钢材的性能.docx
- 文档编号:24593007
- 上传时间:2023-05-29
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:24.79KB
钢材的性能.docx
《钢材的性能.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢材的性能.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
钢材的性能
40#钢性能:
是强度较高的一种中碳优质钢,因淬透性差,一般以正火状态使用,机械性能要求较高时,采用调质处理。
冷变形塑性中等,退火和正火的切削加工性比调质的好。
用于制造强度要求较高的零件,如齿轮、轴、活塞销等和受力不很大的机械加工件、锻件、冲压件和螺栓、螺母、管接
●化学成份:
碳C:
0.42~0.50
硅Si:
0.17~0.37
锰Mn:
0.50~0.80
硫S:
≤0.035
磷P:
≤0.035
铬Cr:
≤0.25
镍Ni:
≤0.25
铜Cu:
≤0.25
●力学性能:
抗拉强度σb(MPa):
≥600(61)
屈服强度σs(MPa):
≥355(36)
伸长率δ5(%):
≥16
断面收缩率ψ(%):
≥40
冲击功Akv(J):
≥39
冲击韧性值αkv(J/cm2):
≥49(5)
硬度:
未热处理,≤229HB;退火钢,≤197HB
试样尺寸:
试样尺寸为25mm
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:
正火,850℃;淬火,840℃;回火,600℃
30#钢性能:
30号钢调质后硬度的硬度在热处理时是可以控制的,一般常用的硬度为HRC30左右,硬度不影响焊接性能,评价是否影响焊接,主要是看钢的含碳量及在焊接时的淬硬的影响,所以焊接时要缓慢冷却,或做消除应力处理.做任何直径的轴都可以.
试述中碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数量较高(含碳量0.25%~0.5%),并加入适量的合金元素(Mn、Si、Cr、Ni、B、Mo、W、V、Ti等)以保证钢的淬透性,再通过调质处理以获得综合性能较好的高强钢称为中碳调质钢,常用牌号有30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、35CrMoA、35CrMoVA、34CrNi13MoA、40CrNiMoA等。
中碳调质钢的屈服点可达到880~1176MPa,但焊接性较差,主要表现在:
⑴焊接热影响区的脆化和软化 首先,由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多,钢的淬硬倾向大,在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体,导致严重脆化。
其次,热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域,将出现强度、硬度低于母材的软化区。
⑵裂纹倾向严重 中碳调质钢的淬硬倾向大,热影响区产生的马氏体组织,增大了焊接接头的冷裂倾向。
此外,中碳调质钢的碳及合金元素含量高,熔池的结晶温度区间大,偏析严重,因而具有较大的热裂纹敏感性。
23 试述中碳调质钢的焊接工艺。
常用的各种熔焊方法,都可以适用于焊接中碳调质钢。
⑴预热及后热 除了拘束度小、构造简单的薄壳结构不用预热外,中碳调质钢都应采取焊前预热和后热措施,预热温度约为200~350℃后热温度为300℃左右。
如果焊后不能及时进行调质处理,则必需在焊后及时进行中间热处理,即在等于或高于预热温度下进行保温一段时间的热处理,如低温回火或650~680℃高温回火。
若焊件焊前处于调质状态,其预热温度、层间温度及热处理温度都应比母材淬火后的回火温度低50℃。
进行局部预热时,应在焊缝两侧各100mm范围内均匀加热。
⑵焊接材料 为了防止产生热裂纹,要求采用低碳焊丝,焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内,最高不超过0.25%,并且控制硫、磷的质量分数应小于0.03%~0.035%。
焊接中碳调质钢焊条的选用,见表16。
表中HTJ-1及HTJ-4焊条涂料只起稳弧作用,焊缝金属的力学性能和抗裂性能较差,只适用于受力小、待焊处可达性不好及要求变形小的30CrMnSiA钢薄板的焊接。
