20CrMnTi渗碳钢和40Cr对比
40cr材料性能
40cr材料性能
40Cr材料性能。
40Cr是一种常用的合金结构钢，具有良好的机械性能和热处理性能。
它主要用于制造高强度和高硬度的零件，如齿轮、轴承、销轴等。
下面将对40Cr材料的性能进行详细介绍。
首先，40Cr钢的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)和铬(Cr)等元素。
其中碳的含量在0.37-0.44%，硅的含量在0.17-0.37%，锰的含量在
0.50-0.80%，磷的含量不超过0.035%，硫的含量不超过0.035%，铬的含量在0.80-
1.10%。
这些元素的合理配比使得40Cr钢具有较高的强度和硬度。
其次，40Cr钢经过适当的热处理可以获得良好的性能。
一般情况下，对40Cr 钢进行调质处理，即在860-880℃的温度下进行固溶处理，然后在油中或空气中进行淬火，最后进行回火处理。
经过这样的热处理工艺，40Cr钢可以获得高强度、高硬度和良好的韧性，适用于制造高负荷和高速旋转的零件。
此外，40Cr钢具有良好的耐磨性和耐蚀性。
在一定的工作条件下，40Cr钢零件的表面可以形成一层坚固的氧化膜，起到一定的防腐和耐磨作用。
因此，40Cr 钢常被用于制造耐磨、耐蚀的零件，如汽车传动轴、机械零件等。
总的来说，40Cr钢是一种性能优良的合金结构钢，具有高强度、高硬度、良好的热处理性能、耐磨性和耐蚀性。
在工程领域中得到广泛应用，为各种零件的制造提供了可靠的材料支持。
希望以上内容能够帮助您更好地了解40Cr材料的性能特点，如有任何疑问，欢迎随时与我们联系。
材料成型基础复习题 (1)
复习题一、填空题1．材料力学性能的主要指标有硬度、塑性、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度等2．在静载荷作用下，设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时，应使其承受的最大应力小于屈服强度，若使零件在工作中不产生断裂，应使其承受的最大应力小于抗拉强度。
3．ReL（σs）表示下屈服强度，Rr0.2（σr0.2）表示规定残余伸长强度，其数值越大，材料抵抗塑性性别能力越强。
4．材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率两种。
其中用断后伸长率表示塑性更接近材料的真实变形。
5．当材料中存在裂纹时，在外力的作用下，裂纹尖端附近会形成一个应力场，用应力强度因子KI来表述该应力场的强度。
构件脆断时所对应的应力强度因子称为断裂韧性，当K I >K I c6密排六方晶格三种。
7．亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体（F+P），随着碳的质量分数的增加，珠光体的比例越来越大，强度和硬度越来越高，塑性和韧性越来越差。
8．金属要完成自发结晶的必要条件是过冷，冷却速度越大，过冷度越大，晶粒越细，综合力学性能越好。
9．合金相图表示的是合金的_成分___ 、组成、温度和性能之间的关系。
10. 根据铁碳合金状态图，填写下表。
11．影响再结晶后晶粒大小的因素有加热温度和保温时间、杂质和合金元素、第二项点、变形程度。
12．热加工的特点是无加工硬化现象；冷加工的特点是有加工硬化现象。
13．马氏体是碳全部被迫固溶于奥氏体的饱和的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为+230~-50 。
14．退火的冷却方式是缓慢冷却，常用的退火方法有完全退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、等温退火和再结晶退火。
15．正火的冷却方式是空冷，正火的主要目的是细化金属组织晶粒、改善钢的机械性能、消除在锻轧后的组织缺陷。
16．调质处理是指淬火加高温回火的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的综合机械性能。
17．W18Cr4V钢是高速工具钢，其平均碳含量（Wc）为：1％。
20铬锰钛渗碳硬度
20CrMnTi（也称为20CrMnTi合金钢）是一种低碳合金钢，主要由铬（Cr）、锰（Mn）、钛（Ti）等元素组成。
这种钢常用于制造齿轮和其他机械零件，因为它具有良好的强度和耐磨性。
钢的硬度通常以洛氏硬度（Rockwell Hardness）来表示。
20CrMnTi钢的硬度通常在40-60 HRC（洛氏硬度）之间，具体的硬度取决于热处理条件和合金元素的含量。
以下是20CrMnTi钢在不同热处理状态下的硬度范围：
1. 退火状态：在退火状态下，20CrMnTi钢的硬度通常较低，约为20-30 HRC。
这种状态下的钢材具有较好的加工性和韧性。
2. 规范化状态：通过规范化处理，钢的硬度会略有提高，通常在30-40 HRC之间。
规范化可以提高钢的强度和硬度。
3. 淬火和回火状态：通过淬火（quenching）和回火（tempering）处理，可以使20CrMnTi 钢达到更高的硬度，通常在50-60 HRC之间。
淬火使钢材快速冷却以增加硬度，而回火则减轻脆性并提高韧性。
需要注意的是，确切的硬度取决于具体的热处理参数和处理时间，因此硬度值可能会有一定的变化。
在实际应用中，可以根据所需的性能要求选择适当的热处理条件来控制钢的硬度。
钢的淬透性
(3)钢的淬透性淬透性是钢的主要热处理工艺性能，它对合理选用材料及正确制定热处理工艺，具有十分重要的意义。
1)淬透性的概念淬透性，从组织上讲，是指钢淬火时全部或部分地获得马氏体组织的难易程度;从硬度上讲，是指钢淬火时获得较深淬硬层或中心被淬硬(淬透)的能力。
淬硬层越深，表明钢的淬透性越好。
从理论上讲，淬硬层深度应是工件整个截面上全部淬成马氏体的深度。
但实际上，一般规定从工件表面向里至半马氏体区(马氏体与非马氏体组织各占一半处)的垂直距离作为有效淬硬层深度。
用半马氏体处作淬硬层界限，只要测出截面上半马氏体硬度值的位置，即可确定出淬硬层深图 3-22 工件淬透层深度与冷却速度的关系示意图度。
零件淬火所能获得的淬硬层深度是变化的，随钢的淬透性、零件尺寸和形状以及工艺规范的不同而变化。
