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調(diào)質(zhì)鋼的特點(diǎn)、種類及熱處理概述

2017年07月28日09:08 青島豐東熱處理

調(diào)質(zhì)鋼中碳的含量一般為0.35%~0.55%(碳素鋼),或0. 25%~0. 50%(合金鋼),含碳量過(guò)高則強(qiáng)度較高而韌性、塑性偏低;含碳量偏低,則韌性、塑性較好而強(qiáng)度不足;含碳量中等時(shí),可同時(shí)兼顧有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、韌性和塑性等。

調(diào)質(zhì)鋼中的合金元素的主要作用是提高淬透性和綜合力學(xué)性能,因此合金元素能提高鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的力學(xué)性能,相對(duì)于碳素鋼而言,相同含碳量的合金鋼的強(qiáng)度高、塑性和韌性高,因此常用作重要的調(diào)質(zhì)零件。

調(diào)質(zhì)鋼按淬透性的高低,可分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼。

(1)低淬透性鋼

該類鋼的油淬臨界直徑不超過(guò)30mm,常用的有碳鋼、鉻鋼、錳鋼和硼鋼等。常見(jiàn)牌號(hào)為45、40Mn2、45Mn2、42Mn2V、35SiMn、40B、40MnB、40MnVB、40Cr、40CrSi、40CrV、50CrV等,碳鋼淬透性低,力學(xué)性能差,一般用來(lái)制造截面小以及不重要的零件;鉻鋼具有較好的淬透性,具有比碳鋼高的回火穩(wěn)定性,淬火溫度寬、不易過(guò)熱、變形開裂傾向小,故應(yīng)用十分廣泛;錳鋼的作用與鉻鋼類似,錳使鋼的臨界冷卻速度大大減小,提高了鋼的強(qiáng)度和硬度;硼鋼中硼顯著提高了鋼的淬透性,其性能接近40Cr,油淬臨界直徑在20~30mm,常用作汽車半軸、蝸桿、花鍵軸等。

(2)中淬透性鋼

該類鋼的油淬直接在40~60mm,常用的鋼種有鉻鉬鋼、鉻錳鋼等。常見(jiàn)牌號(hào)為35CrMn、42CrMo、35CrMnV、40CrMn、35CrMnSi、30CrMnSi、35CrMnTi、40CrMnTi、40CrNi等,鉻鉬鋼具有高的淬透性,高溫強(qiáng)度高和組織穩(wěn)定性好,消除回火脆性等特點(diǎn),42CrMo用來(lái)制造強(qiáng)度要求高、截面大的調(diào)質(zhì)零件,如齒輪、汽輪發(fā)電機(jī)主軸、受負(fù)荷很大的連桿等,同時(shí)也可制造在500℃以下長(zhǎng)期工作的零件;鉻錳鋼的淬透性和強(qiáng)度較高,韌性沒(méi)有降低,30CrMnSi為高強(qiáng)度鋼,具有較好的焊接性,用于制造高壓鼓風(fēng)機(jī)的壓縮片、高速負(fù)荷砂輪軸等重要的零件。

(3)高淬透性鋼

該類鋼的油冷臨界直徑在60~100 mm,常見(jiàn)的材料牌號(hào)有30Mn2MoW、40CrMnMo、30CrN13、37CrNi3、40CrNiMo、45CrNiMoV、25Cr2Ni4W等,40CrMnMo是常用的高淬透性鋼,具有回火脆性小、過(guò)熱傾向小等特點(diǎn),用來(lái)制作截面積大、高強(qiáng)度和高韌性的零件,如大型重載汽車的半軸等。

調(diào)質(zhì)鋼一般是指經(jīng)淬火及高溫回火后使用的結(jié)構(gòu)鋼,大多數(shù)屬中碳鋼,經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后獲得回火索氏體,具有足夠的強(qiáng)度和良好的韌性。調(diào)質(zhì)鋼主要用于制造機(jī)器零件,例如機(jī)床主軸、汽車半軸、連桿螺栓、齒輪等,它們大都承受比較大的動(dòng)載荷,應(yīng)力比較復(fù)雜,因此要求鋼調(diào)質(zhì)后應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能,即較高的強(qiáng)度和良好的塑性和韌性,另外要具有好的淬透性,確保完全淬透,使整個(gè)截面上力學(xué)性能均勻,而且具有高的屈強(qiáng)比和沖擊韌性。

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