⑶焊接线能量 中碳调质钢宜用小线能量焊接,以有利于减少淬火区的高温停留时间,降低奥氏体的晶粒长大,从而降低淬火区的脆化程度。
表16 焊接中碳调质钢的焊条选用焊条牌号焊 芯直径(mm)焊接钢种HTJ-4(钛型)H08A1.6~4.025CrMnSiA30CrMnSiAHTJ-1(钛型)H08CrMoAHTJ-2(低氢型)H08CrMoA1.6~4.030CrMnSiA40CrMnSiMoVAHTJ-3(低氢型)H08CrMoA1.6~6.025CrMnSiA30CrMnSiA
以上是低碳调质钢30CrMnSiNi2的详细信息,如果您对低碳调质钢30CrMnSiNi2的价格、厂家、型号、图片有什么疑问,请联系我们获取低碳调质钢30CrMnSiNi2的最新信息。
20#钢性能:
20钢与20Cr钢性能对比
20钢的性能特点
20钢是普通低碳钢,强度低,塑性与韧性好,切削加工性与焊接工艺性能较好,价格便宜。
常在正火之后采用冷挤压成形方法制造塑料模具,再经渗碳或碳氮共渗+淬火、低温回火处理,使模具表面呈现很高的硬度与耐磨性,同时心部保持较好的强韧性。
由于钢不含合金元素,所以淬透性低,不适宜制造尺寸较大的塑料模具。
20钢主要化学成分(质量分数)为:
0.17%~0.23%C、0.17%~0.37%Si、0.35%~0.65%Mn、≤0.25%Cr、≤0.30%Ni、≤0.25%Cu、≤0.035%P、≤0.035%S。
其相变点为:
Ac1735℃、Ac3855℃、Ar1680℃、Ar3835℃。
20钢始锻温度1200~1250℃,终锻温度800℃,锻造后空气中冷却。
20Cr钢的性能特点
20Cr钢为常用的渗碳型塑料模具钢,其淬透性高于20钢,油淬得到半马氏体组织的截面直径尺寸为20~30mm。
20Cr钢经淬火、低温回火处理,可获得综合力学性能,低温冲击韧性好,回火脆性不明显。
因不含细化晶粒的元素,20Cr钢经渗碳或碳氮共渗后,晶粒较粗大,需经二次淬火处理,以改善心部的强韧性。
在正火处理硬度为170~217HBS时,切削加工性能为65%。
20Cr钢焊接性能中等,冷塑性变形性能中等,常采用冷挤压成形方法来制造模具随后再经渗碳或碳氮共渗+淬火、低温回火处理,使模具表面呈现很高的硬度与耐磨性,同时心部保持较好的强韧性,满足模具使用要求。
20Cr钢适宜制造耐磨性高、尺寸不大的塑料模具。
20Cr钢主要化学成分(质量分数)为:
0.18%~0.24%C、0.17%~0.37%Si、0.50%~0.80%Mn、0.70%~1.00%cr、≤0.035%P、≤0.035%S。
其相变点为:
Ac1765℃、Ac3836℃、Ar1702℃、Ar3799℃。
其始锻温度1200℃,终锻温度800℃,锻造后堆积冷却。
20Cr钢中加入Cr元素,主要是提高钢的淬透性。
淬火加热时,Cr、Mn、Si元素完全固溶于奥氏体中,提高钢的淬透性。
淬火后,Cr、Mn、Si元素固溶强化基体组织,并改善基体组织的回火稳定性。
低温回火时,部分Cr、Mn元素从基体组织中扩散到析出渗碳体Fe3C中,形成合金渗碳体(Cr、Mn、Fe)3C,改善其硬度。
1、中碳钢:
代表钢种有30、35、40、45,也有ML30、ML35、ML40、ML45,有较稳定的室温性能,用于中小结构件、紧固件、传动轴、齿轮等。
2、锰钢:
代表钢种40Mn2、50Mn2。
有过热敏感性、高温回火脆性,水淬易开裂,淬透性较碳钢高。
3、硅锰钢:
代表钢种35SiMn、42SiMn。
疲劳强度高,有脱碳和过热敏感性及回火脆性。
用于制造中速、中高等负荷但冲击不大的齿轮、轴、转轴、连杆、蜗杆等,也可制造400℃以下紧固件。
4、硼钢:
代表钢种40B、45B、50BA、ML35B。
淬透性高,综合机械性能高于碳钢,与40Cr相当用于制造截面尺寸不大的零件、紧固件等。
5、锰硼钢:
代表钢种40MnB。
淬透性稍高于40Cr,高的强度、韧性及低温冲击韧性,有回火脆性。
40MnB常用来代替40Cr制造大截面零件,代替40CrNi制造小件;45MnB代替40Cr、45Cr;45Mn2B代替45Cr和部份代替40CrNi、45CrNi作重要的轴,也有ML35MnB用于紧固件生产。
6、锰钒硼钢:
代表钢种20MnVB、40MnVB、。
调质性能和淬透性优于40Cr,过热倾向小,有回火脆性。
