40Cr是我国GB的标准钢号,40Cr钢是机械制造业使用广泛的钢之一。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。
40Cr的介绍
我国GB的标准钢号是40Cr;
德国DIN标准材料编号1.7035/1.7045、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。
【临界点温度】
(近似值) Ac3=780℃
【正火规范】
温度850~870℃,硬度179~229HBW。
【冷压毛坯软化处理规范】
温度740~760℃,保温时间4~6h,再以5~10℃/h的冷速,降温到≤600℃,出炉空冷。
处理前硬度≤217HBW,软化后硬度≤163HBW。
【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153HBW。
【调质处理规范】
淬火温度850℃ ±10℃,油冷;回火温度520℃±10℃,水、油、空冷。
用途
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。
【 供货状态及硬度】
退火态,硬度≤207HBW
毛坯和材料
(一).轴类零件的毛坯
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。
根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。
(二).轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
40Cr是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。
40Cr广泛用于机械制造,这种钢的机械性能很好。这是一种中碳合金钢,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,又希望发挥40CrX越的机械性能,常将40Cr调质后进行表面高频淬火处理,硬度可达55-58HRC,这样就能得到需要的高的表面硬度又保持了心部好的韧性。
40Cr弹性模量E(20℃) /MPa 200000~211700 ,切变模量G(20℃) 80800
40Cr淬火850℃,油冷;回火220℃,水冷、油冷、空冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC,火焰淬火能达到48-55HRC。
40Cr淬火850℃,油冷;回火220℃,水冷、油冷、空冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC,火焰淬火能达到48-55H
40Cr淬火850℃,油冷;回火220℃,水冷、油冷、空冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC,火焰淬火能达到48-55HRC。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X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。
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。