我國GB的標準鋼號是40Cr、德國DIN標準材料編號1.17035/1.7045、德國DIN標準鋼號41Cr4/42Gr4、英國EN標準鋼號18、英國(guó)BS標(biāo)準鋼(gāng)號41Cr4、法國AFNOR標(biāo)準鋼號(hào)42C4、法(fǎ)國NF標準鋼號38Cr4/41Cr4、意大(dà)利UNI標準鋼號41Cr4、比利時NBN標準鋼號42Cr4、瑞典SS標準鋼號(hào)2245、美國AISI/SAE/ASTM標準鋼號5140、日本JIS標準鋼(gāng)號SCr440(H)/SCr440、國際標準化組織ISO標準鋼號41Cr4。
【臨界點溫度】
(近似值) Ac3=780℃
【正火規範】
溫(wēn)度850~870℃,硬度179~229HBS。
【冷壓毛坯軟化處理規範】
溫度740~760℃,保溫(wēn)時間(jiān)4~6h,再以5~10℃/h的冷速,降溫到≤600℃,出爐空冷。
處理前硬度≤217HBS,軟化後硬度≤163HBS。
[生鐵屑保護擺動回火規範]
(670±10)℃×2h,隨爐升溫(wēn),(710±10)℃×2h,隨爐降溫,(670±10)℃×2h,隨爐升溫,(710±10)℃×2h,再隨爐降(jiàng)溫,(670±10)℃×2h,隨爐升(shēng)溫, (710±10)℃×2h,隨爐降溫,共3個循環,再降溫(wēn)至550℃,出爐空冷。處理後硬度153HBS。
【調質處理規範】
淬(cuì)火溫度850℃ ±10℃,油冷;回火溫度520℃±10℃,水、油空冷。
化學成分
C:0.37~0.44 Si:0.17~0.37 Mn:0.50~0.80 Cr:0.80~1.10 Ni:≤0.30 P:≤0.035 S:≤0.035 Cu:≤0.030
力學性能
試樣(yàng)毛(máo)坯尺寸(mm):25
熱處(chù)理:
第一次淬(cuì)火加熱溫度(℃):850;冷卻劑:油
第(dì)二次淬火加熱溫度(℃):-
回火加熱溫度(℃):520;
抗拉強度(σb/MPa):≥980
屈服點(σs/MPa):≥785
斷後(hòu)伸(shēn)長率(δ5/%):≥9
斷麵收(shōu)縮(suō)率(ψ/%):≥45
衝擊吸(xī)收功(gōng)(Aku2/J):≥47
布(bù)氏(shì)硬度(HBS100/3000)(退(tuì)火或高溫回火狀態):≤207
調質硬度
40Cr調質以後的硬度大概在HRC32-36之間,也就是(shì)說大概HB301-340之間.
40Cr--830-860℃油淬-->55HRC
150℃回火--55HRC
200℃回火--53HRC
300℃回火--51HRC
400℃回火--43HRC
500℃回(huí)火--34HRC
550℃回(huí)火--32HRC
600℃回火--28HRC
650℃回(huí)火--24HRC
特性用途
特性
中碳調質鋼,冷鐓模具鋼(gāng)。該鋼價格適中,加工容易,經適當的(de)熱處理以後可獲得一定(dìng)的韌性、塑性(xìng)和耐磨性。正火可促進組織球化,改進硬度小於160HBS毛坯的切削性(xìng)能。在溫度550~570℃進行回火,該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高於45鋼,適合於高頻(pín)淬火,火焰淬火等表麵硬化處理等。
用(yòng)途
這(zhè)種(zhǒng)鋼經調質後用於(yú)製造承受中等負荷及(jí)中等速度工作的機械零件,如汽車的轉(zhuǎn)向節、後(hòu)半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸杆、花鍵軸、頂尖套等;經淬火及中溫回火後用於製造承受高負荷、衝擊及中等速度工作的零件,如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等;經淬火及低(dī)溫回火後用於製造承受重負荷、低衝擊及具(jù)有耐磨性、截麵上實體厚(hòu)度在25mm以下的零件,如蝸杆、主軸(zhóu)、軸、套環等(děng);經調質並高頻表麵淬(cuì)火後用於製造具有高的表麵硬度及耐磨性而無很大衝擊的零件,如齒輪、套筒(tǒng)、軸(zhóu)、主軸、曲(qǔ)軸、心軸、銷子、連杆、 螺釘、螺帽、進(jìn)氣閥等。此外,這種鋼又適於製造(zào)進行碳氮共滲(shèn)處理的各(gè)種傳動零件,如直徑較大和低溫(wēn)韌性好的齒輪和軸。