常用来代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的调质件,也有用中小规格10.9级以下螺栓的、ML20MnVB。
7、锰钨硼钢:
代表钢种40MnWB。
良好的低温冲击性能,无回火脆性。
与35CrMo、40CrNi相当,用于制造70mm以下的零件。
8、硅锰钼钨钢:
代表钢种35SiMn2MoW。
有较高的淬透性,以50%马氏体计算,水淬直径180,油淬直径100;淬裂倾向、回火脆性倾向小;具有高强度和高韧性。
可代替35CrNiMoA、40CrNiMo,用于制造大截面、重负荷的轴、连杆及螺栓。
9、硅锰钼钨钒钢:
代表钢种37SiMn2MoWVA。
水淬直径100,油淬直径70;良好的回火稳定性、低温冲击韧性,较高的高温强度,回火脆性也较小,用于制造大截面的轴类零件。
10、铬钢:
以40Cr及ML40Cr为代表。
淬透性较好,水淬28-60mm,油淬15-40mm。
较高的综合机械性能,良好的低温冲击韧性,低的缺口敏感性,有回火脆性。
用于制造轴、连杆、齿轮及螺栓。
11、铬硅钢:
代表钢种38CrSi。
淬透性优于40Cr,强度和低温冲击较高,回火稳定性较好,回火脆性倾向较大。
常用于制造30-40mm的轴、螺栓以及模数不大的齿轮。
12、铬钼钢:
代表钢种30CrMoA、42CrMo、ML30CrMo、ML42CrMo。
水淬30-55mm,油淬15-40mm;高的室温机械性能和较高的高温强度,良好的低温冲击;无回火脆性。
用于制造截面较大的零件,高负荷的螺栓、齿轮及500℃以下的法兰盘、螺栓;400℃以下的导管、紧固件。
42CrMo淬透性较30CrMoA高,用于制造强度更高、截面更大的零件。
13、铬锰钼钢:
代表钢种40CrMnMo。
油淬直径80mm,具有较高的综合机械性能,回火稳定性好。
用于制造截面较大的重负荷齿轮及轴类零件。
14、锰钼钒钢:
代表钢种30Mn2MoWA。
具有良好的淬透性:
水淬达到150mm,心部组织为上、下贝氏体加少量马氏体;油淬70mm,心部95%以上的马氏体;良好的低温冲击韧性,低的缺口敏感性及较高的疲劳强度。
用于制造80mm以下的重要件。
15、铬锰硅钢:
代表钢种30CrMnSiA。
水淬40-60mm(95%的马氏体),油淬25-40mm。
强度、冲击韧性高,有回火脆性。
用于制造高压鼓风机叶片、阀板、离合器摩擦片、轴及齿轮等。
16、铬镍钢:
代表钢种40CrNi和45CrNi。
水淬达到40mm,油淬15-25mm;良好的综合机械性能,良好的低温冲击韧性,回火脆性倾向小。
30CrNi3A淬透性较高,综合机械性能好,有白点敏感性和回火脆性。
用于制造截面较大的曲轴、连杆、齿轮、轴及螺栓等。
17、铬镍钼钢:
代表钢种40CrNiMoA。
具有优良的综合机械性能,低温冲击韧性高,缺口敏感性低,无回火脆性。
用于制造较大的曲轴、轴、连杆、齿轮、螺栓及其它受力较大、形状复杂的零件。
18、铬镍钼钒钢:
代表钢种45CrNiMoVA。
强度高,回火稳定性好,油淬达到60mm(95%马氏体)。
用于制造振动载荷下的重型汽车弹性轴及扭力轴等。
【MechNet】
调质处理
淬火+高温回火=调质
钢的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面热处理等方法。
其中回火又包括调质处理和时效处理。
钢的回火:
将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却称为回火。
其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。
回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。
回火多与淬火、正火配合使用。
调质处理:
淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。
高温回火是指在500-650℃之间进行回火。
调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性能。
调质处理后得到回火索氏体。
回火索氏体(temperedsorbite)是马氏体于回火时形成的,在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来,其为铁素体基体内分布着碳化物(包括渗碳体)球粒的复合组织。
