轴承材料

轴的常用材料及其机械性能

轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考

虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。

轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等

普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi

等。

球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，

故常用于制造外形复杂的轴。

特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、

拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。

根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行

表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐

蚀等性能。

在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。

轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的

轴，多采用锻件。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。

对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。

轴的常用材料及其机械性能

材料牌号热处理毛坯直径(mm)硬度HB

抗拉强

屈服强

弯曲疲劳极限

-1

≥

180

扭转疲劳极限

-1

≥

105

许用弯曲应力

[

+1

]

125

[

0

]

70

[

-1

]

40

备注

度

b

≥度

s

≥

440

240

(MPa)

Q235-A---用于不重要或载荷不大的轴

1

正火

正火

回火

正火

25

≤100

>100～300

>300～500

>500～700

25

≤100

≤156420400

250

220

200

190

180

320

270

260

240

230

220

300

280

360

300

290

280

270

360

800

550

500

450

350

750

180

165

155

150

145

230

210

205

190

185

175

230

220

260

240

235

225

215

270

485

350

320

295

255

445

100

95

90

85

80

130

120

115

110

105

100

130

125

150

140

135

130

125

155

280

200

185

170

145

255

1257040

20

103～156

380

370

360

1257040

用于载荷不大，要求韧性较高的场合。

≤87

149～187

143～187

137～187

540

520

500

480

460

440

560

540

610

600

580560

1657545

正火

35

回火

>100～300

>300～500

>500～750

>750～1000

1657545

用于有一定强度要求和加工塑性要求的轴。

调质

正火

正火

45

回火

调质

≤100

>100～300

25

≤100

>300～500

156～207

≤241

170～217

175

195

85

95

50

55

>100～300162～217

1959555应用最广泛。

>500～750156～217540

≤200

25

≤100

217～255650

241～286

1000

750

700650

215

245

100

120

60

70

用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴。

40Cr调质

>100～300229～269

>300～500

24512070

>500～800217～255600

35SiMn

调质

25

900

24512070性能接近40Cr，用于中小型轴。

2

42SiMn≤100229～286800

750

700

520

450

400

380

800

500

800

850

550

500

450

400

600

550

500

400

850

700

650

600

850

550

400

850

355

320

295

275

485

335

485

500

350

320

295

270

360

335

310

270

495

425

395

370

495

375

280

525

205

185

170

160

280

195

280

285

200

185

170

155

210

195

175

155

285

245

230

215

285

215

160

300

275

125

75

用于要求耐磨、高强且热处理变形很小的(氮化)

轴

275

120

70

275

120

70

用于高强度、大尺寸和重载荷的轴。

275

120

70

性能接近于8月星座 35CrMo。

245

120

70

性能接近40CrNi，用于重载荷的轴。

245

245

285

245

120

120

130

120

70

70

75

70

性能同40Cr，用于重要的轴。

用于很重要的轴

245

120

70

>100～300217～269

>300～400217～255

>400～500196～255650

40MnB

40CrNi

调质

调质

25

≤200

25

25

≤100

35CrMo

调质

>100～300

>300～500

>500～800

≤100

38SiMnMo

调质

229～286

207～269

1000

241～286750

1000

100

750

700

650

600

750

700

650

>100～300217～269

>300～500196～241

>500～800187～241600

25

37SiMn2MoV调质

≤200

269～302

1000

880830

>200～400241～286

>400～600241～269780

38CrMoAlA调质

渗碳淬火

回火

30

15

≤60

15

229

表面HRC

56～62

1000

850

650

20Cr215

365

100

165

60

100

用于要求强度、韧性均较高的轴(如齿轮轴、蜗杆)

20CrMnTi渗碳淬火表面HRC1100

3

回火

1Cr13

2Cr13

调质

调质

≤60

≤100

≤60

1Cr18Ni9Ti淬火

>60～180

>100～200

QT400-15

QT450-10

QT500-7

QT600-3

-

-

-

-

-

-

-

-

56情感故事口述 ～62

187～217600

197～248660

550

≤192

540

500

156～197400

170～207450

187～255500

197～269600

420

450

220

200

200

300

330

380

420

275

295

205

195

185

145

160

180

215

155

170

120

115

105

125

140

155

185

100

110

125

150

用于结构、形状复杂的轴

165

75

45

用于在高、低温及强腐蚀条件下工作的轴。

275

275

130

130

75

75

用于腐蚀条件下工作的轴。

注：1.表中所列疲劳极限数据，均按下式计算

-1

≈0.27(

b

+

s

)，

-1

≈0.156(

b

+

s

)。

2.其他性能，一般可取

s

≈(0.55～0.62)

s

，

0

≈1.4

-1

，

0

≈1.5

-1

。

3.球墨铸铁

-1

≈0.36

b

，

-1

≈0.31

b

。

4.许用静应力[

+1

]=

b

/[S]

b

，许用疲劳应力[

-1

]≈

-1

/[S]

