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45CrNi军工用钢
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  • 发布时间:2017-06-14 14:20

产地:上海市 松江区 | 归属行业:冶金矿产网

品牌:国产

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上海钜利金属制品有限公司

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合金钢板 -合金结构钢的描述

用于制造重要工程结构和机器零件的钢种称为合金结构钢。主要有低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚珠轴承钢。

一、低合金结构钢(亦称普通低合金钢、HSLA

合金钢板合金钢板

1.用途主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。

2.性能要求

(1)高强度:一般其的屈服强度在300MPa以上。

(2)高韧性:要求延伸率为15%20%,室温冲击韧性大于600kJ/m800kJ/m。对于大型焊接构件,还要求有较高的断裂韧性。

(3)良好的焊接性能和冷成型性能。

(4)低的冷脆转变温度。

(5)良好的耐蚀性。

3.成分特点

(1)低碳:由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高,其碳含量不超过0.20%

(2)加入以锰为主的合金元素。

(3)加入铌、钛或钒等辅加元素:少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物,有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。

此外,加入少量铜(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能。

4.常用低合金结构钢

16Mn是我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体,强度比普通碳素结构钢Q235高约20%30%,耐大气腐蚀性能高20%38%

15MnVN中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高,且韧性、焊接性及低温韧性也较好,被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。

强度级别超过500MPa后,铁素体和珠光体组织难以满足要求,于是发展了低碳贝氏体钢。加入CrMoMnB等元素,有利于空冷条件下得到贝氏体组织,使强度更高,塑性、焊接性能也较好,多用于高压锅炉、高压容器等。

5.热处理特点

这类钢一般在热轧空冷状态下使用,不需要进行专门的热处理。使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。

二、合金渗碳钢

1.用途主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损,同时又承受较大的交变载荷,特别是冲击载荷。

2.性能要求

(1)表面渗碳层硬度高,以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力,同时具有适当的塑性和韧性。

(2)心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时,在冲击载荷或过载作用下容易断裂;强度不足时,则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。

(3)有良好的热处理工艺性能在高的渗碳温度(900℃~950℃)下,奥氏体晶粒不易长大,并有良好的淬透性。

3.成分特点

(1)低碳:碳含量一般为0.10%0.25%,使零件心部有足够的塑性和韧性。

(2)加入提高淬透性的合金元素:常加入CrNiMnB等。

(3)加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素:主要加入少量强碳化物形成元素TiVWMo等,形成稳定的合金碳化物。

4.钢种及牌号

20Cr低淬透性合金渗碳钢。这类钢的淬透性低,心部强度较低。

20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。这类钢淬透性较高、过热敏感性较小,渗碳过渡层比较均匀,具有良好的机械性能和工艺性能。

18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A高淬透性合金渗碳钢。这类钢含有较多的CrNi等元素,淬透性很高,且具有很好的韧性和低温冲击韧性。

5.热处理和组织性能

合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接淬火,再低温回火。热处理后,表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织,硬度为60HRC62HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关,完全淬透时为低碳回火马氏体,硬度为40HRC48HRC;多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体,硬度为25HRC40HRC。心部韧性一般都高于700KJ/m2

三、合金调质钢

1.用途合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。

2.性能要求调质件大多承受多种工作载荷,受力情况比较复杂,要求高的综合机械性能,即具有高的强度和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同零件受力情况不同,对淬透性的要求不一样。

3.成分特点:

(1)中碳:碳含量一般在0.25%0.50%之间,以0.4%居多;

(2)加入提高淬透性的元素CrMnNiSi等:这些合金元素除了提高淬透性外,还能形成合金铁素体,提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多;

(3)加入防止第二类回火脆性的元素:含NiCrMn的合金调质钢,高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入MoW可以防止第二类回火脆性,其适宜含量约为0.15%0.30%Mo0.8%1.2%W

45钢与40Cr钢调质后性能的对比

钢号及热处理状态截面尺寸/mmsb/MPass/MPad5/%y/%ak/kJ/m2

45850℃水淬,550℃回火f507005001545700

40Cr850℃油淬,570℃回火f50(心部)85067016581000

4.钢种及牌号

(1)40Cr低淬透性调质钢:这类钢的油淬临界直径为30mm40mm,用于制造一般尺寸的重要零件。

(2)35CrMo中淬透性合金调质钢:这类钢的油淬临界直径为40mm60mm,加入钼不仅可提高淬透性,而且可防止第二类回火脆性。

(3)40CrNiMo高淬透性合金调质钢:这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm,多半是铬镍钢。铬镍钢中加入适当的钼,不但具有好的淬透性,还可消除第二类回火脆性。

5.热处理和组织性能合金调质钢的最终热处理是淬火加高温回火(调质处理)。合金调质钢淬透性较高,一般都用油,淬透性特别大时甚至可以空冷,这能减少热处理缺陷。

合金调质钢的最终性能决定于回火温度。一般采用500-650℃回火。通过选择回火温度,可以获得所要求的性能。为防止第二类回火脆性,回火后快冷(水冷或油冷),有利于韧性的提高。

合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。对于表面要求耐磨的零件(如齿轮、主轴),再进行感应加热表面淬火及低温回火,表面组织为回火马氏体。表面硬度可达55HRC58HRC

合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa,冲击韧性在800kJ/m2心部硬度可达22HRC25HRC。若截面尺寸大而未淬透时,性能显著降低。


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