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锻造材料简析几种常见的锻造用钢

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锻造用钢可分为碳素钢、低合金钢、中合金钢和高合金钢等,不同的钢又有不同的性质和用途。如用于制造热锻模的5CrMnMo、3Cr2W8V钢;用于医疗工具的1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13钢;用于耐腐零件的1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti钢;用于耐磨零件的Mn13钢;用于高温零件的5CrMo、4Cr10Si2Mo钢;或者用于筒锻件的、L、、L、、45、42CrMo、27SiMn、40CrNiMo、40Cr、QB/C/D/E、GCr15钢等;或者用于齿轮锻件的40Cr、42CrMo、20CrMnMo、20CrMnTi、42CrMo、40Cr钢等。

这里节选几种常见的锻造用钢,进行简单的分析。

1.20SiMn

具有一定的强度和韧性,机加工性能良好,焊接性能良好。可代替27SiMn和45钢;适用于电渣焊、单体液压支柱和大截面壁厚零件;抗拉强度≥;屈服强度≥;伸长率≥14;冲击功≥39;截面尺寸(直径或厚度):~mm;常用热处理方式:正火+回火。2.35SiMn

有较高的强度、耐磨性、韧性和耐疲劳性能,切削性良好,淬透性好,焊接性能差,冷变形的塑性中等。经济性好,可完全代替40Cr,亦可部分代替40CrNi钢;一般用于各种中小型轴类及齿轮,如传动齿轮、主轴、心轴、转轴、连杆、蜗杆、电车轴、发电机轴、曲轴、飞轮、轮毂、叶轮、锄铲柄、犁辕、薄壁无缝钢管。各种重要紧固件和大小锻件;抗拉强度≥MPa;屈服强度≥MPa;伸长率≥15;冲击功≥47;常用热处理方式:淬火度,水冷,回火度,水冷或油冷。3.50SiMn

较高的强度和良好的韧性,耐腐蚀性能好、耐高温氧化、容易塑性加工、表面光洁度高、回火脆性敏感。可以代替40Cr;多用于大型齿圈、车轮及中小截面轴类零件。4.16MnCr

从德国引进的一种齿轮钢,相当于我国的16CrMnH,有较好的淬透性和良好的切削性,表面硬度高、耐磨性高、低温冲击韧度也较高;常用于尺寸较大的部件,如齿轮、齿轮轴、蜗杆、密封轴套、汽轮机油封、汽油套和螺栓等;抗拉强度-;屈服强度;伸长率9;硬度≤HB;热处理规范:℃油淬+℃油淬,℃回火。5.20MnCr

从德国引进的一种渗碳钢,相当于我国的20CrMn,可以作调质钢用。淬透性较好,热处理变形小,低温韧性好,切削加工性能良好,但焊接性较差;可作断面不大、承受中等压力而又无大冲击负荷的零件,如齿轮、轴类、连杆、转子、套筒、摩擦轮、蜗杆、主轴、联轴器、万向联轴器、调速器的套筒和高压容器盖板的螺栓等;抗拉强度;屈服强度;伸长率13;冲击韧性值73;硬度HB;热处理规范:℃油淬+℃油淬,℃回火。6.20CrMnTi

渗碳钢。淬透性较高,切削加工性好,加工变形微小,抗疲劳性能好。具有较高的低温冲击韧性,焊接性中等;多用于汽车传动齿轮,可作齿轮、齿轮轴、齿圈、十字头等;截面30mm的重要零件,如齿轮、齿圈、齿轮轴、滑动轴承、主轴、爪形离合器、蜗杆、十字头等;抗拉强度≥();屈服强度≥(85);伸长率≥10;冲击功≥55;冲击韧性值≥69(7);硬度≤HB;热处理规范:淬火:第一次℃,第二次℃,油冷;回火℃,水冷、空冷。7.20MnMo

焊接性能良好。与SA-3cl.2钢的化学成分十分相近;用于中温高压容器,如封头、底盖、筒体等;抗拉强度≥;屈服强度≥;伸长率≥14;冲击功≥31。8.25CrMo4

