合金钢及其热处理工艺.doc

PAGE PAGE 14 合金钢及热处理工艺 第一篇 结构钢 各类结构钢的含碳量及热处理方法 钢的类型 C/% 热处理 主要性质 调质钢 0.25~0.50 淬火+高温回火 δb=800~1200 MN/m2 渗碳钢 0.10~0.25 渗碳+淬火+低温回火 HRC58~62（表面） 弹簧钢 0.50~0.75 淬火+中温回火 δb=1000~1800 MN/m2 δs/δb=0.8~0.9 轴承钢 0.90~1.20 淬火+低温回火 HRC61以上 第一节 调质钢 调质钢分 低淬透性调质钢 中淬透性调质钢 高淬透性调质钢 　一、 低淬透性调质钢 油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等 40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。因此它是应用最广的调质钢之一。 40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质 2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工 调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。淬火温度水淬 830~850℃；油淬850~870 45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。淬火温度810~840℃ 硅锰钢 硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。但与锰或铬共存，回火脆性敏感。此外，含硅的钢易产生脱碳现象。 常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。 　含硼调质钢 硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无影响.在淬火冷却时，硼有促进未淬透部分出现针状铁素体的作用，使钢的韧性降低， 40MnB锻造后，为改善组织，提高切削性，进行预先热处理，通常采用正火，而不是退火，以防止硼相析出造成硼脆。正火的温度在850~900℃ 二、中淬透性调质钢 这类钢油淬直径约40~60mm，通常是含有两种以上合金元素的合金钢，如铬镍钢、　铬锰钢、铬钼钢、铬锰硅钢等。 铬镍钢 1．镍在钢中的作用 其一在提高强度的同时，不降低塑性和韧性，甚至还有提高；其二，降低脆性转变温度，获得良好的低温韧性。镍单独加入钢中，对提高淬透性作用不大，与铬同时加入却显著增加钢的淬透性，并获得良好的综合机械性能。 2．40CrNi钢 铬的含量虽然不及40Cr钢多，但由于铬、镍的共同作用，其淬透性远较40Cr高，40CrNi钢过热敏感性较小，回火稳定性较高。第二类回火脆性较严重，在450~550℃回火时，必须快冷。预先热处理多用完全退火，加热温度一般取820~850℃之间，经保温后炉冷至600℃出炉空冷。预先热处理也可采用正火加高温回火，正火温度870~900 铬锰硅钢 特点：铬锰钢机械性能接近铬镍钢，但过热倾向较大，低温冲击韧性也较差，故应用不多。在铬锰钢基础上加入1%左右的硅，构成了铬锰硅钢，硅的加入提高了强度而不降低韧性。因此铬锰硅钢的最大优点是在高强度下，具有足够的韧性。此外，还具有良好的焊接性，缺点是回火脆性很敏感，各向异性和脱碳倾向也较明显。常用的有30CrMnSi 30CrMnSi是一种高强度的调质钢，常用作重要零件或焊接构件，如高压鼓风机叶片、　阀板等。 铬钼钢 铬钢中加入微量的钼可以消除钢的回火脆性，并能防过热，进一步提高淬透性。铬和钼同时加入使钢调质后能获得较高的强度和冲击韧性。此外，钼还具有较好的抗回火能力和抗蠕变能力，提高钢的耐热性。因此，铬钼钢是一种具有良好的常温和高温综合机械性能。 常用的35CrMo，调质后综合机械性能良好，淬透性较高，高温下有一定的强度，长期工作温度