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軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零45號鋼實驗部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項（一）尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高(IT5～IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6～IT9)。（二）幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差（三）相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm,高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。（四）表面粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm,與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
毛坯和材料
（一）軸類零件的毛坯 軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。
根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多采用自由鍛，大批大量生產時采用模鍛。45號鋼下料（二）軸類零件的材料 軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規范（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。
40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經調質和表面高頻淬火后，表面硬度可達50～58HRC,并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
45號鋼廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發揮45#鋼優越的機械性能，常將45#鋼表面淬火（高頻淬火或者直接淬火），這樣就能得到需要的表面硬度。注：直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋，這是一個較為復雜的問題。采取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者采用油冷，可避免出現裂紋。
圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米。其中：5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆的供應，常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件；大于25毫米的圓鋼，主要用于制造機械零件、無縫鋼管的管坯等。
按化學成分分類
碳素鋼按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。
(2) 中碳鋼
碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。
常用中碳調質結構鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調質時要稍好，具有較高的強度和較好的切削加工性，經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預熱，焊后應進行去應力退火。正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。該鋼經調質處理后，其綜合力學性能要優化于其他中碳結構鋼，但該鋼淬透性較低，水中臨界淬透直徑為12~17mm，水淬時有開裂傾向。當直徑大于80mm時，經調質或正火后，其力學性能相近，對中、小型模具零件進行調質處理后可獲得較高的強度和韌性，而大型零件，則以正火處理為宜，所以，此鋼通常在調質或正火狀態下使用。
一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調質+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情況下采用0.35%）。經熱處理后，表面可以獲得很高的硬度(HRC58－－62)，芯部硬度低，耐沖擊。
如果用45號鋼滲碳，淬火后芯部會出現硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優點。采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部強度已經可以達到很高，應用上不多見。0.35%從來沒見過實例，只在教科書里有介紹。可以采用調質+高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。
加工處理規范
冷壓毛坯軟化處理規范：溫度740~760℃，保溫時間4~6h，以50~100℃/h的冷速，隨爐降至溫度≤600℃，出爐空冷，處理前硬度≤197HBS，處理后硬度≤156HBS。正火規范：正火溫度850-870℃，正火后硬度170-217HBS。調質處理規范：淬火溫度840±10℃，水冷淬火；回火溫度600±10℃，出爐空冷。執行標準中GB/T699-1999標準規定的45鋼熱處理溫度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達到的性能為屈服強度≥355MPaGB/T699-1999標準規定45鋼抗拉強度≥600MPa，屈服強度≥355MPa，伸長率≥16%，斷面收縮率≥40%，沖擊功為39J。處理要求編輯45鋼調質硬度在HRC20~HRC30之間；45鋼淬火硬度在HRC55~58之間,極限值可達HRC62；45鋼要放置15-20天才能使用,是因為要進行時效處理,使鋼的性能穩定下來，實際應用的硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。45鋼為優質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用來做模板，梢子，導柱等，但須熱處理 。1. 45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（可達HRC62）為合格。
圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米。其中：5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆的供應，常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件；大于25毫米的圓鋼，主要用于制造機械零件、無縫鋼管的管坯等。 按化學成分分類 碳素鋼按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 (1) 低碳鋼 又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。 (2) 中碳鋼 碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的硬度約為HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到廣泛的應用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。 （3）高碳鋼 常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造； 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。 按鋼的品質分類 按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優質碳素鋼。 （1）普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些根據交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結構件。中國生產和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號鋼），主要用于工程結構。 有的碳素結構鋼還添加微量的鋁或鈮（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長大，使鋼強化，節約鋼材。在中國和某些，為適應專業用鋼的特殊要求，對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調整，從而發展了一系列普通碳素結構鋼的專業用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。 （2）優質碳素結構鋼和普通碳素結構鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據含碳量和用途的不同，這類鋼大致又分為三類：①小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業。②0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調質狀態下使用，制作機械制造工業的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”，如15Mn、20Mn以區別于正常含錳量的碳素鋼。
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