3第3章机器零件用钢DOC.docx
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第3章机器制造结构钢
1、了解机械制造结构钢的服役条件，理解主要失效形式、性能要求和合金化特点，掌握强韧化机理；2、理解调质钢、非调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、低碳马氏体钢、合金渗碳钢、氮化钢、耐磨钢的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；3、理解零件材料选择的基本原则和思路并简单运用。
机械制造结构钢的强度和脆性；各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；零件材料选择的基本原则和思路。
各钢种的主要失效形式、性能要求和强韧化机理；运用理论知识选择零件材料。
5
多媒体+讲授，案例
根据钢的生产工艺和用途，可分为：
调质钢、低碳马氏体钢、超高强度结构钢、渗碳钢、氮化钢、弹簧钢、轴承钢和易削钢等。
3.1概述
一、机器零件用钢的性能要求
1、具有良好的冷热加工工艺性
如锻造、冲压、热处理、车、铣、刨、磨等。
2、具有良好的力学性能
不同零件，对钢强、塑、韧、疲劳、耐磨性等有不同要求。
一般为亚共析钢，低合金或中合金，优质钢或高级优质钢。
二、机器零件用钢合金化特点
主加元素：
Cr、Mn、Si、Ni。
主要作用：
↑淬透性和力学性能。
辅加元素：
Mo、W、V等↓过热敏感性，↓回脆，↑淬透性。
最佳范围：
获得最佳性能→称为极限合金化理论，结构钢常用范围为：
<1.2%Si,<2%Mn，1~2%Cr,1~4%Ni，<0.5%Mo，<0.2%V,<0.1%Ti，0.4~0.8%W。
或是单独加入，或是复合加入。
三、零件材料和工艺选择途径
1、对于要求良好综合力学性能，零件选
①低碳马氏体型结构钢，采用淬火+低温回火。
为↑耐磨性，可进行渗碳处理；汽车拖拉机齿轮类为代表.
②回火索氏体型，选择中碳钢，采用淬火+高温回火。
为↑耐磨性，可进行渗氮处理或高频感应加热淬火等表面硬化工艺方法。
轴类零件为典型。
材料的途径为：
2、如要求更高的强度，则适当牺牲塑韧性。
可选择中碳钢，采用低温回火工艺。
如低合金中碳马氏体钢。
农业机械较多.
3、如要求高的弹性极限和屈服强度，又要有较高的塑性和韧度，则选择中高碳钢，进行中温回火。
如弹簧钢。
4、零件要求高强度、高硬度，高接触疲劳性和一定的塑性和韧度，可用高碳钢，淬火+低温回火。
如轴承钢。
辨证思维：
由于不同机器零件的服役条件和失效方式不同，主要的设计依据和失效判据也不同，所以应合理选择钢的含碳量和热处理工艺。
应该明确：
一般情况下，某零件制造的材料并不是唯一的；某一种钢采用不同的热处理工艺可以制造不同类型的零件；某一零件用某一材料制造，其热处理工艺方法也可能是多种的。
3.2调质钢
基本情况：
整体强化态钢均承受拉、压、扭等交变应力，大部分是整体受力。
其主要失效形式是疲劳破坏。
主要性能指标σ-1、Rm、AK、KIC等。
总体上要求良好的综合力学性能。
主要应用：
主要制造轴、杆、轴承类等机器零件，如连杆、螺栓、主轴、半轴等。
这类钢主要有调质钢、弹簧钢、轴承钢、低碳马氏体钢、超高强度钢等。
1、淬透性原则
淬透性相同的同类调质钢，可互相代用。
0.25~0.45%C的合金钢经调质后室温性能变化屈服强度相同的碳钢和合金结构钢断面收缩率变化结构钢抗拉强度与硬度的关系结构钢是否淬透对屈强比的影响。
2、合金化及常用钢
含碳量在0.25~0.45%。
常用合金元素作用：
Mn：
↑↑淬透性，但↑过热倾向，↑回脆倾向；Cr：
↑↑淬透性，↑回稳性，但↑回脆倾向；Ni:
↑基体韧度，Ni-Cr复合↑↑淬透性，↑回脆；Mo：
↑淬透性,↑回稳性，细晶,↓↓回脆倾向；V：
有效细晶，（↑淬透性），↓↓过热敏感性。
