40Cr合金鋼圓鋼40Cr圓棒

40Cr是中國GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號，40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時可淬透到Ф28～60mm,油淬時可淬透到Ф15～40mm。這種鋼除調(diào)質(zhì)處理外還適于和高頻淬火處理。切削性能較好，當(dāng)硬度為174～229HB時，相對切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具，軸類配件。

 

中國GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號是40Cr；

德國DIN標(biāo)準(zhǔn)材料編號1.7035/1.7045、德國DIN標(biāo)準(zhǔn)鋼號41Cr4/42Gr4；

英國EN標(biāo)準(zhǔn)鋼號18、英國BS標(biāo)準(zhǔn)鋼號41Cr4；

法國AFNOR標(biāo)準(zhǔn)鋼號42C4、法國NF標(biāo)準(zhǔn)鋼號38Cr4/41Cr4；

意大利UNI標(biāo)準(zhǔn)鋼號41Cr4；

比利時NBN標(biāo)準(zhǔn)鋼號42Cr4；

瑞典SS標(biāo)準(zhǔn)鋼號2245；

美國AISI/SAE/ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號5140；

日本JIS標(biāo)準(zhǔn)鋼號SCr440(H)/SCr440；

標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO標(biāo)準(zhǔn)鋼號41Cr4。

【臨界點(diǎn)溫度】

（近似值） Ac3=780℃

【正火規(guī)范】

溫度850~870℃，硬度179~229HBW。

【冷壓毛坯軟化處理規(guī)范】

溫度740~760℃，保溫時間4~6h，再以5~10℃/h的冷速，降溫到≤600℃，出爐空冷。

處理前硬度≤217HBW，軟化后硬度≤163HBW。

【生鐵屑保護(hù)擺動回火規(guī)范】

（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，隨爐降溫;

（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，再隨爐降溫;

（670±10）℃×2h，隨爐升溫, （710±10）℃×2h，隨爐降溫;

共3個循環(huán)，再降溫至550℃，出爐空冷。處理后硬度153HBW。

【調(diào)質(zhì)處理規(guī)范】

淬火溫度850℃ ±10℃，油冷；回火溫度520℃±10℃，水、油、空冷。

 

中碳調(diào)質(zhì)鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和性。正火可促進(jìn)組織細(xì)化，接衡狀態(tài)，可改進(jìn)毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進(jìn)行回火，該鋼具有的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。

用途

這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件，如汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)、后半軸以及機(jī)床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、套等；

經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負(fù)荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、套環(huán)等；

經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負(fù)荷、低沖擊及具有性、截面上實(shí)體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等；

經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進(jìn)氣閥等。

此外，這種鋼又適于制造進(jìn)行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。

【 供貨狀態(tài)及硬度】

退火態(tài)，硬度≤207HBW。

40cr軸類零件

軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零 部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。

軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件，通常有以下幾項(xiàng)：

(一).尺寸精度.

起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5～I(xiàn)T7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6～I(xiàn)T9）。

(二).幾何形狀精度

軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。

(三).相互位置精度

軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)裝配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（齒輪等）的傳動精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm，軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。

(四).表面粗糙度

一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。

毛坯和材料

(一).軸類零件的毛坯

軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。

根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。

(二).軸類零件的材料

軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和性。

40Cr是軸類零件的常用材料，它價格經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45～52HRC。

40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。

軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的性能，可制造較的軸。

精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度高的特性。

40Cr廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。這是一種中碳合金鋼，淬火性能好，40Cr可以淬硬至HRC45~52。所以如果需要提高表面硬度，又希望發(fā)揮40Cr的機(jī)械性能，常將40Cr調(diào)質(zhì)后進(jìn)行表面高頻淬火處理，硬度可達(dá)55-58HRC,這樣就能得到需要的高的表面硬度又保持了心部好的韌性。

40Cr淬火850℃,油冷；回火220℃,水冷、油冷、空冷。40Cr表面淬火硬度為52-60HRC，火焰淬火能達(dá)到48-55HRC。

氮化處理

40Cr屬于可氮化鋼，其所含元素有利于氮化。40Cr經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度，40Cr調(diào)質(zhì)后氮化處理硬度能達(dá)到72~78HRA，心部硬度達(dá)到43~55HRC。

氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應(yīng)力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化層薄，并且較脆，因此要求有較高強(qiáng)度的心部組織，所以要行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機(jī)械性能和氮化層質(zhì)量。

焊接

40Cr焊接前注意預(yù)熱，以防止因基體散熱，造成焊縫內(nèi)部激冷淬裂。焊接后調(diào)質(zhì)前加一遍正火。

40Cr的焊接性：

結(jié)晶時易偏析，對結(jié)晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高，快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織（馬氏體組織）。過熱區(qū)在冷速較大時，很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區(qū)脆化。

焊接工藝要點(diǎn)：

1、一般在退火（正火）狀態(tài)下進(jìn)行焊接。

2、焊接方法不受限制

3、用較大線能量，適當(dāng)提高預(yù)熱溫度，一般預(yù)熱溫度及層間溫度可控制在250～300℃之間。

4、焊接材料應(yīng)熔敷金屬的成分與母材基本相同，如J107－Cr

5、焊后應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。若及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理有困難，可進(jìn)行中間退火或在預(yù)熱的溫度下保溫一段時間，以排除擴(kuò)散氫并軟化組織。 對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊縫較多的產(chǎn)品，可在焊完一定數(shù)量的焊縫后，進(jìn)行一次中間退火。

生鐵屑保護(hù)擺動回火規(guī)范

（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，隨爐降溫，

（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，再隨爐降溫，

（670±10）℃×2h，隨爐升溫, （710±10）℃×2h，隨爐降溫,

共3個循環(huán)， 再降溫至550℃，出爐空冷。處理后硬度153HBS。

① 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管

②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量小于1.5%時，鋼號中一般只標(biāo)出元素符號，而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標(biāo)以數(shù)字"1"，例如鋼號"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④鋼應(yīng)在鋼號后加"A"，以區(qū)別于一般鋼。

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