它也是马氏体的一种回火组织,是铁素体与粒状碳化物的混合物。
此时的铁素体已基本无碳的过饱和度,碳化物也为稳定型碳化物。
常温下是一种平衡组织。
时效处理:
为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。
对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。
调质常常应用在中碳(低合金)结构钢,也用在低合金铸钢中。
总之对力学要求高的结构零部件都要进行调质处理。
hardeningandtempering;thermalrefining金属材料热处理工艺之一。
材料在淬火后高温回火叫调质处理。
目的是使钢件有很高的韧性和足够的强度,具有综合的优良机械性能。
例如立轴、丝杠、齿轮等。
一般是在零件加工后进行,也可将粗坯调质后再进行机械加工。
优质碳素结构钢化学成分和力学性能
根据GB699-1999,按统一数字代号和牌号规定的化学成分和物理性能见以下各表:
表1:
化学成分
序号
统一
数字
代号
牌号
化学成分.%
C
Si
Mn
Cr
Ni
Cu
不大于
1
U20080
08F
0.05~O.11
≤0.03
0.25~0.50
0.10
0.30
0.25
2
U20100
10F
O.07~0.13
≤0.07
O.25~0.50
0.15
0.30
0.25
3
U20150
15F
0.12~0.18
≤0.07
O.25~0.50
0.25
O.30
0.25
4
U20082
08
0.05~0.11
0.17~0.37
O.35~0.65
0.10
O.30
0.25
5
U20102
10
O.07~O.13
0.17~0.37
O.35~0.65
O.15
O.30
0.25
6
U20152
15
0.12~0.18
O.17~0.37
0.35~0.65
O.25
O.30
0.25
7
U20202
20
0.17~0.23
0.17~0.37
O.35~0.65
O.25
O.30
0.25
8
U20252
25
O.22~0.29
O.17~0.37
0.50~0.80
O.25
0.30
0.25
9
U20302
30
0.27~0.34
0.17~0.37
O.50~0.80
O.25
O.30
0.25
10
U20352
35
0.32~0.39
O.17~0.37
0.50~0.80
O.25
O.30
0.25
11
U20402
40
0.37~0.44
O.17~0.37
0.50~0.80
0.Z5
O.30
0.25
12
U20452
45
O.42~O.50
O.17~0.37
0.50~0.80
O.25
O.30
0.25
13
U20502
50
O.47~0.55
O.17~0.37
O.50~0.80
O.25
O.30
0.25
14
U20552
55
O.52~0.60
0.17~0.37
0.50~0.80
O.25
0.30
0.25
15
U20602
60
O.57~0.65
0.17~0.37
0.50~0.80
0.25
O.30
0.25
16
U20652
65
0.62~0.70
O.17~0.37
0.50~0.80
O.25
O.30
0.25
17
U20702
70
O.67~0.75
O.17~0.37
0.50~0.80
0.25
0.30
0.25
18
U20752
75
O.72~0.80
0.17~0.37
0.50~0.80
O.25
0.30
0.25
19
U20802
80
O.77~0.85
O.17~0.37
0.50~0.80
0.25
0.30
0.25
20
U20852
85
O.82~0.90
0.17~0.37
0.50~0.80
0.25
O.30
0.25
21
U21152
15Mn
O.12~0.18
0.17~0.37
O.70~1.00
0.25
O.30
0.25
22
U21202
20Mn
0.17~0.23
0.17~0.37
0.70~I.00
0.25
O.30
0.25
23
U21252
25Mn
0.22~0.29
0.17~0.37
O.70~1.00
O.25
O.30
0.25
24
U21302
30Mn
O.27~0.34
0.17~0.37
O.70~1.00
O.25
O.30
0.25
25
U21352
35M13
O.32~0.39
0.17~0.37
O.70~1.00
