合金调质钢的性能和应用

调质钢主要采用调质处理得到回火索氏体，其综合力学性能好，用作轴、杆类零件。

以轴类零件为例，其作用是传递力矩，且其工作对象受扭转、弯曲等交变载荷，也会受到冲击，因此在配合处有强烈摩擦。其失效方式主要是由于硬度低、耐磨性差而造成的花键磨损，以及承受交变的扭转、弯曲载荷所引起的疲劳破坏。因此，对轴类零件提出的性能要求是高强度，尤其是高疲劳强度、高硬度、高耐磨性及良好的塑韧性。

（1）应用与性能特点

合金调质钢是指经调质后使用的钢，主要用于制造在重载荷下同时又受冲击载荷的一些重要零件，如汽车、拖拉机、机床等的齿轮，轴，连杆，高强度螺栓等，如图8.7所示。它是机械结构用钢的主体，要求零件具有高强度、高韧性相结合的良好综合力学性能。

图8.7　合金调质钢的应用举例

（2）化学成分特点

合金调质钢中碳的质量分数为0.25%～0.50%。若其碳含量过低，则不易淬硬，回火后强度不足；若其碳含量过高，则韧性不够。

调质钢合金化的主加元素为Mn、Cr、Si、Ni，辅加元素为V、Mo、W、Ti。合金元素的主要作用是提高淬透性（Mn、Cr、Si、Ni等），降低第二类回火脆性倾向（Mo、W），细化奥氏体晶粒（V、Ti），提高钢的耐回火性。典型的牌号为40Cr、40CrNiMo、40CrMnMo。

（3）热处理特点(www.xing528.com)

合金调质钢的最终热处理通常采用淬火+高温回火（即调质）。汽车、拖拉机上的连杆选用40Cr，锻造成型后采用正火，粗加工后调质处理。

（4）钢种、牌号及应用

常用合金调质钢的牌号、主要化学成分、热处理温度、力学性能及应用如表8.4所示。

案例3：汽车、拖拉机连秆的选材及热处理

（1）连杆的工作

位于汽车、拖拉机传动部分的连杆[见图8.8（a）]，其作用是连接活塞与曲轴，把活塞所承受的气体压力传给曲轴，将活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。它由小头、杆身、大头3部分组成，如图8.8（b）所示，小头与活塞一起做往复运动，大头与曲轴一起做旋转运动，杆身做复杂的平面摆动。

（2）对连杆材料的要求

要求连杆在工作中除受到交变的拉、压载荷外，还会承受弯曲载荷，还会产生摩擦和磨损，工作环境很复杂，因此要求材料既有高的屈服强度和疲劳强度，又有很好的塑性和冲击韧度，即良好的综合力学性能。应如何选材？

（3）连杆材料的选择

汽车、拖拉机上连杆选用40Cr，锻造成形后采用正火，粗加工后调质处理。