结构钢的详解

时间:2024-06-28 18:31:00 来源:整理于互联网

钢铁材料的用量虽逐年减少,但高强度钢的用量却有相当大的增加。高强度结构钢使零件设计得更紧凑和小型化,有助于汽车的轻量化。

(1) 弹簧 

悬架弹簧轻量化的最有效方法是提高弹簧的设计许用应力。但是为了实现这种高应力下的轻量化,材料的高强度化是不可少的。在传统的Si-Mn弹簧钢的基础上通过降低C并添加Ni、Cr、Mo和V等合金元素,开发出强度和韧性都很高的钢种,设计许用应力可达1270MPa,这种弹簧钢的应用可实现40%的轻量化。在传统的Cr-V系弹簧钢中添加Nb可提高钢的抗延迟断裂性能,结合改进的奥氏体轧制成型,可使钢的拉伸强度达到1800MPa的水平。 

气门弹簧用的Si-Cr钢中添加V,通过晶粒细化确保韧性,由增C提高强度。这样改进后,弹簧的高周疲劳强度约提高8%,可实现15%的轻量化。通过有限元分析,螺旋弹簧内、外侧应力均匀分布的柠檬形断面弹簧钢丝得以开发,使弹簧实现7%的轻量化。  提高弹簧疲劳强度的有效途径是对弹簧进行喷丸和氮化处理。弹簧的喷丸,除了传统的应力喷丸之外又发展了双级喷丸。喷丸和氮化也可以复合使用。 

(2) 齿轮 

汽车发动机有高功率化的趋势,而传动器有紧凑小型化的倾向。这势必加大传动齿轮的负荷,从而对齿轮钢的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的要求也相应提高。

提高钢中Ni、Cr、Mo等合金元素的含量可以提高齿轮钢的淬透性和强度,但单纯靠合金元素来强化齿轮钢会使钢的切削性能变坏、热处理工艺复杂,原材料成本和生产成本都会大幅度提高。齿轮渗碳时,为了防止或减少异常层的出现,降低钢中的Si和P含量,Mo量增加到0.35%~0.45%,并采用经改良的碳氮共渗工艺。改进的钢种可使齿轮实物的冲击寿命提高3~5倍,若在上述降低表面异常层钢种加上强力喷丸,可使齿轮疲劳极限提高20%~30%。

齿轮钢中的非金属夹杂物是疲劳裂纹的起点,会降低强力喷丸的强化效果,为此开发了高纯净度齿轮钢。例如对SCM420HZ钢,将氧浓度降到9ppm以下、磷浓度降到90ppm以下时,与前述降低表面异常层的低Si高Mo钢相比,齿轮齿根弯曲疲劳寿命提高10%~17%,接触疲劳寿命提高25%。

dshhyk

声明:本文转载自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。文章内容仅供参考。如因作品内容、版权和其他问题需要同本网联系的,请发送邮件联系删除。
展开全文

网友还关注

查看更多车系

附近经销商

查看更多经销商

热门车系推荐

热门品牌推荐

首页  > 百科  > 轻量化  > 正文
抽半价车
抽半价车
每周1辆!
到店红包
到店红包
看车就送168(最高)
购车
百万购车补贴
千元补贴