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40Cr是軸類零件的常用材料,它價格便宜經過調質(或正火)后,可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能,淬火后表面硬度可達45~52HRC。40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件,這類鋼經調質和淬火后,具有較好的綜合機械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經調質和表面高頻淬火后,表面硬度可達50~58HRC,并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能,可制造較高精度的軸。
40Cr廣泛用于機械制造,這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼,淬火性能并不好,40Cr可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度,又希望發揮40Cr優越的機械性能,常將40Cr表面滲碳淬火,這樣就能得到需要的表面硬度。40Cr屬于可氮化鋼,其所含元素有利于氮化。40Cr經氮化處理后可獲得較高的表面硬度,40Cr調質后氮化處理硬度能達到HRA72~78,心部硬度達到HRC43~55。氮化工件工藝路線:鍛造-退火-粗加工-調質-精加工-除應力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化層薄,并且較脆,因此要求有較高強度的心部組織,所以要先進行調質熱處理,獲得回火索氏體,提高心部機械性能和氮化層質量。
12Cr1MoV鋼與12CrMoV合金管相比,具有更高的抗氧化性及熱強性。12Cr1MoV鋼的蠕變極限與持久強度值很接近,并在持久拉伸的情況下具有高的塑性;鋼的工藝性與焊接性良好,但焊前需預熱至300℃,焊后需除應力處理。12Cr1MoV合金鋼主要在正火及高溫回火后使用,用以制造高壓設備中工作溫度不超過570~585℃的過熱鋼管、導管、蛇形管及其它相應的鍛件。合金結構鋼。統一數字代號:A31132。標準:GB/T3077-1999化學成分:C:0.08~0.15 ,Si:0.17~0.37,Mn:0.40~0.70,Cr:0.90~1.20,Mo:0.25~0.35,V:0.15~0.30主要特性:此鋼與12CrMoV鋼相比,具有更高的抗氧化性及熱強性。此鋼的蠕變極限與持久強度值很接近,并在持久拉伸的情況下具有高的塑性;鋼的工藝性與焊接性良好,但焊前需預熱至300℃,焊后需除應力處理。是高壓、超高壓、亞臨界電站鍋爐過熱器、集箱和主蒸氣導管廣泛采用的鋼種。580℃時仍具有高的熱強性和抗氧化性能,有較高的持久塑性。生產工藝較簡單,焊接性能良好,但對正火冷卻速度較敏感。580℃長期使用會產生珠光體球化。這種鋼主要在正火及高溫回火后使用,用以制造高壓設備中工作溫度不超過570~585℃的過熱鋼管、導管、蛇形管及其它相應的鍛件。
合金元素對鋼的機械性能的影響:1.對退火狀態下鋼的機械性能的影響結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶于鐵素體中,形成合金鐵素體,依靠固溶強化作用,提高強度和硬度,但同時降低塑性和韌性。2.對退火狀態下鋼的機械性能的影響由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移,從而使組織中的珠光體的比例增大,使珠光體層片距離減小,這也使鋼的強度增加,塑性下降。但是在退火狀態下,合金鋼沒有很大的優越性。由于過冷奧氏體穩定性增大,合金鋼在正火狀態下可得到層片距離更小的珠光體,或貝氏體甚至馬氏體組織,從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大,而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。3.對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用顯著,因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體,回火時析出碳化物,造成強烈的第二相強化,同時使韌性大大改善,故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經濟和有效的綜合強化方法。合金元素加入鋼中,首要的目的是提高鋼的淬透性,保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性,使馬氏體的保持到較高溫度,使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣,在同樣條件下,合金鋼比碳鋼具有更高的強度。
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