做题

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为什么当轴的刚度不够 时，选 用合金钢代替普通碳钢效果不明显？

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轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：
9 F' h4 i  p& F0 y: u  T1、轴的强度、刚度及耐磨性要求；
2、轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；
3、轴的材料来源和经济性等。　　

/ H( d9 Z: q$ U/ C　　轴的常用材料是碳钢和合金钢。
- l1 _: R6 j: c7 c  z; o　　碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的中碳钢。尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。
　　合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。
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- v) L1 K2 g2 R　　值得注意的是：由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多，因此当其他条件相同时，如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。

　　低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求较高或转速较高的轴。
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! q/ k! r) v1 k- _1 s7 p　　球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。

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3 n, q; ~4 s9 g, B$ D　　轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较好，因此，重要的大尺寸的轴，常用锻造毛坯。轴的常用材料机械性能见表7-1。

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在一般工作温度下（低于200度），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时，所根据的是强度与耐磨性，而不是轴的弯度或扭曲刚度，但也应当注意，在既定条件下，有时也可选择强度较低的钢材，而用适当增大轴的截面面积的方法来提高轴的刚度。

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刚度与强度是不同的，轴刚度不够不能通过热处理提高，只能增加尺寸，因为热处理不能改变弹性模量，合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多．强度不够可通过改换材料或热处理解决．