实际淬火工作中，如果整个截面都得到马氏体，即表明工件已淬透。
但大的工件经常是表面淬成了马氏体，而心部未得到马氏体，这是因为淬火时，表层冷却速度大于临界冷却速度V而K心部小于V的缘故，如图3-22所示。
K2)注意区分两对易混淆的概念?淬透性与淬硬性的区别淬透性:表明钢淬火时获得马氏体的能力。
过过冷奥氏体越稳定，C曲线越向右移，马氏体临界冷却速度V越小，钢的淬透性越好(越高)。
它主要取决于奥氏体合金含量。
k淬硬性:表示钢淬火后能达到最高硬度的能力。
淬火后硬度越高，淬硬性越好(越高)。
它主要取决于马氏体碳的质量分数，合金元素含量对淬硬性没有显著影响。
所以说，淬透性好的钢，其淬硬性不一定高。
例题1:比较T10 、20CrMnTi 、40Cr 三种钢的淬透性和淬硬性的高低。
请选择: 最高较高最低T10 20CrMnTi 40Cr最低最高较高淬透性最高最低较高淬硬性?淬透性和具体条件下具体零件的淬透层深度的区别在同样奥氏体条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但不能说同一种钢水淬与油淬时的有效淬透层深度相同。
钢的淬透层深度与钢的临界冷却速度、工件的截面尺寸和介质的冷却能力有关。
42CrMo、35CrMo、20#、40Cr、20Cr、25#
42CrMo、35CrMo、20#、40Cr、20Cr、25#42CrMo、35CrMo、20#、40Cr、20Cr、25#这些是材质名。
合⾦结构钢，简称合结钢。
42CrMo 35CrMo 40Cr 20Cr属于此类。
碳素结构钢，简称碳结钢。
20# 25#属于此类。
以下是针对提出的这⼏种材质的详细介绍。
42CrMo其对应国际标准组织牌号:42CrMo4；对应⽇本牌号：SCM440；对应德国牌号：42CrMo4；对应美国牌号：4140●特性及适⽤范围：强度、淬透性⾼，韧性好，淬⽕时变形⼩，⾼温时有⾼的蠕变强度和持久强度。
⽤于制造要求较35CrMo钢强度更⾼和调质截⾯更⼤的锻件，如机车牵引⽤的⼤齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极⼤的连杆及弹簧夹，也可⽤于2000m 以下⽯油深井钻杆接头与打捞⼯具等。
●化学成份：碳C ：0.38～0.45硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.50～0.80硫S ：允许残余含量≤0.035磷P ：允许残余含量≤0.035铬Cr：0.90～1.20镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.030钼Mo：0.15～0.25●⼒学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥1080(110)屈服强度σs (MPa)：≥930(95)伸长率δ5 (％)：≥12断⾯收缩率ψ (％)：≥45冲击功Akv (J)：≥63冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8)硬度：≤217HB试样尺⼨：试样⽑坯尺⼨为25mm35CrMo35CrMo钢主要特性：⾼温下具有⾼的持久强度和蠕变强度，低温冲击韧度较好，⼯作温度⾼温可达500摄⽒度，低温⾄-110摄⽒度，并具有⾼的静强度、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，焊接性不号，焊前需预热⾄150~400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。
颗粒机压辊40Cr与20CrMnti的区别
颗粒机压辊40Cr与20CrMnti的区别最近遇到很多用户咨询：颗粒机压辊材质40Cr与20CrMnti有什么区别？颗粒机压辊40Cr 好还是20CrMnti好？市面上颗粒机压辊的材质有好几种，比如：20CrMn，GCr15，C50，40Cr，弹簧钢，45#等等。
颗粒机压辊材质选哪个好？以下是个人观点分析，希望对大家能有帮助。
20CrMn（读：二零luo meng tai）20CrMn，属于低碳渗碳钢。
20CrMn是合金结构钢的牌号，20MnCr5为从德国引进的钢号,相当于我国的20CrMn钢，属于是渗碳钢，强度、韧性均高,淬透性良好。
热处理后所得到的性能优于20Cr。
含碳量：0.17～0.23，含铬量：0.90～1.20。
GCr15（读：Gluo15）GCr15又称为轴承钢，是一种最常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，经过淬火加回火后热处理后可获得高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
耐磨性优于GCr9，国外多用100Cr6。
C50C50属于优质中碳合金钢，加工容易，淬透性好，适用于制造耐磨性要求较高，动载荷及冲击作用较大的模具零件。
40Cr（读：四零luo）40Cr属于低淬透性调质钢、优质中碳合金钢，德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4，含碳0.37～0.45％，铬0.8～1.1％。
该钢价格适中，加工容易，淬透性高于45钢。
这种钢适于制造直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。
弹簧钢65Mn为弹簧钢的一种，牌号含义：65—含碳量0.65%（实际通常为0.62%～0.70%）；Mn—主加合金元素为锰（后面未标数知字表示含量小于1.5%），适用于制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等。
45#（读：四五钢）45#对应日标S45C，美标：1045，德标C45，属中碳钢，含碳C:0.42～0.50，铬Cr：≤0.25。
颗粒机压辊材质对比40Cr与20CrMn合结钢价格相差不多，20CrMn稍高一点，不同钢厂出的会有些差别的。
材料为20CrMnTi的齿轮与材料为40Cr的齿轮的区别
材料为20CrMnTi的齿轮与材料为40Cr的齿轮的区别