【 供貨狀態及硬度】
退火態,硬度≤207HBS。
40cr軸類零件
軸類零件是機(jī)器中經常遇到的典(diǎn)型零(líng)件之一。它主要用(yòng)來支承傳動零 部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件,其長(zhǎng)度大於直徑,一般由同心(xīn)軸的外圓(yuán)柱麵(miàn)、圓錐麵、內孔和螺紋及相應的端麵所組成。根據結構形狀的不同,軸類零件(jiàn)可(kě)分(fèn)為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
軸的長徑比(bǐ)小於5的稱為短軸,大於20的稱為細長軸,大(dà)多數軸介於兩者之間(jiān)。
軸用軸承支承,與軸(zhóu)承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的(de)裝配基準,它們的精度(dù)和表麵(miàn)質量一般要求較高(gāo),其技術要求一般根據(jù)軸的主要功用和(hé)工作條件(jiàn)製定,通常有以下幾項:
(一)尺寸精度 起支承作用的(de)軸頸為了確定(dìng)軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高(IT5~IT7)。裝(zhuāng)配傳動件的軸頸尺寸精度(dù)一般要求較低(IT6~IT9)。
(二)幾何形狀精度 軸類零件的幾(jǐ)何形狀精度主要是(shì)指軸(zhóu)頸、外錐(zhuī)麵、莫氏(shì)錐孔等的圓度、圓柱度等(děng),一般應將其公(gōng)差限製在尺寸公差範圍內。對精(jīng)度要求較高的內外(wài)圓表麵(miàn),應在圖紙上標(biāo)注其允許(xǔ)偏(piān)差。
(三(sān))相互位置精(jīng)度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配(pèi)傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否則會影響傳動件(jiàn)(齒(chǐ)輪等(děng))的(de)傳動精度,並產生噪聲。普通精度的軸,其配合 軸段對支(zhī)承(chéng)軸頸的徑向跳動一般為0.01~0.03mm,高精度軸(如主軸(zhóu))通常為0.001~0.005mm。
(四)表麵粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表麵粗糙(cāo)度為Ra2.5~0.63μm,與(yǔ)軸承相(xiàng)配合的支承軸徑的表麵粗糙度為Ra0.63~0.16μm。
毛坯和材料
(一)軸類零件的(de)毛坯 軸類零件可根據使用要求、生(shēng)產(chǎn)類型、設備條件及結(jié)構(gòu),選用棒料、鍛件等毛(máo)坯形式。對於外圓直徑相差不大的軸,一般以棒料為主;而對於(yú)外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸(zhóu),常選用鍛件,這樣既節約材料又減少機械加工的工作量,還可改善機械性能。
根據生產規模的(de)不同,毛(máo)坯(pī)的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批(pī)生產多采用自由鍛,大批大(dà)量生產時采用模鍛。
(二)軸類零件的材料 軸類零件(jiàn)應根據不同的工作(zuò)條件(jiàn)和使用要求選用不同的(de)材料並采用不同的熱處理規範(如調質、正火(huǒ)、淬火(huǒ)等),以獲得一定(dìng)的強度(dù)、韌性和耐磨性。
40Cr是軸類零件的常用材料,它價格便宜經過調(diào)質(zhì)(或正火)後,可得到較好的切(qiē)削性能,而且能獲得較高的強度(dù)和韌(rèn)性等綜合機械性能,淬(cuì)火後表麵(miàn)硬度可達45~52HRC。