-1

。

5.选用[

-1

]时，重要零件取小值，一般零件取大值。

各种发动机曲轴材料及热处理

预备热处理

工艺

正火

调质

正火

正火

正火

硬度（HB）

170～228

217～277

229～302

220～260

163～196

工艺

感应淬火

氮碳共渗：570℃，180min油冷

氮碳共渗：560℃，180min油冷

感应淬火，自回火

感应淬火，自回火

最终热处理

层深（mm）

2～4.5

＞0.5

≥0.1

2.9～3.5

3～4.5

硬度（HB）

55～63

≥500HV

0.1

＞650HV

46～58

55～63

用途材料45

轿车、轻型车拖拉机

50Mn

QT600-3

QT600-345

载重车及拖拉机

4

4545

重型载重车

QT900-2

35CrMoQT600-3

大马力柴油机

35CrNi3Mo

35CrMo

QT600-3

调质

正火

正火+回火

调质

正火+回火

调质+稳定化处理

调质

正火+回火

207～241

280～321

216～269

240～300

感应淬火，自回火

氮碳共渗

感应淬火

渗氮，490℃，60h

离子渗氮，515℃，40h

渗氮，510℃，120h

≥3

0.9～1.2

3～5

≥0.3

≥0.5

≥0.7

≥55

≥300HV10

53～58

≥600HV

≥550HV

≥600HV

各种凸轮轴材料及热处理工艺

预备热处理

工艺

正火

去应力退火

调质

正火

去应力退火

去应力退火

正火

正火

退火

--

241～285

≥170

硬度（HB）

229～302

241～302

187～229

163～197

230～280

工艺

贝氏体等温淬火

贝氏体等温淬火氮碳共渗

感应淬火

0.1～0.15

3.0～6.0

最终热处理

层深（mm）

硬度（HB）

43～50

＞700HV

颈55～63

齿45～58

感应淬火

贝氏体等温淬火

渗碳、淬火回火

贝氏体等温淬火

感应淬火、回火

渗碳、淬火、回火

感应淬火凸轮

1.3～1.7

1.5～2.0

1.7～2.2

2～5

2.5～5.5

颈55～63

齿45～58

≥45

58～62

43～51

59～63

56～61

58～62

用途材料

小拖拉机

轿车

吉普

QT600-3

合金铸铁

45

载重车

拖拉机

45

QT600-320

重型车QT600-3

50

大马力

柴油机

船

机

20CrMnTi

50Mn

5

车

45

去应力退火

正火

-

轴颈

感应淬火、回火

机床主轴材料和热处理

1.5～4

1.3～2.5

55～62

50～55

工作条件

1)与滚动轴承配合

2)轻载荷或中等载荷，转速低

3)精度要求不高

4)稍有冲击载荷，交变载荷可以忽略不计

1)与滚动轴承配合

2)轻载荷或中等载荷，转速略高

3)装配精度要求不太高

4)冲击和交变载荷可以忽略不计

1)与滚动轴承配合

2)轻载荷或中等载荷，转速低

[PV≤150Nm/(cm2s)]

3)精度要求不很高

4)冲击,交变载荷不大

1)与滚动轴承配合

2)承受中等，转速较高

3)精度要求较高

4)交变,冲击载荷较小

1)与滚动轴承配合

2)承受中等，转速较高

材料热处理

调质处理

硬度

220～250HB

原因

1)调质后，保证主轴具有一定强度

2)精度要求不高

使用实例

一般机床主轴

45

1)有足够的强度

45

调质后局

部整体淬硬

42～47HRC

2)轴颈及配件装拆处得到需要的硬度

3)简化热处理操作

4)不承受较大冲击载荷

45

正火

调质

轴颈部分表面

淬硬

淬硬

40Cr(42MnVB)

调质后局部淬

硬

170～217HB

220～250HB

48～53HRC

龙门铣床，立式铣床小型立式车床等的主

轴

1)正火或调质后保证主轴具有一定的强度和韧性C650、C660、C从长计议什么意思 8480

2)轴颈处有滑动摩擦，需要有较高的硬度

等大重型车床主轴

42～47HRC

或

52～57HRC

220～250HB

48～53HRC

1)为保证有足够的强度，选用40Cr调质

2)轴颈和配件装拆处得到需要的硬度

3)若无冲击力，硬度要求取高值

1)调质后主轴有较高的强度和韧性

2)轴颈处得到需要的硬度

齿轮铣床，组合车床

等的主轴

40Cr(42MnVB)