20CrMnTi属低碳合金钢，20CrMnTi材料的齿轮整体淬火是达不到HRC58-62的，一般该料加工齿轮的工艺是棒料锻造，然后利用锻造余热正火，或重新加热调质，硬度在HRC22-26之间，以利于切削加工，加工后再渗碳淬火，硬度可达HRC58-62，因渗碳淬火变形大，硬度高，必须磨齿达到加工精度。
表面渗碳淬火的好处很明显，一是增加齿面硬度以提高接触疲劳强度，且可以形成仿形硬度层，力学性能均匀，但是要控制渗碳深度，因为齿小很容易全齿渗碳，再一淬火整个齿硬而脆易崩齿；二是渗碳淬火组织会产生表面压应力，进一步提高齿轮的强度。
具体渗碳层与模数有一定的关系，可以参照机械设计手册。
20CrMnTi渗碳淬火，比40Cr调制具有更高的内部韧性，相比来说对于更好的防治齿根断裂的情况。
20CrMnTi渗碳淬火，硬度可达到HRC58-62心部硬度达到HB220-260，而40Cr齿面高频淬火最多表面硬度达到HRC45-52，所以20CrMnTi综合性能更强，更适合在高速情况下工作。
当然断齿也有可能跟加工或安装过程中的失误有关系，建议用红丹粉来检测下齿轮啮合的面积，以及改善齿轮啮合处的润滑环境，可否采用电磁润滑泵进行滴油润滑。
常用齿轮材料的选择及其热处理工艺总结
齿轮材料的选择及其热处理工艺1、齿轮材料的选择原则齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考：1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。
例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。
总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。
2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。
大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。
中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。
尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。
齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。
采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。
3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。
4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。
5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。
6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。
当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。
因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。
20crmnti介绍
20crmnti介绍20CrMnTi是渗碳钢,渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢.汽车上多用其制造传动齿轮.是中淬透性渗碳钢中Cr Mn Ti 钢,其淬透性较高,在保证淬透情况下,具有较高的强度和韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性.20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢.良好的加工性,加工变形微小,抗疲劳性能相当好.用途:用于齿轮,轴类,活塞类零配件等.用于汽车,飞机各种特殊零件部位.牌号：20CrMnTi标准：GB/T 3077-1999●特性及适用范围：是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。
用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。
是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。
化学成分●化学成份碳C：0.17～0.23硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.80～1.10铬Cr：1.00～1.30硫S：允许残余含量≤0.035磷P：允许残余含量≤0.035铬Cr：1.00～1.30镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.030钛Ti：0.04～0.10力学性能●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥1080(110)屈服强度σs (MPa)：≥835(85)伸长率δ 5 (%)：≥10断面收缩率ψ (%)：≥45冲击功Akv (J)：≥55冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7)硬度：≤217HB试样尺寸：试样毛坯尺寸为15mm 、热处理规范●热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。
20CrMnTi钢有无稀土渗碳热处理表面强化层的组织及性能研究
211管理及其他M anagement and other20CrMnTi 钢有无稀土渗碳热处理表面强化层的组织及性能研究陶思伟，张 鑫（大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司，辽宁 大连 116000）摘 要：20CrMnTi 钢作为一种常规渗碳钢，广泛应用于机械、汽车等行业。
本文以20CrMnTi 钢材料为研究对象，对比研究了普通热处理、渗碳热处理、稀土渗碳热处理不同表面热处理工艺条件下的表面强化层的组织及性能。