在机械制造工业中，调质钢是按淬透性高低来分级的。
DC为油淬临界直径：
低淬透性合金钢:
DC<30~40mm,有40Cr、40Mn2、42SiMn、35CrMo、42Mn2V等。
中淬透性合金钢:
DC:
40~60mm,有40CrNi、42CrMo、40CrMn、30CrMnSi等。
高淬透性合金钢:
DC≥60~100mm,有37CrNi3、40CrNiMo、40CrMnMo等。
分析比较：
40Cr→40CrNi→40CrNiMo
淬透性40CrNiMo>40CrNi>40Cr；回脆性40CrNiMo>40CrNi>40Cr
回稳性40CrNiMo>40CrNi>40Cr；塑韧性40CrNi>40Cr>40CrNiMo
思考：
以Mn代Ni，在性能上有什么差别？
3、调质钢强韧化工艺的发展
正确认识性能指标：
AK是一次大能量冲击性能指标，小能量多冲条件下工作的，很难正确反映。
有些重要零件应以断裂韧度KIC来衡量。
由于服役条件差异，钢最佳综合性能也不一定都是高温回火态好。
零件在承受冲击能量大时，钢强度应低些，塑性和韧度宜高些；冲击能量较小时，强度应高些。
以达最佳配合。
综合强化工艺：
如复合热处理，即热处理强化、表面处理及形变强化工艺结合起来。
如汽车转向节园角处进行高频淬火处理后，疲劳寿命提高了50倍。
冷变形：
如滚压、喷丸等冷变形方法的效果也比较好,能提高零件寿命。
锻造余热淬火：
既能节约能源、简化工序，又能细化组织，提高零件的强韧性。
如柴油机连杆，已普遍采用锻造余热淬火工艺。
3.3非调质机械结构钢
一、微合金元素对强韧化的贡献。
非调钢组织：
主要是F+P+弥散析出K。
主要强化作用：
细化组织和相间沉淀。
微合金化元素：
Ti、Nb、V、N等元素，V是主要的。
多元适量，复合加入：
Nb-V-N和Ti-V等—主要贡献是细化组织。
复合微合金化非调质钢典型成分
牌号
C
Si
Mn
Cr
V
Nb
Ti
其他
27MnSiVS6（德）
0.26
0.70
1.50
0.10
0.02
S1000（法）
0.47
0.36
1.55
0.14
0.12
0.065
0.03Mo
30ΧΓΦΤ（俄）
0.30
0.55
1.0
0.60
≤0.2
≤0.17
1524MoV（美）
0.22
0.35
1.54
0.11
0.11Mo
NC33HFB（日）
0.33
0.24
1.46
0.06
0.01
0.01N
AHF50B（日）
0.35~0.40
0.15~0.35
1.30~1.60
0.05~0.15
45VNbN（中）
0.44
0.14
0.79
0.10
0.11
0.02N
二、获得最佳强韧化的工艺因素
相间沉淀析出示意图
三、组织因素对强韧性贡献的大小
间隙型碳氮化合物沉淀析出的强化量一般认为可提高150~400MPa，甚至可达到600MPa。
细化组织强化量大约在50~300MPa，脆化矢量为-0.66℃/MPa。
其它强化机制都不同程度地降低韧度。
C、N原子的固溶强化，其脆化矢量分别为0.72℃/MPa、1.97℃/MPa；
Mn和Cr元素的脆化矢量为零；Si为0.53℃/MPa。
铁素体中固溶C、N量极小，Mn和Si固溶量有限。
所以固溶强化相对是较小的。
在强化机制上，不同的成分和工艺是不同的，所以使钢的组织、性能也有很大的差异。
Mn对非调质钢韧度的影响V、Ti、Nb对强度的影响
四非调质钢的优化设计
通过合适的成分配比和工艺控制可达到同时提高强度和韧度的目的。
+
CU为冲击韧性，Rm为抗拉强度，D是珠光体片间距，fp是珠光体体积分数，dr为奥氏体晶粒大小，△Rmp是析出强化增量。
3.4弹簧钢
一、弹簧的服役条件及性能要求
弹簧功能→储能减振
弹簧类型：
板簧，螺簧，压簧、拉簧和扭簧等
典型的螺旋弹簧及板簧
其他要求:
冶金质量、表面质量。
思考题：
为什么弹簧要求有好的表面质量，如表面不允许有裂纹、折迭、严重脱碳等缺陷?