40Cr等合金結(jié)構鋼適(shì)用於中等精度而轉(zhuǎn)速(sù)較高的軸類零件,這類鋼經調質和淬火後,具有(yǒu)較好的綜合機(jī)械性能。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經調質和表麵高頻淬火後,表麵硬度可達50~58HRC,並具有(yǒu)較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能,可製造較高(gāo)精度的軸。
精密機床的主軸(例如磨床砂輪軸(zhóu)、坐標鏜床(chuáng)主(zhǔ)軸)可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼(gāng)經調質和表麵氮化後,不僅能獲得很(hěn)高的表麵(miàn)硬度,而且能保持較軟的芯部,因此耐衝擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較,它有熱(rè)處理變形很小,硬度更(gèng)高的特性。
40Cr廣泛用於機械製造,這種鋼的機械性能很好。但是這(zhè)是一種中碳(tàn)鋼,淬火性能並不好(hǎo),40Cr可以淬硬至HRC42~46。所(suǒ)以如果需要表麵硬度(dù),又希望發揮40Cr優越的機械性能,常將40Cr表麵滲碳淬火(huǒ),這樣就能得(dé)到需要的(de)表麵硬度。
40Cr彈性模量(liàng)E(20℃) /MPa 200000~211700 ,切變模量G(20℃) 80800
淬火工藝
40Cr淬火850℃,油冷;回火520℃,水冷(lěng)、油(yóu)冷。40Cr表麵淬火硬度為HRC52-60,火(huǒ)焰淬火能達到HRC48-55。
氮化處理
40Cr屬(shǔ)於可氮化(huà)鋼,其所含(hán)元素有利於氮化。40Cr經氮化處理後可獲(huò)得較高的表麵硬度,40Cr調質後氮化處理硬度最高(gāo)能達到HRA72~78,即HRC43~55。
氮化工件(jiàn)工藝路線:鍛造-退火-粗加工-調質-精加工-除應力-粗磨-氮化-精(jīng)磨或研磨。由於(yú)氮化層薄,並且較脆,因此要求有較高強度的心部組(zǔ)織,所以要先進行調質熱處理,獲得回火(huǒ)索氏體,提高心部機械(xiè)性能和氮化層質量。
焊接
40Cr焊接前注(zhù)意預熱,以防止因基體散熱,造成焊縫內部(bù)激冷淬裂。焊接後調質前最好加一遍正火。
40Cr的(de)焊接性:
結晶時(shí)易(yì)偏析,對結晶裂紋(一(yī)種熱裂紋)比較敏感,焊接時容易在弧(hú)坑(kēng)和焊縫中凹下的部分開(kāi)裂。含碳量較高,快冷時易得到對冷裂紋很敏感(gǎn)的淬硬組織(馬氏體組織)。過熱區在冷速較大時,很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使(shǐ)過熱區脆化。
焊(hàn)接工(gōng)藝要(yào)點:
1、一般在退火(正(zhèng)火)狀態下進行(háng)焊接。
2、焊接方法(fǎ)不受限製
3、用較大線能量,適當提高預熱溫度,一(yī)般(bān)預熱溫度及層間溫度(dù)可(kě)控製在250~300℃之間。
4、焊(hàn)接材料應保證熔敷金屬的成分與母材基本相(xiàng)同(tóng),如J107-Cr
5、焊後(hòu)應及(jí)時進行(háng)調質熱處理。若及時進行調質處理有困(kùn)難,可進行(háng)中間退火或在高於預熱的溫度下保溫一段時間,以排(pái)除擴散氫並軟(ruǎn)化組織。 對結構複雜、焊縫較多的產品,可在焊(hàn)完一定數量的焊縫後,進行一次中間退火。
生鐵屑保護擺動(dòng)回火規範 (670±10)℃×2h,隨爐升(shēng)溫(wēn),(710±10)℃×2h,隨(suí)爐降溫,(670±10)℃×2h,隨爐(lú)升溫,(710±10)℃×2h,再隨(suí)爐降(jiàng)溫,(670±10)℃×2h,隨爐升溫, (710±10)℃×2h,隨爐降溫,共3個循環,再降溫至550℃,出爐空冷(lěng)。處理後硬度153HBS。
交貨狀態
40Cr交貨狀(zhuàng)態以熱(rè)處理(正火、退(tuì)火或高溫回火)或不熱(rè)處(chù)理(lǐ)狀態交貨,交(jiāo)貨狀態應在合同中注明(míng)。
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