轴锻件作为传递动力或承受载荷的关键部件，其材料需具备高强度、良好的韧性、耐磨性及抗疲劳性能。以下是常用的轴锻件材料及其典型应用场景：

一、碳素结构钢

1. 45钢

• 特点：综合力学性能优异（经调质处理）、成本低、加工性好。

• 应用：中小型传动轴、齿轮轴（如机床主轴、汽车半轴）。

2. 35钢、40钢

• 特点：中等强度，适用于低载荷场景。

• 应用：轻载轴、非关键传动部件。

二、合金结构钢

1. 40Cr

• 特点：强度、韧性优于45钢，适合中等转速和载荷。

• 应用：发动机曲轴、机床主轴。

2. 35CrMo、42CrMo

• 特点：高淬透性，耐高温蠕变。

• 应用：重型机械主轴（如轧机轧辊轴）、航空发动机轴。

3. 20CrMnTi

• 特点：渗碳淬火后表面高硬度（HRC 58-62），心部韧性好。

• 应用：汽车变速箱齿轮轴、重载冲击轴。

4. 30CrMnSiA

• 特点：高疲劳强度，焊接性较好。

• 应用：航空起落架轴、高压泵轴。

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三、不锈钢

1. 304/316奥氏体不锈钢

• 特点：耐腐蚀、低温韧性好，但强度较低（需固溶处理）。

• 应用：食品机械轴、海洋环境轴（如船舶泵轴）。

2. 3Cr13/4Cr13马氏体不锈钢

• 特点：高硬度（HRC 50+）、耐腐蚀。

• 应用：医疗器械轴、化工耐蚀泵轴。

四、特殊材料

1. 球墨铸铁（QT600-3）

• 特点：减震性优、铸造复杂形状，成本低于锻钢。

• 应用：农机曲轴、减速器轴（轻载场景）。

2. 高温合金（如Inconel 718）

• 特点：耐650℃以上高温，抗蠕变。

• 应用：燃气轮机主轴、火箭发动机涡轮轴。

3. 钛合金（TC4）

• 特点：比强度高、耐腐蚀，但加工成本高。

• 应用：航空航天高速转子轴、潜艇推进轴。

五、选材关键考虑因素

1. 载荷特性

• 冲击载荷：优先选20CrMnTi等渗碳钢。

• 交变载荷：需高疲劳强度材料（如30CrMnSiA）。

2. 工作环境

• 腐蚀环境：316不锈钢或钛合金。

• 高温环境：镍基高温合金。

3. 加工与成本

• 批量生产：45钢（低成本）。

• 精密轴：42CrMo（需精磨加工）。

六、典型工艺路线示例

• 45钢轴：锻造→正火→粗加工→调质（850℃淬火+550℃回火）→精加工→表面淬火（如高频淬火）。

• 20CrMnTi齿轮轴：锻造→正火→渗碳（930℃×8h）→淬火→低温回火→磨齿。

通过合理选材和热处理工艺，可显著提升船用锻件轴的寿命和可靠性。实际应用中需结合具体工况进行材料-工艺-成本的综合优化。