二、常用弹簧钢及强化工艺
合金化：
含碳量在0.60~1.05％,低合金弹簧钢在0.40~0.74％C。
+Si、Mn、Cr、V等合金元素。
Cr和Mn主要是提高淬透性，Si提高弹性极限，V提高淬透性和细化晶粒。
常用硅锰板簧钢有60Si2Mn、55Si2Mn等。
60Si2Mn：
①Si、Mn复合,强化F,→↑σe，σs/σb可达到0.8~0.9；②Si/Mn↑淬透性，Ms不过分↓,开裂倾向小;③Si有效↑回稳性,但↑脱C倾向;④Si、Mn复合，脱碳和过热敏感性较硅钢、锰钢为小。
常用螺旋弹簧钢有50CrVA等，50CrVA：
①Cr、V均↑回稳性,韧性好；②V细化晶粒,↓过热敏感性;③含Si少,脱C敏感性↓,热处理不易脱C;常用于受应力高的螺旋弹簧及<300℃工作的阀门弹簧。
火车缓冲压缩螺旋弹簧热成形的三种热处理工艺
a）常规热处理b）热卷簧余热淬火c）高温形变热处理
思考题：
大型弹簧为什么要先成形后强化，小型弹簧先强化后成形?
小型弹簧成形后为什么进行低温退火?
热处理工艺→淬火和中温回火→回火屈氏体→具有一定的冲击韧度，较高的弹性极限、屈强比和最高的疲劳强度→关键问题：
弹性参数和韧性参数之间的平衡或最佳配合。
左：
60Si2Mn钢力学性能与回火温度的关系
右：
55Si2Mn钢疲劳强度随回火温度的变化
形变强化效果好
板簧最适合形变强化：
滚压、喷丸等冷变形强化强化都能有效地提高板簧使用寿命,如结合高温形变热处理则更好。
板簧喷丸作用举例:
疲劳强度（MPa）
板厚/mm未喷丸喷丸应力喷丸
13390470800
11350700850
3.5滚动轴承钢
一、滚动轴承钢的工作特点及性能要求：
滚动轴承由内、外圈和滚动体（珠、柱、锥、针）及保持器组成。
工作条件：
①高负荷→最大接触应力可高达3000~5000MPa
②高转速→循环周次高达每分钟数万次；
③高灵敏度→精度要求高→磨损、麻点→噪音
失效形式：
接触疲劳破坏，麻点、剥落。
滚动轴承及其受到载分布情况
性能要求：
高而均匀的硬度和耐磨性→足够淬透性和淬硬性，>60HRC；高接触疲劳强度→以免过早失效→保证材质、组织；一定韧度→承受冲击，以免碎裂；尺寸稳定性好→保证精度；一定耐蚀性→大气、润滑油腐蚀。
关键因素：
化学成分、冶金质量和加工工艺。
二、轴承钢的冶金质量和合金化
接触面小→应力集中大→易产生裂纹→材质纯净、组织均匀。
冶金质量要求：
纯净→夹杂物要少：
主要有各种氧化物（如A12O3）和硅酸盐等；危害程度依次递减：
A12O3、球状不变形夹杂、铝硅酸盐。
氧化物夹杂数量对轴承钢疲劳寿命的影响
组织均匀：
碳化物细小均布。
主要有三类K：
K液析→结晶时枝晶偏析而存在→高温扩散退火，不允许液析严重；
带状K→轧制时二次碳化物偏析→高温扩散退火；
网状K→冷却时在晶界析出→正火。
GCr15钢淬火回火态（回火隐晶马氏体＋碳化物）网状碳化物×
带状碳化物碳化物液析
三、高碳铬轴承钢的热处理工艺特点是简单而要求高。
热处理特点：
球化退火→为最终淬火作组织准备淬回火工艺参数对疲劳寿命有很大影响，一般采用保护气氛加热或真空加热160℃保温3h或更长回火，硬度62~66HRC，如要求消除AR→淬火后立即冷处理,而后立即低温回火。
合金化：
高碳，加入Cr、Si、Mn等。
如GCrl5、GCrl5SiMn。
组织特点：
经合适的热处理，应得到组织：
细小均匀的奥氏体晶粒度5~8级；M中含0.5~0.6%C；隐晶M基体上分布细小均匀的粒状K，体积分数约7~8%，一般可有少量AR。
负荷较小时,为提高σ-1，可设计M中约含0.45%C，K体积分数约5%。
→钢中总含碳量应↓。
左回火温度对GCr15钢力学性能的影响
右轴承钢深冷处理温度对残留奥氏体量的影响1-GCr15，850℃淬火；2-Cr15SiMn，830℃淬火1-GCr15，850℃淬火2-Cr15SiMn，830℃淬火
思考题：
轴承钢在淬火热处理后,硬度检验时不允许有明显的软点,为什么?