结果如下：在化学热处理中加入稀土元素在化学热处理中起到催渗的作用，可以有效的增加渗层深度、表面硬度和耐腐蚀性。
对比实验中不同热处理的表层硬度，稀土含量为5%的稀土渗碳热处理在加强表面硬度上是效果最显著的。
关键词：20CrMnTi ；表面热处理；组织；耐蚀性中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）01-0211-2收稿日期：2021-01作者简介：陶思伟，男，生于1987年，辽宁大连人，研究生，研究方向：特种设备材料。
20CrMnTi 作为一种常规渗碳钢，含碳量通常为0.17%~0.24%的低碳钢。
其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。
常规热处理有退火、正火、淬火、回火、调质和稳定化处理等等[1]。
金属材料表面化学热处理是表面合金化与热处理相结合的一种表面处理技术。
它是利用元素扩散性能，使合金元素渗人金属表面的一种热处理工艺。
常规的化学热处理有渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗和硼碳共渗等等[2，3]。
渗碳是金属材料最常见的一种热处理工艺，是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
工艺简单、成本低廉、性价比高[4]。
在渗碳剂里加入少量稀土元素可以改善渗碳剂的裂解、界面反应、扩散过程及内部原子结构，从而提高催渗效果，从而起到微合金化作用，改变渗层组织结构并细化组织，并在提高渗层深度强度和硬度的同时，韧性也得到一定程度的提高，可达到改善渗碳工艺的产品质量，提高产品性能的目的[5]。
40Cr,20Mn2,45#,35CrMo,2Cr13
40Cr基本信息根据标准GB/T 3077-1999 对应国外标准:JIS G4053 ASTM A29/ ISO 683-18:1996[1]化学成分牌号C Si Mn Cr Ni P S CU40C r 0.37~0.440.17~0.370.50~0.800.80~1.10≤0.030≤0.035≤0.035≤0.030[2]力学性能试样毛坯尺寸（mm）：25热处理：第一次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油第二次淬火加热温度（℃）：-回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油抗拉强度（σb/MPa）：≧980屈服点（σs/MPa）：≧785断后伸长率（δ5/%）：≧9断面收缩率（ψ/%）：≧45冲击吸收功（Aku2/J）：≧47布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≦20740Cr调质硬度40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB330-380之间. 40Cr--830-860C油淬-->55HRC150C回火--55HRC200C回火--53HRC300C回火--51HRC400C回火--43HRC500C回火--34HRC550C回火--32HRC600C回火--28HRC650C回火--24HRC40cr介绍我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、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、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。
【临界点温度】（近似值）Acm=780℃【正火规范】温度850~870℃，硬度179~229HBS。
[讲稿]P20钢与40Cr钢）
![[讲稿]P20钢与40Cr钢）](https://img.taocdn.com/s3/m/846b16fa4bfe04a1b0717fd5360cba1aa8118c6f.png)
模具用钢P20与40Cr简介P20塑料模具钢（亦是一种预硬塑胶模具钢）中国牌号：3Cr2Mo（3Cr2Mo是我国自行研制的专用塑料模具钢）美国牌号：P20标准：AISI-p20 GS-2311 ASSAB-618颜色识别：褐与白P20钢材是一种模具焊材的型号，最早的是P20，紧接着P20H，P20Ni 相继问世。
P20钢材适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。
此钢的纯度高，具有良好的可切削性及镜面研磨性能，制成工模具精度高，永不变形，较高的坚韧性。
000000000特性及适用范围：热作模具钢，是引进美国的 P20中碳 Cr-Mo系塑料模具钢。
适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。
此钢具有良好的可切削性及镜面研磨性能。
化学成分P20特征●硬度均匀，具有良好的抛光性能及光蚀刻花性能，加工性能佳。
●真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
●预硬状态供货，无需再热处理可直接用于模具加工，缩短工期。
●经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。
使用方法P20钢材已预先硬化处理至285～330HB（30～36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具寿命可达50W模次。
此种钢一般不适宜热处理，但是可以氮化处理，此钢种的硬度差距也很大，由280HRC～400 视乎那间钢厂的标准，由于已作预硬处理，机械切削也不太困难，所以很合适做一些中下价模具的镶件，有些生产大批量的模具模架也采用此钢材（有些客户指定要用此钢作模架），好处是硬度比中炭钢高，变形也比中炭钢稳定。
00000000000P20出厂硬度预硬29～33HRC●热处理规范及金相组织：加硬处理：为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。
