淬透性调质钢

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钢的淬透性是调质结构钢选材时考虑的重要因素之一,淬透性调质钢具有简化工艺、降低能耗等优点,被广泛应用,主要分为低淬透性调质钢、中淬透性调质钢和高淬透性调质钢。

淬透优点

在某些特定用途中则有可能采用淬火一低温回火的低碳马氏体钢或热加工后不需热处理或仅需正火的“非调质钢”替代调质钢,以简化工艺、降低能耗和减少热处理导致的缺陷。

经调质处理后可获得良好的综合力学性能,但亦有其不尽完美之处。例如,未能充分利用马氏体的精细结构强化作用和碳化物对铁素体的弥散强化作用;要求较高碳含量以保证其调质后强度;淬火和高温回火两次加热耗能多、周期长,增加了热处理变形和表面氧化脱碳等机会。从而,有时调质钢种并不经调质处理,而是经淬火、低温回火后使用。如40CrNiMoA钢经淬火低温回火或等温淬火后即可用作超高强度钢,37SiMn2MoV钢亦类似。

调质钢

淬透性调质钢分类

低淬透性调质钢

一般油淬即可,油淬临界直径为30~40mm;少数牌号仍需水淬(如40Mn2),常用的有碳钢、铬钢、锰钢和硼钢等,常见牌号为45、40Mn2、45Mn2、42Mn2V、 35SiMn、 40B、 40MnB、 40MnVB、 40Cr、 40CrSi、 40CrV、 50CrV等。调质后在冲击韧性相当时,其强度比调质碳钢的高,常用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下中等截面的机械零件,如汽车的转向节、后半轴及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等。其中40Cr为最常用的一种调质结构钢,而40MnB、35SiMn、40MnVB等淬透性类同的钢则常可代40Cr钢使用。

中淬透性调质钢

油淬临界直径达40~60mm,可用于制造截面较大及承受较重载荷的调质钢件,常用牌号有35CrMo、40CrNi、40MnMoB和38CrMoAlA等,例如,35CrMo可用于制作高负荷下工作的重要结构件,特别是受冲击、震动、弯曲、扭转负荷的部件,诸如高负荷传动轴、发动机传动部件、大电机轴、汽轮发电机主轴和转子、轧钢机人字齿轮、曲轴、连杆、紧固件等,或代40CrNi钢制作大截面齿轮、汽轮发电机转子、直径小于500mm的支承轴等;38CrMoAlA为高级氮化钢,主要用于具有高耐磨性、高疲劳强度和相当高的强度、热处理后尺寸精确的氮化件或各种受冲击负荷不大而耐磨性要求较高的氮化件等。

高淬透性调质钢

油淬临界直径大于60~100mm,调质后可获得高强度和高韧性的良好配合(例如,调质后40CrNiMo钢的抗拉强度和室温冲击韧性可分别达1000MPa和100J/cm),可用作要求韧性好、强度高及大尺寸的承受高负荷的重要调质件,常用于中型或重型机械、机车和重载卡车的轴类、连杆、紧固件等。常见的材料牌号如40CrNiMoA、40CrMnMo、37SiMn2MoVA、18Cr2Ni4WA等,其中18Cr2Ni4WA钢既是高级调质钢又是高级渗碳钢,调质态使用时用于制造承受重载荷和振动的高强度零件,或调质后再经氮化处理用作高速大功率发动机曲轴等重要部件。