如出现软点,可能有哪些因素造成的?
3.6低碳马氏体钢
没有独立钢类，有专门开发的低碳M钢。
低碳结构钢采用淬火+低回工艺，可得到位错板条M→强度、韧度和塑性的最佳配合。
基本性能：
抗拉强度σb，1150~1500MPa；屈服强度σs,950~1250MPa；≥40%；伸长率δ，≥10%；冲击韧度AK≥6J。
这些性能指标和中碳合金调质钢性能相当，常规的力学性能甚至优于调质钢。
1成分、工艺特点
成分特点：
0.15~0.25%C，→以保证淬火后获得板M+Cr、Mo、Si、Mn、V等→↑淬透性等性能15MnVB、20SiMn2MoV等是我国研制开发的
工艺特点：
高温加热较长t保温高速冷却；零件断面尺寸↑，心部可能淬不透，→综合性能↓应根据零件的尺寸大小来选择相应淬透性的钢。
2、低碳马氏体结构钢及应用
应用：
在矿山、汽车、石油、机车车辆、农业机械等制造工业中得到了广泛的应用
实例：
石油钻机吊环（卡）20SiMn2MoV代35钢
材料工艺重量kgσb/MPaAK/J
35正火137.455050
20SiMn2MoV淬火291600110~120
局限性：
工作温度<200℃;强化后难以进行冷加工\焊接等工序;只能用于中小件;淬火时变形大,要求严格的零件慎用.
吊卡实物外形
3.7~3.9表面强化态钢（渗碳、渗氮、淬火）
这类钢适宜制造表面和心部性能要求不同的零件，通过某种工艺使零件表面硬度高耐磨而心部具有较好强韧性配合以满足要求。
典型零件有齿轮、凸轮等。
各种类型的齿轮
3.7合金渗碳钢
1、渗碳钢的合金化
一般含碳量在0.12~0.25％，保证得到强韧性好的板条M；
常用合金化元素，Mn、Cr、Ni主要↑淬透性，Ti、V、W、Mo细化晶粒
渗碳层性能：
表层碳量、表层浓度梯度和渗层深度渗碳层深度根据零件需要确定。
原则上，渗碳层深度应大于零件的最大切应力深度。
合金元素对渗碳层表面含碳量和渗碳层厚度的影响
表合金元素对渗碳工艺和渗碳层性能的影响
合金元素
碳扩散系数
表层碳量
渗层深度
浓度梯度
淬透性
晶粒长大倾向
含量范围
质量分数%
Ti、V
↓↓
↑↑
↓
变陡
不定①
↓↓
<0.12
<0.30
WMoCr
↓
↑
↓↑↑
变陡
↑
↓
0.4~1.2
0.2~0.6
<2
Mn
影响小
↓
↑
平缓
↑
↑
~2
Ni
↑
↓
↓
平缓
↑
影响小
~4
Si
↑
↓
↓
平缓
↑
影响小
<0.8
2、常用渗碳钢及热处理
按淬透性可分为低、中和高淬透性钢三类。
20Cr钢：
不宜渗碳后直接淬火。
20CrV钢可20CrMnTi钢特点:
广泛制造汽车、拖拉机变速箱齿轮，离合器轴和车辆上的伞齿轮及主动轴等。
①Cr、Mn复合，淬透性好，D油约40mm；
②较高耐磨性和强韧度，特别是低温韧度较好；
③渗碳工艺性较好，晶粒长大倾向小，可直接淬火，变形也比较小。
渗碳后的热处理工艺有直接淬火\一次淬火\二次淬火.细晶粒钢可用直接淬火
18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A：
高淬透性渗碳钢。
由于合金元素多，所以工艺可变程度大，获得的组织性能也较复杂。
