Лучшие материалы для валов: Углеродистая сталь, легированная сталь, ковкий чугун

Распространенными материалами для изготовления валов являются углеродистая конструкционная сталь, легированная сталь и ковкий чугун. Заготовки стальных валов чаще всего представляют собой круглый стальной прокат или поковки.

I. Углеродистая сталь

Высококачественная среднеуглеродистая сталь 30~50 обычно используется для относительно важных или сильно нагруженных валов, среди которых наиболее широко применяется сталь 45. Для таких материалов их механические свойства могут быть улучшены и усилены с помощью таких методов термообработки, как закалка и отпуск или нормализация.

Обычная углеродистая сталь Q235, Q275 и т.д. может быть использована для неважных низкоскоростных валов с малой нагрузкой или общих трансмиссионных валов.

II. Легированная сталь

Легированная сталь обладает более высокими комплексными механическими свойствами и лучше поддается термообработке. Поэтому для важных валов, которые несут большую нагрузку и ограничены по весу и размеру или имеют высокие требования к износостойкости и коррозионной стойкости, можно использовать легированную сталь, подвергнув ее определенной термической обработке.

Следует отметить, что:

• Легированная сталь более чувствительна к концентрации напряжений и стоит дороже;
• Поскольку модуль упругости углеродистой и легированной стали при нормальных температурах практически одинаков, использование легированной стали вместо углеродистой не позволяет достичь цели повышения жесткости вала;
• Различные виды термической, химической и поверхностной упрочняющей обработки (например, упрочнение, прокатка и т. д.) могут значительно повысить усталостную прочность или износостойкость вала, но практически не влияют на его жесткость.

III. Ковкий чугун

Ковкий чугун подходит для изготовления валов сложной формы, таких как коленчатые, распределительные и т.д., и обладает такими преимуществами, как дешевизна, относительно высокая прочность, хорошая износостойкость, поглощение вибраций, обрабатываемость и меньшая чувствительность к концентрации напряжений. Однако качество отливок нелегко контролировать, а надежность относительно невысока.

Распространенные материалы для валов и их основные механические свойства приведены в таблице ниже.

Таблица: Распространенные материалы для валов и их основные механические свойства