强度和韧性较高,淬透性较高,无回火脆性,焊接性相当好,形成冷裂的倾向很小,可切削性及冷应变塑性良好。一般在调质或渗碳淬火状态下使用,用于制造在非腐蚀性介质及工作温度低于℃、含有氮氢混合物的介质中工作的高压管及各种紧固件、较高级的渗碳零件,如齿轮、轴、压板、活塞连杆等;抗拉强度≥(90);屈服强度≥(70);伸长率≥12;冲击功≥35;冲击韧性值≥98(10);硬度≤HB;热处理规范:淬火℃,水冷、油冷;回火℃,水冷、油冷。9.35CrMo

高温下蠕变强度高与持久性高,长期工作温度可达℃;冷变形时塑性中等,焊接性差;低温至-摄氏度,具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度,淬透性良好,无过热倾向,淬火变形小,冷变形时塑性尚可,切削加工性中等,但有第一类回火脆性,焊接性不好,焊前需预热至~摄氏度,焊后热处理以消除应力。一般在调质处理后使用,也可在高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用;主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件,如大截面齿轮、重型传动轴、汽轮发动机转子、主轴、支承轴、齿轮、机轴、曲轴、锤杆、连杆、紧固件、高压无缝厚壁的导管等;抗拉强度≥();屈服强度≥(85);伸长率≥12;断面收缩率≥45;冲击功≥63;冲击韧性值≥78(8);硬度≤HB;热处理规范:淬火℃,油冷;回火℃,水冷、油冷。10.42CrMo

具有良好的机械性能及可加工性,强度和淬透性比35CrMo高;用来制造较35CrMo钢强度更高或调质断面更大的锻件,如机车牵引的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、连杆、减速器、连接轴万向联轴器及8.8级,直径至mm螺栓、螺母、垫圈等;退火硬度~HB,淬火硬度≥60HRC; 11.50CrMo

强度和淬透性比42CrMo高,一般在调质后应用。可代替含镍较高的调质钢;用于制造比42CrMo钢强度更高或断面更大的锻件,如机车牵引用大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、发动机气缸、1~0m石油深井钻杆接头、打捞工具、活塞杆及8.8级直径~mm紧固件;热处理工艺:淬火°;冷却剂:油;回火温度°;冷却剂:水、油;抗拉强度MPa;屈服点MPa;伸长率12,断面收缩率45,冲击吸收功63;12.20CrMnMo

高级渗碳钢,强度高于15CrMnMo;塑性及韧性稍低,淬透性及力学性能比20CrMnTi高;淬火低温回火后具有良好的综合力学性能和低温冲击韧度;渗碳淬火后具有较高的抗弯强度和耐磨性能,但磨削时易产生裂纹;焊接性不好,适于电阻焊接,焊前需预热,焊后需回火处理;切削加工性和热加工性良好。可代替12Cr2Ni4使用;常用于制造高硬度、高强度、高韧性、耐磨的较大重要渗碳件,如曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮轴、齿轮、销轴等;抗拉强度≥;屈服点≥;断后伸长率≥10;断面收缩率≥45;冲击吸收功≥55;布氏硬度≤;热处理:淬火加热温度℃;回火加热温度℃;13.18MnMoNb

耐高温~℃以下,焊接和加工性能良好;常用于化工高压容器、水压机工作缸、水轮机大轴等。锅炉和压力容器专用的低合金结构钢。具有较高的强度和屈强比,热加工性能和中温性能较好,生产工艺较简单,焊接性能良好,耐热性较高。用于制造高压锅炉汽包及大型化工容器;也用作水轮机和水轮发电机大轴以及交直流电机轴等;抗拉强度≥;屈服强度≥;伸长率17;室温冲击韧性值69;热处理规范:一般正火+回火处理:~℃正火,保温1.5min~2.0min/mm,~℃回火,保温5min~7min/mm,空冷。14.42MnMoV

调质低合金钢。可代替42CrMo;主要用于制作轴和齿轮等;表淬硬度45~55HRC;抗拉强度≥;屈服强度≥;伸长率≥12;断面收缩率≥40;冲击功≥31;硬度-HB。




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