淬火时先在500～600℃预热2～4小时，然后在850～880℃保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50～100℃出油空冷，淬火后硬度可达50～52HRC，为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上。
20CrMnTi齿轮渗碳淬火
常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：王慧学号：20921209系部：模具技术系专业：材料成型与控制技术（热处理）题目：20CrMnTi减速机齿轮的渗碳淬火指导者：陈宁评阅者：2013年 3 月毕业设计（论文）中文摘要热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
现代工业的飞速发展对机械零部件的要求愈来愈高，因此通过热处理可以改变材料的加工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
为获得理想组织性能，保证零件在生产过程中的质量，稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点、要求和技术条件，正确选择材料；再根据生产规模、现场条件、热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后确定出一种最佳方案。
20CrMnTi钢具有晶粒细、渗碳淬火性能良好、工艺性能成熟可靠且成本低廉等优点，目前生产量大致占渗碳齿轮钢的70% ，齿轮在使用过程中，担负着传递动力的任务，在冲击、交变应力等作用下以齿根断裂和齿面接触疲劳为主要失效形式，因此齿轮钢应有良好的强韧性、耐磨性以承受冲击、弯曲和接触应力；此外，还要求变形小、精度高，噪声低。
本设计便是对20CrMnTi减速机齿轮热处理工艺进行详细的说明，从选材下料到热处理工艺路线，以及最后的质量检验、可能产生的缺陷及预防措施等，都进行逐一分析，尽可能的将整个过程详尽的展现出来，从而对大家有所帮助。
关键词：20CrMnTi；减速机齿轮；渗碳淬火；缺陷毕业设计（论文）外文摘要Title: 20CrMnTi Reducer Gear Carburizing and QuenchingAbstract：Heat treatment technology of metallic materials is an important part of the project. The rapid development of modern industry of machinery parts and components of the increasingly high demand, so the heat treatment can change the material and process performance, give full play to the potential, improve the service life of the workpiece. In order to obtain the ideal organizational performance, guarantee the components in the production process quality, stability and service life, must from the characteristics of the workpiece, requirements and technical conditions, proper selection of materials; then according to the scale of production, site conditions, heat treatment equipment and puts forward several feasible heat treatment scheme, finally determine a kind of optimum scheme.20CrMnTi steel has fine grain size, good performance, carburizing and quenching process is mature and reliable performance and low cost, the current production capacity accounted for roughly70% of carburized gear steel, gear during use, charged with the transmission of dynamic task, in shock, alternating stress under the action of taking root fracture and tooth surface contact fatigue as the main the failure forms of gear steel, therefore, should have good strength and toughness, abrasion resistance to withstand impact, bending and contact stress; in addition, also called little deformation, high precision, low noise.This is designed for20CrMnTi reducer gear heat treatment process in detail, from material selection under the expected heat treatment technology route, as well as the final quality inspection, the possible defects and preventive measures and so on, are analyzed and