標準:GB/T 3077-1999
【主要特性】
40Mn2合金結構鋼是一種中碳調質錳鋼,鋼的強度、塑性和耐磨性都較高,可切削性及熱處理工藝性能亦好,在油中臨界淬透直徑達8.5~23mm,在水中臨界淬透直徑達20~42mm;但存在回火脆性和過熱敏感性,而且淬火時易于開裂。此鋼有白點敏感性,冷變形塑性不高,焊接性差,需要預熱到100~425℃后方可焊接。
【應用舉例】
一般在調質狀態下使用,可用于制造重負荷條件下工作的零件,如軸、曲軸、車軸、活塞桿、蝸桿、杠桿、連桿、有負荷的螺栓、螺釘、加固環、彈簧以及其它調質件。一般用于直徑小于50mm的小截面重要零件時,這種鋼的靜強度及疲勞性能均與40Cr鋼相當,故可作40Cr的代用鋼。
合金鋼的分類
合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼。
?、僬{質結構鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%~0.55%,對于既定截面尺寸的結構件,在調質處理(淬火加回火)時,如果沿截面淬透,則力學性能良好,如果淬不透,顯微組織中出現有自由鐵素體,則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等,回火后應快冷。這類鋼的淬火臨界直徑,隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為 60~100mm,常用于制造承受較大載荷的軸、連桿等結構件。
?、诒砻嬗不Y構鋼 用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含碳量應低,一般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以保證適宜的淬透性。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳或碳氮共滲鋼,經850~950℃滲碳或碳氮共滲后,淬火并在低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼經氮化處理(480~580℃),直接使用,不再經淬火與回火處理。
合金鋼生產工藝
根據鋼種和鋼的質量要求,合金結構鋼的冶煉,可采用氧氣頂吹轉爐、平爐、電弧爐;或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可采用連鑄或模鑄。鋼錠應緩慢冷卻或熱送鍛造、軋制。鋼錠加熱時,應力求溫度均勻并有足夠的保溫時間,以改善偏析缺陷和避免鍛、軋時變形不均勻;鍛、軋后的鋼材,尺寸小的、特別是含碳0.2%左右的滲碳鋼,在600℃以上時應快速冷卻,以免加重帶狀組織;截面較大的鍛件,應采取措施消除內應力和白點。調質鋼應盡可能淬火成馬氏體組織,然后回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現連續網狀碳化物;氮化鋼必需先經熱處理得到所需的性能,再經后精加工才能進行氮化。氮化處理后除將脆薄的“白層”研磨除去外,不再加工。
其他信息
合金結構鋼可分為普通合金結構鋼和特殊用途合金結構鋼。前者包括低合金高強度鋼、低溫用鋼、超高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼和非調質鋼;后者包括彈簧鋼、滾珠軸承鋼、易切削鋼、冷沖壓鋼等。
要求具有較高的屈服強度、抗拉強度和疲勞強度,還有足夠的塑性和韌性。
一般采用電弧爐和氧氣頂吹轉爐冶煉,要求高的采用爐外精煉、電渣重熔或真空處理、真空感應爐冶煉或雙真空冶煉、合適的熱處理。
合金結構鋼的合金元素含量都相當高,主要有耐蝕鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼以及具有其他特殊物理和化學性能的特殊鋼。
合金結構鋼廣泛用于船舶、車輛、飛機、導彈、兵器、鐵路、橋梁、壓力容器、機床等結構上。
合金結構鋼比碳素鋼有更好的力學性能,特別是熱處理性能優良。
其牌號通常是以“數字+元素符號+數字”的方法來表示。牌號中起首的兩位數字表示鋼的平均含碳量的萬分數,元素符號及其后的數字表示所含合金元素及其平均含量的百分數。
若合金元素含量小于1.5%,則不標其含量。
高級優質鋼在牌號尾部增加符號“A”例如,16Mn、20Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等。
合金結構鋼細分類與統一數字代號
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