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机械工程材料部分习题及答案（第二版）
1φ40800mm
例：某工厂生产精密丝杠，尺寸为×，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为
6064HRCCrWMn;
～，用钢制造其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火
1.CrWMn2.
→精加工→时效→精磨。试分析：用钢的原因。分析工艺安排能否达到要求，如
何改进？丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机
床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工
处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能
消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和
6064HRC
耐磨性，洛氏硬度为～。
CrWMn
根据精密丝杠的上述要求，选用钢较为合适。其原因如下：
1CrWMn
（）钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。
2CrWMn
（）钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，
9Mn2VCrWMn
有利于保证丝杠的精度。目前，和用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小
的精密丝杠。
对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力
退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应
力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加
工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。
例2：有一载重汽车的变速箱齿
5862HRC30
轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为～齿心部硬度为～
45HRCσb1000MPa，σOF600MPaAK48J
，其余力学性能要求为≥，。试从所给材料中选择制造
该齿轮的合适钢种。
35、45、20CrMnTi、38CrMoAl、T12
3545T12
分析：从所列材料中可以看出、、钢不能满足要求。对剩余两个钢种的比较可1。
见表
接触疲劳强弯曲疲劳强度
材料热处理s//%AK/J
渗碳
20CrMnTi85310801045551380750
38CrMoAl淬火83598014507110501020
调质
比较，20CrMnTi能全面满足齿轮的性能要求。其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗
碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为
350
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