explained, as far as possible the whole process detailed show hill, thus all of you to help.Keywords：20CrMnTi; Reducer gear;carburizing and quenching; defect目录毕业设计（论文）中文摘要 (I)毕业设计（论文）外文摘要 ................................................................... I I 目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 减速机齿轮的应用 (1)1.2 减速机齿轮的作用 (4)1.3 齿轮用钢的分类与生产 (5)1.4 国内外汽车齿轮发展现状 (6)1.5 减速机齿轮的性能要求 (9)1.6 加工工艺性能要求 (9)1.7 材料的选择 (10)第2章热处理工艺选择 (11)2.1 预备热处理的工序位置 (11)2.2 最终热处理的工序位置 (11)2.3 最终热处理工艺方法选择 (11)第三章热处理工艺特性对齿轮质量和寿命的影响 (12)3.1 淬透性 (12)3.2 变形开裂倾向 (12)3.3 淬硬性 (12)第四章20CrMnTi钢的基本性质 (13)4.1 钢的化学成分和力学性能 (13)4.2 含碳量及合金元素作用 (14)4.3汽车变速箱变速齿轮的热处理工艺设计 (16)4.3.1 服役条件 (16)4.3.2 失效形式 (16)4.3.3 性能要求 (17)第五章20CrMnTi变速齿轮加工工艺 (18)5.1 减速机齿轮常用的加工工艺路线 (18)5.2 各种工艺路线的分析 (18)5.2.1 等温正火 (18)5.2.2 渗碳+淬火+回火 (18)5.2.3 喷丸处理 (20)5.2.4 检验 (20)第六章热处理后的金相组织 (21)6.1 20CrMnTi等温正火后金相组织 (21)6.2 20CrMnTi经渗碳后淬火、回火处理金相组织 (21)第七章质量控制与检验方法 (23)7.1 随炉试样检验 (23)7.1.1 表面硬度 (23)7.1.2 心部硬度 (23)7.1.3 有效硬化层深度 (23)7.1.4 表层组织 (24)7.2 齿轮热处理质量检验 (25)7.2.1 外观 (25)7.2.2 齿面硬度 (25)7.2.3 有效硬化层深度 (25)7.2.4 畸变 (26)第八章热处理工艺过程中的质量检验 (27)8.1 渗碳淬火后齿轮的检验项目、内容和要求 (27)8.2 渗碳齿轮的常见缺陷及防止措施 (28)8.3 渗碳淬火后畸变原因分析及解决措施 (29)8.3.1 渗碳淬火后畸变原因分析 (29)8.3.2 减小渗碳淬火齿轮畸变的措施 (32)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第一章绪论随着科学技术和工业生产的飞速发展，经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。
40Cr,20Mn2,45#,35CrMo,2Cr13
40Cr基本信息根据标准GB/T 3077-1999 对应国外标准:JIS G4053 ASTM A29/ ISO 683-18:1996[1]化学成分牌号C Si Mn Cr Ni P S CU40C r 0.37~0.440.17~0.370.50~0.800.80~1.10≤0.030≤0.035≤0.035≤0.030[2]力学性能试样毛坯尺寸（mm）：25热处理：第一次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油第二次淬火加热温度（℃）：-回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油抗拉强度（σb/MPa）：≧980屈服点（σs/MPa）：≧785断后伸长率（δ5/%）：≧9断面收缩率（ψ/%）：≧45冲击吸收功（Aku2/J）：≧47布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≦20740Cr调质硬度40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB330-380之间. 40Cr--830-860C油淬-->55HRC150C回火--55HRC200C回火--53HRC300C回火--51HRC400C回火--43HRC500C回火--34HRC550C回火--32HRC600C回火--28HRC650C回火--24HRC40cr介绍我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、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、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。
【临界点温度】（近似值）Acm=780℃【正火规范】温度850~870℃，硬度179~229HBS。
20crmnti钢用途
20crmnti钢用途20CrMnTi钢是一种低碳合金结构钢，具有优异的机械性能和热处理可塑性。
它的主要成分是碳、锰、铬、钛，其中铬和钛的添加可以提高钢材的强度和硬度。
20CrMnTi钢在机械制造、汽车制造、航空航天等领域具有广泛的应用。
20CrMnTi钢在机械制造领域的应用十分广泛。
由于其具有较高的强度和硬度，20CrMnTi钢常被用于制造高负荷、高速运转的机械零件，如齿轮、传动轴等。
这些零件需要承受较大的载荷和摩擦，在使用过程中要求具有较高的耐磨性和耐疲劳性能。
20CrMnTi钢具有优异的耐磨性和疲劳寿命，能够满足这些要求，因此在机械制造领域得到了广泛应用。
20CrMnTi钢在汽车制造领域也有重要的应用。
汽车是现代社会的主要交通工具，对于汽车的性能和安全性要求越来越高。
20CrMnTi 钢具有较高的强度、硬度和韧性，可以用于制造汽车的关键零部件，如发动机、变速器等。
通过使用20CrMnTi钢制造这些零部件，可以提高汽车的整体性能和可靠性，确保汽车在高速行驶和恶劣路况下的安全性。
