能的优劣往往成为选择机械零件用钢的重要依据，而热处理是使机器产品结构紧凑，保持尺寸精度，保证安全运行并影响到切削加工性能的重要工艺，所以对机械零件用钢的工艺性能要求主要是切削加工性能和热处理工艺性能，其他工艺性能如冶炼性能、铸造性能、压力加工性能等，虽然也应有所要求，但一般问题不大。

机械零件用钢通常为优质钢和高级优质钢，使用状态为淬火加回火状态。根据(C钢种对性能的不同要求，钢中的含碳量有以下几个级别：渗碳钢和低碳马氏体钢伽(c)=0.2%：调质钢w( C)：0.40-/0；弹簧钢w(C)=0.50-/0~o．70-/0；轴承钢w(c)=1．O%o钢中的合金元素总的质量分数常小于5%，属于低合金钢，一般不大于lOu/oo由此可见，影响机械零件用钢力学性能的主要因素包括三个方面，即钢中的含碳量；回火温度；合金元素的种类和数量。并且在保证完全淬透的情况下，又以前两个因素为主，而合金元素往往只起辅助作用。

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更新时间：2016-03-04 16:29:37

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编辑者：lusz#1
修改日期：2016-03-04 16:29:37
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