O.25
0.30
0.25
26
U21402
40M13
O.37~0.44
0.17~0.37
0.70~1.00
0.25
O.30
0.25
27
U21452
45Mn
O.42~0.50
O.17~0.37
O.70~1.00
0.25
O.30
0.25
28
U21502
50Mn
0.48~0.56
0.17~0.37
O.70~1.00
O.25
O.30
0.25
29
U21602
60Mn
0.57~O,65
0.17~0,37
O.70~1.00
O.25
O.30
0.25
30
U21652
65M13
O.62~0.70
0.17~0.37
O.90~1.20
O.25
O.30
0.25
31
U21702
70M13
0.67~0.75
0.17~0.37
O.90~1.20
O.25
O.30
0.25
注:
表1所列牌号为优质钢。
如果是高级优质钢,在牌号后面加“A”(统一数字代号最后一位数字改为“3”);如果是特级优质钢,在牌号后面加。
E”(统一数字代号最后一位数字改为“6”);对于沸腾钢,牌号后面为“F”
(统一数字代号最后一位数字为“0”);对于半镇静钢,牌号后面为“b”(统一数字代号最后~位数字为“1”)
冷冲压用沸腾钢含硅量不大于0.03%。
氧气转炉冶炼的钢其含氮量应不大于0.008%。
供方能保证合格时,可不做分析。
经供需双方协议,08~25钢可供应硅含量不大于0.17%的半镇静钢,其牌号为08b25b。
钢材(或坯)的化学成分允许偏差应符合GB/T222--1984标准中表2的规定。
表2
组 别
P
S
不大于,%
优质钢
0.035
0.035
高级优质钢
0.030
O.030
特级优质钢
0.025
0.020
切削加工用钢材或冷拔坯料用钢材交货状态硬度应符合表3规定。
不退火钢的硬度,供方若能保证合格时,可不作检验。
高温回火或正火后的硬度指标,由供需双方协商确定。
表3
序号
牌号
试样
毛坯
尺寸
mm
推荐热处理.C
力学性能
钢材交货状态硬度
HBSlO/3000
不大于
正火
淬火
回火
σb
MPa
σs
MPa
δ5
%
ψ
%
Aku2
J
不小于
未热处理钢
退火钢
1
08F
25
930
295
175
35
60
131
2
10F
25
930
315
185
33
00
137
3
15F
25
920
355
205
29
55
143
4
08
25
930
325
195
33
60
131
5
10
25
930
335
205
3l
00
137
6
15
25
920
375
225
27
55
143
7
20
25
910
410
245
25
55
1S6
8
25
25
900
870
600
450
275
23
50
71
170
9
30
25
880
860
600
490
295
21
50
63
179
10
35
25
870
850
600
530
315
20
45
55
197
11
40
25
860
840
600
570
335
19
45
47
217
187
12
45
25
850
840
600
600
355
16
40
39
229
197
13
50
25
830
830
600
630
375
14
40
31
241
207
14
55
25
820
820
600
645
380
13
35
255
217
15
60
25
810
675
400
12
35
255
229
16
65
25
810
695
410
10
30
255
229
17
70
25
790
715
420
9
30
269
, 229
18
75
试样
820
480
1080
880
7
30
285
241
19
80
试样
820
480
1080
93()
6
30
285
241
20
85
试样
820
480
1130
980
6
30
302
255
21
15Mn
25
920
410
245
26
55
l63
22
20Mn
25
910
450
275
24
50
197
23
25M13
25
900
870
600
490
295
22
50
71
207
24
30Mn
25
880
860
600
540
315
20
45
63
217
187
25
35Mrl
2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢材 性能