20CrMnTi钢在航空航天领域也有一定的应用。
航空航天领域对材料的要求非常严苛，需要具备较高的强度、硬度和耐腐蚀性能。
20CrMnTi钢具有优异的机械性能和热处理可塑性，能够满足航空航天领域对材料的要求。
它可以用于制造飞机的结构件、发动机零部件以及航天器的关键部件等。
使用20CrMnTi钢制造这些关键部件，可以提高航空航天器的性能和可靠性，确保飞行安全。
20CrMnTi钢作为一种低碳合金结构钢，具有较高的强度、硬度和韧性，具备优异的机械性能和热处理可塑性。
它在机械制造、汽车制造、航空航天等领域具有广泛的应用。
在机械制造领域，20CrMnTi钢常用于制造高负荷、高速运转的机械零件；在汽车制造领域，20CrMnTi钢常用于制造汽车的关键零部件；在航空航天领域，20CrMnTi钢常用于制造飞机和航天器的关键部件。
通过使用20CrMnTi钢，可以提高产品的性能和可靠性，满足不同领域对材料的要求。
20CrMnTi材料标准
20CrMnTi材料标准20CrMnTi是一种优质的合金结构钢，具有良好的强度、韧性和耐磨性，被广泛应用于机械制造领域。
它是一种低碳钢，具有较高的硬度和强度，适用于制造高强度、高耐磨的零部件。
20CrMnTi材料标准对其化学成分、机械性能、热处理工艺等方面进行了详细规定，以确保其在使用过程中具有稳定的性能和可靠的质量。
首先，20CrMnTi材料标准对其化学成分进行了严格规定。
其中，碳含量应控制在0.17-0.23%，硅含量为0.17-0.37%，锰含量为0.80-1.10%，铬含量为1.00-1.30%，钛含量为0.04-0.10%，钛的加入可以有效提高钢的强度和耐磨性。
此外，硫、磷等杂质元素的含量也有相应的限制，以保证钢材的纯净度和均匀性。
其次，20CrMnTi材料标准对其机械性能进行了严格要求。
抗拉强度应在1080-1230MPa之间，屈服强度应在930-1080MPa之间，延伸率应不低于9%，冲击韧性应不低于45J。
这些性能指标的严格要求，保证了20CrMnTi钢材在使用过程中具有良好的强度和韧性，能够承受较大的载荷和冲击。
此外，20CrMnTi材料标准还对其热处理工艺进行了详细规定。
一般采用调质、正火、渗碳等工艺，以获得适当的组织和性能。
在热处理过程中，要严格控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以确保钢材获得均匀的组织和稳定的性能。
总的来说，20CrMnTi材料标准是对20CrMnTi合金结构钢在化学成分、机械性能、热处理工艺等方面的严格规定，保证了其在使用过程中具有稳定的性能和可靠的质量。
这对于机械制造行业来说具有重要意义，可以保证制造出的零部件具有良好的强度、耐磨性和使用寿命，提高产品的质量和可靠性。
综上所述，20CrMnTi材料标准的制定和执行，对于推动我国机械制造行业的发展和提高产品质量具有重要的意义，也为相关企业提供了技术支持和保障。
希望在未来的发展中，能够进一步完善相关标准，推动行业向着更高质量、更可靠的方向发展。
40cr不热处理强度
40cr不热处理强度
40Cr是一种常用的合金结构钢，其热处理前的强度主要取决于材料的化学成分和冷处理状态。
40Cr的化学成分中含有约0.37%-0.44%的碳、0.50%-0.80%的铬、0.17%-0.37%的硅、0.50%-0.80%的锰、0.80%-1.10%的钼以及≤0.025%的磷和硫等。
这样的化学成分使得40Cr具有一定的拉伸强度和屈服强度。
在未经过热处理的情况下，40Cr 的强度一般为980-1180MPa。
需要注意的是，40Cr的强度也会受到冷加工状态的影响。
在热处理前进行过充分的冷加工可以提高材料的强度，而热处理后再进行冷加工则会进一步提高强度。
因此，在实际应用中，对于要求更高强度的零件，常会选择进行热处理以提高材料的强度。
总的来说，40Cr的不热处理强度一般在980-1180MPa之间，但具体的强度还需根据具体的应用和要求进行热处理和冷加工加以调整和改善。
20crmo 含碳量
20crmo 含碳量Cr-Mo钢是一种低合金高强度钢，它具有较高的强度、韧性和抗腐蚀性能。
20CrMo是一种Cr-Mo合金钢中的一员，它的含碳量对钢的组织和性能具有较大的影响。
下面将详细介绍20CrMo钢的含碳量及其相关内容。
20CrMo钢的化学成分中，主要元素是铬（Cr）和钼（Mo）。
它的化学成分如下：- 碳（C）含量：0.17-0.24- 硅（Si）含量：0.17-0.37- 锰（Mn）含量：0.40-0.70- 磷（P）含量：≤0.035- 硫（S）含量：≤0.035- 铬（Cr）含量：0.80-1.10- 钼（Mo）含量：0.15-0.25含碳量是钢材中最重要的元素之一，它对钢材的物理、力学和化学性能具有重要影响。
20CrMo钢的含碳量为0.17-0.24%，属于中碳钢的范围。
适当的含碳量可以提高钢的强度和硬度，但过高的含碳量会降低钢的韧性和塑性，降低耐磨性和耐腐蚀性。
同时，含碳量对钢的热处理工艺和组织形成也有着重要影响。
20CrMo钢经过合适的热处理可以获得不同的组织和性能。
对于含碳量为0.17-0.24%的20CrMo钢，通过调整热处理工艺，可以获得以下几种重要的组织：1. 马氏体组织（Martensite）：高温淬火后，通过快速冷却，可以使钢材形成马氏体组织，具有高强度和硬度。
适量的含碳量可以增加马氏体组织的硬度和强度。
2. 珠光体组织（Pearlite）：通过中温退火，钢材中的部分奥氏体相分解为珠光体组织，具有一定的强度和韧性。
适量的含碳量可以促进珠光体的形成。
3. 贝氏体组织（Bainite）：通过控制冷却速率，使钢材形成贝氏体组织，在强度和韧性之间取得平衡。
适量的含碳量可以调节贝氏体的形成。
4. 渗碳体（Carbide）：钢中的碳溶解度取决于含碳量，适量的碳在钢中溶解形成渗碳体，可以提高抗磨性和耐腐蚀性。
含碳量对20CrMo钢的力学性能和热处理工艺具有重要影响。
在不同的应用领域，可以根据需要选择合适的含碳量。
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20CrMnTi 与40Cr力学性能对比分析报告
一：20CrMnTi是一种渗碳钢，齿轮钢，合金结构钢。
