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产品常识

感应淬火件的淬硬层深度对零件扭转性能有何影响?

远拓机电 人气:370 发表时间:2019-03-30 16:00:39

感应淬火件的淬硬层深度对零件扭转性能有何影响?

感应淬火轴类零件适用于扭转条件下工作。感应淬火使轴表面提高了硬度并且产生了残留压应力,提高了轴件的疲劳强度。轴件淬火时,淬硬层深度越深,扭转强度亦越大,可用表4-9四组试验数据来说明。表4-9中有四种钢,其中40钢、50钢是中碳结构钢、淬透性较低,40钢是原始冷拔状态、50钢是热轧状态,心部硬度不同。40Mn242CrMo淬透性较好,40Mn2钢经过调质心部硬度较高。

      表4 -9  不同钢牌号轴的不同淬硬深度静态扭转试验

钢牌号、状态直径/in

淬火层深度、in

(轴径的百分数)

硬度HRC

扭转屈服强度

 

扭转极限强度

 

40HRC

20HRC

心部

表面

/MPa

/MPa

 

 40钢冷Φ1.125

0.0000.0

0.0000.0

12~14

12~14

344.75

634.34

0.12010.7

0.18016.0

20

53

606.7

1082.5

0.12310.9

0.18016.0

20~22

54~55

579.1

1110

0.14012.4

0.27024.0

16~18

55

556.7

1154

0.14312.7

0.27024.0

17~18

55

641.2

1220

0.15313.6

0.28024.9

16

55

765.3

1220

0.16014.2

0.30026.7

16~17

55

717

1268

0.19016.9

淬透(50

23

55~56

737.7

1323

0.20017.8

淬透(50.0

20~22

54~55

717

1344

0.25022.2

淬透(50.0

34

55

827.4

1434

0.28125.0

淬透(50.0

28~29

56

910.14

1447.9

①原试验资料用英制,lin -25. 4mm

    1)从表4 -9中可得出,轴的静态扭转强度(屈服强度与极限强度)均随淬硬层深度的增加而上升。

    2)淬透性高的钢轴(42CrMo),其淬硬层总深度(测到20HRC)的绝大部分为有效淬硬层深度。因此,当淬硬层总深度较浅时,即能达到40钢轴淬硬层总深度较大时所达到的扭转强度。例如,40钢轴有效淬硬层深度为轴径的15%、淬硬层总深度为轴径的25%时所达到的扭转强度,42CrMo钢轴只需有效淬硬层深度为轴径的I7%,淬硬层总深度为轴径的23%即能达到。40钢有效淬硬层深度浅是由钢的淬透性低所决定的。

    3)试验还证明,轴的疲劳寿命随着淬硬层总深度增加到一定值后达到极限。见图4-1。在同样扭转应力下,相同扭转强度的轴,40钢比42CrMo钢轴的疲劳寿命略长一些。有人认为,这与40钢淬硬层总深度略高有关。


     通过以上试验数据,可以认为对扭转轴仅要求有效淬硬层深度是不够的,因为钢的淬透性或心部硬度不同,扭转强度亦不同。当预测轴件疲劳寿命时,扭转强度、淬硬层总深度与心部硬度三者必须同时考虑。一般应规定轴件有效淬硬层深度为轴径的15%,总淬硬层深度为轴径的25 %,此时轴能得到最佳的疲劳寿命。

   有效淬硬层深度对静态扭转性能有影响,而总淬硬层深度对疲劳性能影响大。对两者同时规定要求,比只要求有效淬硬层深度更为合理。

   淬硬层深度过深,轴件表面残留压应力降低,会增加零件变形,因此淬得过分深是不必要的。




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