20Cr合金钢
20Cr是低淬透性渗碳钢。
基本信息
AISI 5120
JIS SCr435
GB 20Cr
DIN 20Cr4
供货状态及硬度:退火态,硬度≤179HBS [1]
化学成分
(质量分数)(%)
碳C:0.18~0.24
硅Si:0.17~0.37
锰Mn:0.50~0.80
铬Cr:0.70~1.00
硫 S :允许残余含量≤0.035
磷 P :允许残余含量≤0.035
镍 Ni:允许残余含量≤0.30
铜 Cu:允许残余含量≤0.30
钼 Mo:允许残余含量≤0.15
力学性能
编辑
试样毛坯尺寸(mm):15
热处理:
**次淬火加热温度(℃):880;冷却剂:水、油
*二次淬火加热温度(℃):780~820;冷却剂:水、油
回火加热温度(℃):200;冷却剂:水、空
抗拉强度(σb/MPa):≥835
屈服点(σs/MPa):≥540
断后伸长率(δ5/%):≥10
断面收缩率(ψ/%):≥40
冲击吸收功(Aku2/J):≥47
布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤179 [2]
交货状态:以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明。
主要特性
与15Cr钢相比,有较高的强度及淬透性,在油中临界淬透直径达4 ~22mm,在水中临界淬透直径达11~40mm,但韧性较差,此钢渗碳时仍有晶粒长大倾向,降温直接淬火对冲击韧性影响较大,所以渗碳后需二次淬火以提高零件心部韧性,无回火脆性;钢的冷应变塑性高,可在冷状态下拉丝;可切削性在高温正火或调质状态下良好,但退火后较差;20Cr为珠光体,焊接性较好,焊后一般不需热处理,但厚度大于15mm的零件在焊前需预热到100~150℃,焊后也可不进行回火热处理。
加工工艺
材料加工
该钢淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能,低温冲击韧性良好,回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大趋势,所以要求二次淬火,以提高心部韧性,不宜降温淬火。当正火后硬度为170-217HB时,相对切屑加工性约为65%,焊接性中等,焊前应预热到100-150℃,冷变形时塑性中等。
为了提高模具型腔的耐磨性,模具成型后需要进行渗碳处理,然后再进行淬火和低温回火,从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。对于使用寿命要求不很高的模具,也可以直接进行调质处理。国内也有不少应用低碳马氏体刚强烈淬火制造冷作模具的实例。
该钢模具零件工艺路线:下料-锻造模胚-退火-机械粗加工-冷挤压成型-再结晶退火-机械精加工-渗碳-淬火、回火-研磨抛光-装配。
工艺规范
正火规范:温度920-950℃,硬度156-179HBS。
冷压毛胚软化处理规范:温度700~720℃,保温时间8~15h,以50~100℃/h的冷速,随炉降至温度≤550~600℃,出炉空冷。处理前硬度≤179HBS,软化后硬度≤140HBS。
应用举例
这种钢大多用于制造心部强度要求较高,表面承受磨损、截面在30mm以下的或形状复杂而负荷不大的渗碳零件(油淬),如:机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮、蜗杆、活塞销、爪形离合器等;对热处理变形小和高耐磨性的零件,渗碳后应进行高频表面淬火,如模数小于3的齿轮、轴、花键轴等。此钢也可在调质状态下使用,用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件,这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢,更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度(约增加1.5~1.7倍)。
42CrMo合金钢
42CrMo钢属于**高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。该钢适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。
品牌
中国执行标准GB/T 3077-1999
其对应国际标准组织牌号:42CrMo4
对应日本牌号:SCM440
对应德国牌号:42CrMo4 或1.7225
近似对应美国牌号:4140或G41400
适用范围
强度、淬透性高,韧性好,淬火时变形小,高温时有高的蠕变强度和持久强度。用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件,如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、压力容器齿轮、后轴、受载荷较大的连杆及弹簧夹,也可用于 2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具,并且可以用于折弯机的模具等。
化学成份
碳 C :0.38~0.45%
硅 Si:0.17~0.37%
锰 Mn:0.50~0.80%
硫 S :允许残余含量≤0.035%
磷 P :允许残余含量≤0.035%
铬 Cr:0.90~1.20%
镍 Ni:允许残余含量≤0.030%
铜 Cu:允许残余含量≤0.030%
钼 Mo:0.15~0.25% [1]
力学性能
抗拉强度σb (MPa):≥1080(110)
屈服强度 σs (MPa):≥930(95)
伸长率 δ5 (%):≥12
断面收缩率ψ (%):≥45
冲击功 Akv (J):≥63
冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥78(8)
硬度 :≤217HB [1]
试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm
物理性能
1)临界点温度(近似值):Ac1=730°C、Ac3=800°C、Ms=310°C。
2)线胀系数:温度20~100°C/20~200°C/20~300°C /20 ~400°C/20~500°C /20~600°C,线胀系数: 11.1×10K/12.1×10K/12.9×10K/13.5×10K/13.9×10K14.1×10K。
3)弹性模量:温度20°C/300°C/400°C/500°C/600°C,弹性摸210000MPa/185000MPa/ 175000MPa/165000MPa/15500oMPa[2]
材料的持性
42Cr2Mo钢是**高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,淬火时变形小,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧度良好,高温时有高的蠕变强度和持久强度。该钢通常将调质后表面淬火作为热处理方案。
热处理规范
热加工规范
加热温度1150 ~1200癈,开始温度1130 ~1180癈,终止温度> 850癈,φ> 50mm时,缓冷。
正火规范
正火温度850~900癈,出炉空冷。
高温回火规范
回火温度680~700癈,出炉空冷。
回火规范
预热温度680 ~700癈,淬火温度840~880癈,油冷,回火温度580癈,水冷或油冷,硬度≤217HBW。
强韧化处理
淬火温度900癈,回火温度560癈,硬度(37?1) HRC
感应淬火规范
淬火温度900°C,回火温度150~180°C,硬度54 ~60HRC。
34CrNiMo6合金钢
34CrNiMo6是一种典型的难加工材料,广泛用于制造发动机的凸轮轴及连杆等重要零件。
化学成份
C碳 :0.34
Si硅 :0.25~0.30
Mn锰 :0.5
Mo钼 :0.2 Cr铬 :1.5
Ni镍 :1.55
力学性能
34CrNiMo6材料经调质处理后,硬度为36~40HRC,抗拉强度σb为1 100 MPa,伸长率δ为12%,冲击韧度值ακ为8kg/cm2
热处理:
34CrNiMo6其调质工艺为850 油淬580度回火
分类:
①调质结构钢
②表面硬化结构钢
①调质 [2] 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显微组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40cr和35simn钢约为30~40mm,而40crnimo和30crni2mov钢则约为60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如al、cr、mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。
ASTM4340
ASTM4340是一种化学混合物质,执行标准为 ASTM A29/A29M-04。
执行标准: ASTM A29/A29M-04
●化学成份:
锰 Mn:0.60~0.90
硫 S :允许残余含量≤0.040
磷 P :允许残余含量≤0.035
铬 Cr:0.60~0.90
镍 Ni:1.65~2.00
铜 Cu:允许残余含量≤0.025
钼 Mo:0.20~0.30
●力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):≥980(100)
屈服强度 σs (MPa):≥835(85)
伸长率 δ5 (%):≥12
断面收缩率 ψ (%):≥55
冲击功 Akv (J):≥78
冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥98(10)
硬度 :≤269HB
试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:淬火850℃,油冷;回火600℃,水冷、油冷。
●交货状态:以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明。
30Cr合金钢
30Cr,合金结构钢。统一数字代号:A20302 执行标准:GB/T 3077-1999
基本信息
美国牌号:5130 执行标准:ASTM 日本牌号:SCr430 执行标准:JIS
化学成分(%)
碳 C :0.27~0.34
硅 Si:0.17~0.37
锰 Mn:0.50~0.80
硫 S :允许残余含量≤0.035
磷 P :允许残余含量≤0.035
铬 Cr:0.80~1.10
镍 Ni:允许残余含量≤0.030
铜 Cu:允许残余含量≤0.030
力学性能
试样毛坯尺寸(mm):25
热处理:
**次淬火加热温度(℃):860;冷却剂:油
*二次淬火加热温度(℃):-
回火加热温度(℃):500;冷却剂:水、油
抗拉强度 σb (MPa):≥885(90)
屈服强度 σs (MPa):≥685(70)
伸长率 δ5 (%):≥11
断面收缩率 ψ (%):≥45
冲击功 Akv (J):≥47
冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥59(6)
布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤187
主要特性
此钢与30钢相比,强度及淬透性均高,在油中临界淬透直径达8~34mm,在水中临界淬透直径达19~56mm。钢的冷变形塑性及焊接性中等,退火或高温回火的可切削性良好。
应用举例
这种钢通常在调质状态下使用,也可在正火后使用,用于制造在磨损及摩擦条件下或在很大冲击负荷下工作的重要机件,如轴、小轴、平衡杠杆、摇杆、连杆、螺栓、螺帽、齿轮和各种滚子等。此外,这种钢还可用作高频表面淬火用钢,用于制作要求高的表面硬度及耐磨性的零件。
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