18Cr2Ni4WA可作为调质钢，低碳马氏体钢，也可作为渗碳钢。
渗碳和淬火工艺较复杂。
主要用于要求高综合力学性能和高耐磨性的重要件，如航空发动机齿轮等。
3.8氮化钢
服役条件：
有些零件工作时载荷不大，基本上无冲击力；有摩擦，但比齿轮等零件的磨损要轻，同时也受到交变的疲劳应力。
这一类零件重要的要求是能保持高的精度。
常采用氮化钢进行渗氮处理。
氮化钢：
多为碳含量偏低的中碳铬钼铝钢。
国内外广泛使用的氮化钢是38CrMoAl钢，获得最高氮化层硬度，达到900~1000HV。
仅要求高疲劳强度的零件，可采用不含铝的CrMo型氮化钢，如35CrMo、40CrV、40Cr等，其氮化层的硬度控制在500~800HV。
（550℃氮化24h）
工艺：
氮化前，要经过调质热处理以得到稳定的回火索氏体组织，以保证零件最终的使用性能和使用过程中的尺寸稳定性，同时也为获得好的氮化层作组织准备。
合金元素对氮化层深度和表面硬度的影响。
思考题：
某精密镗床主轴用38CrMoAlA钢制,某重型齿轮铣床主轴用20CrMnTi制造,某普通车床主轴用40Cr钢制造.试分析比较说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织和性能特点。
3.9低淬透性钢
感应加热淬火与渗碳和氮化相比，特点有：
不改变表面化学成分，表面硬化而心部仍然保持较高的塑性和韧度；表面局部加热，零件的淬火变形小；加热速度快，可消除表面脱碳和氧化现象；在表面形成残余压应力，提高疲劳强度。
与渗碳相比，感应加热淬火工艺常用于轻负荷工件或需要局部淬硬的轴类零件，其耐磨性和疲劳抗力不如渗碳工艺。
感应加热淬火钢主要有中碳低淬透性调质钢和低淬透性钢。
概念：
是指淬透性比一般碳素钢的淬透性还要低。
特点：
得到沿着轮廓分布硬化层→“仿形硬化”。
应用：
门用于中、小模数（m=3~8）的齿轮。
降低钢淬透性措施:
↓Mn、Si；加入Ti；国家标准有55Ti、60Ti、70Ti等。
硬化层分布（右为仿形硬化）
3.4耐磨钢
1、机械的失效形式
过量变形失效，其中包括过量弹性变形失效和过量塑性变形失效；
断裂失效，其中包括韧断、低应力脆断、疲劳断裂、蠕变断裂；
表面损伤失效，其中包括磨损失效、接触疲劳失效、腐蚀失效；
磨损是机械的主要失效形式之一。
2、磨损的机理
不同的工况，磨损的机理也不同，影响的因素有很多，过程也是非常复杂。
磨损机理一般有磨粒磨损、黏着磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损等。
其中，磨粒磨损最普遍，在零件磨损失效中约占50%,黏着磨损约占1%,腐蚀磨损约占8%。
耐磨钢目前还没有系统的技术标准，没有独立的钢类，但制造耐磨零件所选用的钢比较广泛，一部分结构钢、工具钢及合金铸铁常用来制造各种耐磨零件。
3.10.1钢的耐磨性及影响因素
1.钢的耐磨性
钢的耐磨性是指在一定工作条件下抵抗磨损能力；
影响耐磨性的主要因素:
磨损工况和摩擦副材质。
2.影响因素
对于一定的磨损工况，影响钢耐磨性的内在因素主要有化学成分、组织、性能等.
