40Cr的热处理工艺过程?
40Cr合金结构钢,热处理规范:淬火850℃,油冷;回火520℃,水冷、油冷。
40Cr钢特性:
40Cr钢为中等淬透性调质钢,是机械制造中应用较广泛的合金结构钢钢种之一。40Cr钢有良好的淬透性,在水淬时可淬透到直径28~60mm,油淬时可淬透到直径15~40mm。40Cr钢经调质处理后,具有良好的综合力学性能,并具有良好的低缺口敏感性和低温冲击韧性。40Cr钢在经调质处理后,常还进行表面高频淬火或氮化处理。当硬度为174~229HBS时,切削加工性能较好,相对切削加工性为60%。40Cr钢的抗拉强度、屈服强度及淬透性均比40号钢高,但焊接性有限,有形成裂纹的倾向。为了节省Cr,在一定条件下,可用40MnB、45MnB、35SiMn、42SiMn、40MnVB、42MnV、40MnMoB、40MnWB等钢种代替40Cr钢制造相应零部件。
40Cr钢执行标准:
GB/T 3077-1999
40Cr钢标准对照:
德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。
40Cr钢化学成分:
碳 C :0.37~0.44;
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:≤0.30;
铜 Cu:允许残余含量≤0.030
40Cr力学性能:
抗拉强度(σb/MPa):≥980
屈服点(σs/MPa):≥785
断后伸长率(δ5/%):≥9
断面收缩率(ψ/%):≥45
冲击功(冲击值)(Akv/J):≥47
布氏硬度(HBS 100/3000)(退火或高温回火状态):≤207
40Cr钢应用:
40Cr常用的合金调质结构钢,用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下的机械零件,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;也可经调质并高频淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、进气阀等;也可经淬火、中温或低温回火,制造承受重负荷的零件;又适用于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件,如直径较大和要求低温韧性好的齿轮和轴。
在40Cr渗碳钢中,Mo有多方面的突出作用:
例如:它大大提高零件渗碳层和心部的淬透性,有利于扩大使用尺寸和控制淬火变形;它明显抑制渗碳层中贝氏体的形成,有利于得到全马氏体组织;它使渗碳层在较宽的碳含量范围内能得到较高硬度,有利于硬化层质量的稳定;它能抑制渗碳层表面氧化等等。从而提高渗碳层的冲击断裂应力和过载加疲劳下的抗力。因此,重要用途的、高质量要求的渗碳钢一般均含有一定量的钼,尤其是对于重载的大型渗碳件更甚。此外,钼还有加快40Cr钢退火软化的作用,有利于改善切削加工性。
40Cr主要规格:
40Cr圆棒、40Cr轧棒、40Cr锻棒、40Cr锻件、40Cr锻环、40Cr板块、40Cr管
40Cr钢的调质处理:
Cr能增加钢的淬透性,提高钢的强度和回火稳定性,具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件,应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。40Cr工件调质的淬回火,各种参数工艺卡片都有规定,我们在实际操作中体会是:
(一)40Cr工件淬火后应采用油冷,40Cr钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下,对形状不复杂的工件,可以在水中淬火,并未发现开裂,只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。
(二)40Cr工件调质后硬度仍然偏高,第二次回火温度就要增加20~50℃,不然,硬度降低困难。
(三)40Cr工件高温回火后,形状复杂的在油中冷却,简单的在水中冷却,目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件,必要时再施以消除应力处理。
影响调质工件的质量,操作工的水平是个重要因素,同时,还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因,我们认为:
(一)工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢,工件入水的温度已降到低于Ar3临界点,产生部分分解,工件得到不完全淬火组织,达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度,大工件予冷要掌握时间。
(二)工件装炉量要合理,以1~2层为宜,工件相互重叠造成加热不均匀,导致硬度不匀。
(三)工件入水排列应保持一定距离,过密使工件近处蒸气膜破裂受阻,造成工件接近面硬度偏低。
(四)开炉淬火,不能一口气淬完,应视炉温下降程度,中途闭炉重新升温,以便前后工件淬后硬度一致。
(五)要注意冷却液的温度,10%盐水的温度如高于60℃,不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质,不然,会出现硬度不足或不均匀现象。
(六)未经加工毛坯调质,硬度不会均匀,如要得到好的调质质量,毛坯应粗车,棒料要锻打。
(七)严把质量关,淬火后硬度偏低1~3个单位,可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬度过低,有的甚至只有HRC25~35,必须重新淬火,绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事,不然,失去了调质的意义,并有可能产生严重的后果。
40Cr的热处理方法有:正火、调质、退火、淬火、回火、中频感应热处理、氰化等
1、40Cr淬火850℃,油冷;
2、回火520℃,水冷、油冷。
40Cr表面淬火硬度为52-60HRC,火焰淬火能达到48-55HRC。
氮化处理
40Cr属于可氮化钢,其所含元素有利于氮化。40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度,40Cr调质后氮化处理硬度最高能达到72~78HRA,心部硬度达到43~55HRC。
氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化层薄,并且较脆,因此要求有较高强度的心部组织,所以要先进行调质热处理,获得回火索氏体,提高心部机械性能和氮化层质量。
焊接
