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轴的常用材料及其机械性能讲解
轴的常用材料及其机械性能
轴的常用材料及其机械性能
轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。
轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi等。
球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。
特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。
根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。


在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用
合金钢是不合适的。
轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。
对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。
轴的常用材料及其机械性能(MPa)
材料牌号热处
理
毛坯直
径(mm)
硬度
HB
抗拉
强度
σb
≥


屈服
强度
σs≥
弯曲
疲
劳极
限σ
-1
≥
扭转
疲
劳极
限
τ-1
≥
许用弯曲应力
备注
[σ+1] [σ0] [σ-1]
Q235-A - - - 440 240 180 105 125 70 40
用于不重要或载荷不大的轴


20 正火25 ≤156 420 250 180 101 125 70 40
用于载荷不
大，要求韧性