化学成分
C含量：
经淬火回火后的亚共析钢，随C↑耐磨性↑
碳含量不同的钢经热处理得到相同的硬度时，随C↑耐磨性↑
合金元素：
当Cr↑时，其耐磨性随之↑.原因在于Cr和C形成Cr7C3、Cr23C6硬质相，Cr↑，硬质相↑，钢的耐磨性↑。
随W含量的增加，其相对耐磨性随之增加，这是因为一方面W具有固溶强化的作用，另一方面还形成了WC、W2C硬质相，从而提高了金属的耐磨性。
由于V是强碳化物形成元素，形成了VC（HV2000~2996）硬质相.且VC的高温性能稳定，在磨损情况下不易变形和破裂，高温下还具有抑制长晶性能.所以随V↑，金属的耐磨性↑。
加入Mo后，可以细化晶粒，提高强度与韧性，降低回火脆性。
Mo所形成的硬质相不仅熔点高，而且弥散分布，有利于提高耐磨性。
基体组织：
不同基体的耐磨性：
F>P>M>B
P片比P球耐磨性高10%左右。
P片越细，耐磨性越好。
钢若具有A和B组织，其耐磨性要优于相同硬度的具有P和M组织的钢，换句话说，硬度较低的A和B组织可以比硬度较高的P和M具有相当的耐磨性能。
碳化物细小均匀分布，耐磨性↑。
在硬度相当的情况下，碳化物量越多则相对耐磨性越↑。
一般来说，晶粒细化会伴随着耐磨性的改善。
性能：
不同成分的钢经热处理达到相近硬度时其耐磨性是不同的。
不同碳含量的碳钢，在低温回火马氏体状态下，耐磨性随硬度增加而明显提高。
在一定硬度范围内相对耐磨系数随硬度增加而明显提高，但有时硬度过高耐磨性反而下降，如图所示
另外，材料表层的夹杂、空间、微裂纹、锻造央层等缺陷也将使磨损加剧。
材料表面结构设计的不合理，如过大的界面变化、过小的圆角半径。
表面加工质量以及各种热加工缺陷，如网状、带状组织、脱碳，氧化等，都是对耐磨性不利的。
3.10.2高锰铸钢
一、高锰铸钢的化学成分及性能
特点：
高碳、高锰。
铸件使用。
常用高锰铸钢为ZGMn13型。
铸态组织一般是奥氏体、珠光体、马氏体加碳化物复合组织，力学性能差，耐磨性低，不宜直接使用。
经过水韧处理（即固溶处理）后的显微组织是单相奥氏体，软而韧。
二、高锰钢的热处理
1、水韧处理加热T应＞Acm，一般为1050~1100℃，在一定保温时间下，K全部溶入A中。
2、高锰钢导热性较差，仅为碳素钢的1/4~1/5，热膨胀系数比普通钢大50%，而且铸件尺寸往往又较大，所以要缓慢加热，以避免产生裂纹；
3、铸件出炉至入水时间应尽量缩短，以避免碳化物析出。
冷速要快，常采用水冷。
水冷前水温不宜超过30℃，水冷后水温应小于60℃；
4、水韧处理后不宜再进行250~350℃的回火处理，也不宜在250~350℃以上温度环境中使用。
三、高锰钢的耐磨性及应用
耐磨机理：
大形变在A基体中产生大量层错、形变孪晶、ε和α马氏体而硬化。
表面硬度从原来200HB左右可↑到500HB以上，硬化深度可达10~20mm，而心部仍保持A，所以能承受较大冲击载荷而不破裂。
在表层逐渐被磨掉的同时，硬化层不断地向内发展━━“前赴后继”。
在低应力和低冲击载荷下，耐磨性往往不一定好。
应用：
广泛应用于承受大冲击载荷、强烈磨损的工况下工作的零件，如
各式碎石机的衬板、颚板、磨球，挖掘机斗齿、坦克的履带板等。
思考题，保险箱?
高锰钢经水韧处理能得到全部A，而缓冷却得到大量M。
为什么?
3.11零件材料选择基本原则
一、选择材料的基本原则
1、材料使用性能要求→最大限度发挥材料潜力；
2、材料的工艺性能→加工工艺性能良好；
3、经济性涉及材料的价格、加工成本、国家资源情况等,零件的总成本与零件寿命的关系；
4、其它因素材料毛坯的选择、生产设备的可能性、环境协调性等。
二、零件的加工工艺路线
基本上可分为三类：
（1）性能要求不高的零件一般是铸铁和碳钢制造。
其工艺路线比较简单：
毛坯→正火（退火→机械加工→零件。
如直接用型材加工，则不需要进行热处理。
（2）性能要求较高的零件合金钢制造的轴、齿轮等零件。
工艺路线：
毛坯→预先热处理→机械粗加工→最终热处理（淬火回火或渗碳淬火等）→精加工。
（3）要求高的精密零件
一般用于精密丝杆、主轴等。
工艺路线为：
毛坯→预先热处理→机械粗加工→热处理→半精加工→氮化处理→精加工→去应力退火→零件。
三、选择材料的基本思路及方法
注意：
要合理引用手册上材料的力学性能数据；尽量选用简化加工工艺的材料；零件材料选择要考虑零件的综合成本。
四、典型零件材料选择与工艺分析
1、齿轮类零件
不同机械的齿轮，其工作条件差别很大，所以在选择材料和热处理工艺上也有很大不同。
机床齿轮：
载荷不大，工作平稳，一般无大的冲击力，转速也不高。
常选用调质钢制造，如45、40Cr、42SiMn等钢，热处理工艺为正火或调质，高频感
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