40Cr焊接前注意预热,以防止因基体散热,造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前最好加一遍正火。
40Cr的焊接性:
结晶时易偏析,对结晶裂纹(一种热裂纹)比较敏感,焊接时容易在弧坑和焊缝中凹下的部分开裂。含碳量较高,快冷时易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织(马氏体组织)。过热区在冷速较大时,很容易形成硬脆的高碳马氏体而使过热区脆化。
焊接工艺要点:
1、一般在退火(正火)状态下进行焊接。
2、焊接方法不受限制
3、用较大线能量,适当提高预热温度,一般预热温度及层间温度可控制在250~300℃之间。
4、焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同,如J107-Cr
5、焊后应及时进行调质热处理。若及时进行调质处理有困难,可进行中间退火或在高于预热的温度下保温一段时间,以排除扩散氢并软化组织。 对结构复杂、焊缝较多的产品,可在焊完一定数量的焊缝后,进行一次中间退火。
生铁屑保护摆动回火规范 (670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,随炉降温,(670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,再随炉降温,(670±10)℃×2h,随炉升温, (710±10)℃×2h,随炉降温,共3个循环,再降温至550℃,出炉空冷。处理后硬度153HBS。
交货状态
40Cr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。
扩展资料:
40Cr是我国GB的标准钢号,40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好,水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好,当硬度为174~229HB时,相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。
我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。
这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件,如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等;经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件,如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等;
经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等;经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。
此外,这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件,如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。
参考资料:百度百科-40Cr
不过,调质处理对线切割时容易变形影响不大。
40Cr是我国我国GB的标准钢号,40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。钢的淬透性良好,水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好,当硬度为HB174~229时,相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。
2、零件芯部的马氏体比例与材料的使用性能有很大关系。在不同的受力条件下,对零件芯部马氏体的比例要求也不一样。
3、中碳调质钢在对韧性要求不高时,为满足强度要求,可在中、低温回火状态下使用,其显微组织主要为回火屈氏体和回火马氏体。回火索氏体的冲击韧性优于回火屈氏体——从这一点来分析,你的回火后的组织是没有问题的。但有一个问题,回火温度在第二类回火脆性范围内时,会增大脆性的敏感性。
如果是新开发的零件可以1、2项入手。
如果是老产品,就有可能是3项的原因。
不好意思,本人了解知识有限,不妥之处,还请明示!
要知道调质是淬火+高温回火。40Cr是调质钢,但调质硬度一般不会超过HRC40.金相组织为索氏体。
如果要达到HRC45-52,这时只能进行淬火,850度油淬,200度低温回火,这时金相组织为马氏体。
马氏体共分6级,5、6级为不合格的金相组织,其为粗大马氏体加大量残余奥氏体,严重影响机械性能和金相组织的稳定性,直接打废。
一般工程上要求2、3级,4级用于不重要的构件。
对补充问题的再回答
都告诉你了,40Cr调质处理达不到那么高的硬度,如果达到那么高的硬度,金相组织也不对,硬要用,就按我上面说的淬火工艺,但是机械性能怎么也达不到20CrMo渗碳淬火后的机械性能。
Cr能增加钢的淬透性,提高钢的强度和回火稳定性,具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件,应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。
40Cr经过调质是淬火加高温回火的双重热处理,目的是使工件具有良好的综合机械性能。调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类。
不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能,通常含碳量控制在0.30~0.50%。
扩展资料:
注意事项:
1、40Cr工件淬火后应采用油冷,40Cr钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下,对形状不复杂的工件,可以在水中淬火,并未发现开裂,只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。
2、40Cr工件调质后硬度仍然偏高,第二次回火温度就要增加20~50℃,不然,硬度降低困难。
3、40Cr工件高温回火后,形状复杂的在油中冷却,简单的在水中冷却,目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件,必要时再施以消除应力处理。
参考资料来源:百度百科-40Cr
参考资料来源:百度百科-合金钢