船用轴类锻件是指船舶用于传动动力的轴及其相关部件,包括主轴、副轴、转轴等各类承受巨大载荷、高速、高温、高压等极端工况的零件。而材料的选择对船用轴类锻件的性能、寿命和安全极为重要。
材料的选择与影响因素
1.应力状态:船用轴类锻件处于复杂的应力状态下,需要根据工作条件、载荷类型、转速和振动等特征,选用不同的材料才能满足性能和安全要求。
2.强度和塑性:船用轴类锻件需要同时具有高强度和良好的塑性变形能力,这样才能在高载荷工作条件下承受大的变形而不会发生失效事故。
3.磨损和腐蚀:船用轴类锻件常处于高速旋转状态下,受到热、磨损和化学腐蚀等不同类型的损伤,材料需要选择具有抗磨损和耐腐蚀性的高强度材料。
4.温度和热稳定性:船用轴类锻件在高温环境下运行的冷却方式较为困难,因此材料必须有较好的耐高温性能和热稳定性。
5.重量和成本:船用轴类锻件通常需要承受较大的载荷,在保证安全和性能的前提下,应选择具有适当的重量和合理的成本的材料,并进行合理的优化设计。
综上,材料的选择需要根据不同的工作条件和实际问题,需要综合考虑应力状态、强度和塑性、磨损和腐蚀、温度和热稳定性、重量和成本等因素。
目前船用轴类锻件的常用材料有20Mn2、40Cr以及42CrMo等。其中20Mn2适用于低中速柴油机,一般配用普通坯料,生产周期较短,成本相对较低;40Cr适用于中高速柴油机,生产周期与成本相对较高;42CrMo适用于高性能船用轴类锻件,兼顾强度、硬度和韧性,适用范围广。
而钛合金、铝合金、镍基合金等新材料也是研究的热点,这些材料具有优良的高温性能、耐腐蚀性以及重量轻等优点,然而价格相对较贵,生产周期长,应用还需要进一步探索和研发。
最后需要注意的是,在材料选择时也需要兼顾相应标准和法规的要求,并且在生产过程中需无间歇地进行质量控制和安全实验,才能确保船用轴类锻件的性能和安全。