渗碳齿轮钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢，多用于轴类零件并进行渗碳或进行调质但不能进行渗氮（注意渗氮常用于中合金钢，中碳含Cr钢，淬层深一般为0.1-0.3，表面硬度700-900HV），渗碳淬火后具有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧度。
汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢中Cr Mn Ti 钢系列。
其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，常用于要求强度和韧性均较高的轴（如齿轮轴，蜗杆等）特别是具有较高的低温冲击韧性，但是在高温和腐蚀条件下工作的轴应选用耐热钢和不锈钢1Cr18Ni9Ti,在结构形状复杂的轴常选用球墨铸铁。
20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢，它具有良好的加工切削性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。
主要用途有：常用于齿轮，轴类，汽车三叉万向节，活塞类零配件以及汽车，飞机等各种特殊零件部位。
20CrMnTi 淬火+低温回火后，综合力学性能和低温冲击韧度良好，渗碳后具有良好的耐磨和抗弯强度，热处理工艺简单，热加工和冷加工性较好，但高温回火时有回火脆性倾向。
20CrMnTi工艺路线为：下料，锻造，正火，粗加工，(渗碳，淬火+低温回火，)或调质，精加工或磨削。
（锻造件优于同等条件下的铸件）一般渗碳层深度为0.8-1.2毫米，深度渗碳可达2毫米或更深，渗碳后表面硬度可达HRC58-63，心部硬度可达HRC30-42,渗碳可提高零件强度，耐磨性和冲击韧性，以延长零件寿命。
渗碳层深度范围工艺参数：
1.热处理后不需磨制零件：0.7-1.1；1.0-1.4；1.2-1.6mm
2.热处理后需磨制零件：0.6-1.0；0.8-1.2；1.0-1.4
轴表面淬火处理后的淬硬层深度与性能要求，工作条件及淬硬层深度之间的关系：
1.用于耐磨，载荷型不大条件下，淬硬层深度0.5-1.5；
2.用于耐磨载荷较大或有冲击载荷下，淬硬层深度2.0-6.5
3.用于抗疲劳，周期性弯曲或扭转下，淬硬层深度3.0-12.
2. 20CrMnTi特性及适用范围：
是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳+淬火+低温回火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。
用于制造截面<300mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。
是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在300mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等, 20CrMnTi焊接性比40Cr好，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。
焊接后调质前最好加一遍正火。
结晶时易偏析，对结晶裂纹（一种热裂纹）比较敏感，在温度低时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。
20CrMnTi的焊接工艺要点：
1、一般在退火（正火）状态下进行焊接。
2、焊接方法不受限制。
3、用较大线能量，适当提高预热温度，一般预热温度及层间温度可控制在250～300℃之间。
4、焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同，如J107－Cr
5、焊后应及时进行调质热处理。
若及时进行调质处理有困难，可进行中间退火或在高于预热的温度下保温一段时间，以排除扩散氢并软化组织。
对结构复杂、焊缝较多的产品，可在焊完一定数量的焊缝后，进行一次中间退火。
20CrMnTi应用举例：是应用广泛，用量很大的一种合金结构钢，用于制造汽车，拖拉机中的截面尺寸小于300MM的中载或重载，冲击耐磨且高速的各种重要零件，如齿轮轴，齿圈，齿轮，十字轴，滑动轴承支撑的主轴，蜗杆，牙形离合器，有时还可以代替20SiMoVB,20MnTiB使用。
两种合金结构钢的力学性能对比：
1.20CrMnTi:抗拉强度1080MPa，屈服极限850MPa，伸长率10%，断面收缩率45%,冲击吸收功55J,钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBW217
2.40Cr: 抗拉强度980MPa，屈服极限785MPa，伸长率9%，断面收缩率45%,冲击吸收功47J,钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBW207.
二：40Cr特性:
1.40Cr是中碳调质钢，该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS 毛坯的切削性能。
在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该钢的淬透性高于45#，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。
2.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、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；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的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。
它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。
2013-12-25
技术部
青岛铠玛工程机械制造有限公司。