调质

轴颈部分表面

铣床，龙门铣床，车

床等的主轴

6

3)精度要求较高

4)交变,冲击载荷较小

5)工作中受冲击载荷

淬硬

220～250HB

1)与滑动轴承配合

2)承受中等载荷，转速较高[PV＜

400Nm/(cm2s)]

3)承受较高的交变和冲击载荷

4)精度要求较高

40Cr(42MnVB)轴颈部分表面

淬火

装拆配件处表

面淬硬

1)与滑动轴承配合

2)承受中等载荷，转速较[PV＜400Nm/(cm2s)]

提高

3)承受较高的交变和冲击载荷

4)精度要求更高

1)与滑动轴承配合

2)承受中等载荷或重载荷[PV＜

400Nm/(cm2s)]

3)要求轴颈有更高的耐磨性

4)精度要求较高

5)承受较高的交变，但冲击载荷较小

1)与滑动轴承配合

2)承受中等载荷或重载荷[PV＜

400Nm/(cm2s)]

3)要求轴颈有更高的耐磨性

GCr15

9Mn2V

65Mn

40Cr(42CrMn)

调质处理轴颈部分表面

淬火

装拆配件处表

面淬硬

调质

轴颈部分表面

淬硬

装拆配件处表

面淬硬

调质

轴颈部分表面

淬硬装拆配件处表

250～280HB

≥59HRC

1)获得高的表面硬度和良好的耐磨性能

2)超精磨性好，粗糙度易降低

较高精度的磨床主轴

250～280HB

≥59HRC

1)调质后有较高的强度

2)表面淬硬后提高耐疲劳性能

3)获得较高的硬度，提高耐磨性

50～55HRC

4)表面马氏体易粗大，冲击值低

磨床砂轮主轴

表面硬度

56～61HRC

1)调质后主轴有较高的强度和韧性

2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬

3)配件装拆部分有一定硬度

磨床砂轮主轴

调质处理

或

250～280HB

52～57HRC

48～53HRC

1)调质后主轴有较高的强度和韧性

2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬

3)配件装拆部分有一定硬度

车床主轴或磨床砂轮

主轴(80mm以下)

7

4)精度要求较高

5)离骚原文全文 承受较高的交变，但冲击载荷较小

6)表面硬度和显微组织要求更高

1)与滑动轴承配合

2)受重载荷，转速很高

3)精度要求极高，轴隙≤0.003mm

4)受很高的疲劳应力和冲击载荷

1)与滚动或滑动轴承配合，转速较低

2)受轻载荷或中等载荷

1)与滑动轴承配合

2)受中等载荷心部强度不高，但转速很高

3)精度要求不太高

4)不大的冲击压力和较高的疲劳应力

1)与滑动轴承配合

2)重载荷，高速运转

3)高的冲击力

4)很高的交变载荷

20CrMnTi

12CrNi3

50Mn2

20Cr

20MnVB

20Mn2B

38CrMoAlA

面淬硬

正火或调质250～280HB1)有很高的心部强度

2)达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定

3)优良的耐疲劳性能

4)畸变量小

高精度磨床主大学生阅读 轴，镗床主轴、坐标镗床等

的主轴

渗氮

≥900HV

正火192～2老舍是哪里人 41HB

对于大直径主轴，当热处理设备或技术有困难时，可

用此材料

1)心部强度不高，受力易扭曲畸变

2)表面硬度高，适用于高速低载荷主轴

重型机床主轴

渗碳后淬硬

表面硬度

56～63HRC

高精度精密车床，内

圆磨床等的主轴

渗碳后淬硬

表面硬度

56～63HRC

1)很高的表面硬度冲击韧性拉杆箱什么牌子好 和心部强度

2)热处理畸变比20Cr小

转塔车床、齿轮磨床、

精密丝杆车床、重型

齿轮铣床等的主轴

半轴常用材料及技术要求

整体调质

杆部(HRC)

28～32

41～47

-

法兰(HRC)

28～32

-

-

感应淬火

层深(mm)

4～6

-

-

硬度(HRC)

50～55

-

-

渗碳淬火

层深(mm)

-

-

1.5～1.8

硬度(HRC)

-

-

58～63

产品钢号

40Cr

40MnB

20CrMnTi

预处理

正火

正火

正火

轿车和

吉普

8

42CrMo

40Cr

12Cr2Ni4A

载重车

40MnB

40MnB

40CrMnMo

40Cr

重型车

40CrNi

正火

正火

正火

正火187～241HB

调质229～269HB

退火≤255HB

正火

退火

37～41

-

-

-

-

37～44

-

-

22～32

-

-

-

-

-

-

-

1～2

3～6

-

4～7

4～7

-

7～10

8～10

50～55

49～62

-

52～58

52～63

-

50～55

-

-

1.2～1.6

-

-

-

-

-

-

58～63

-

-

53～60

-

9