合金调质钢的用途及特点
合金钢
3. 成分特点 碳质量分数一般在0.25% 0.25%～ (1) 中碳 碳质量分数一般在0.25%～0.50% 之间， 0.4%居多 居多； 之间，以0.4%居多； Cr、Mn、Ni、 提高淬透性， (2) Cr、Mn、Ni、Si 提高淬透性，形成合 金铁素体，提高钢的强度； 金铁素体，提高钢的强度； (3) 加入防止第二类回火脆性的元素Mo、W 加入防止第二类回火脆性的元素Mo Mo、 Ni、Cr、Mn的合金调质钢 的合金调质钢， 含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，易产生第二类 回火脆性。加入Mo Mo、 可以防止第二类回火脆性。 回火脆性。加入Mo、W可以防止第二类回火脆性。 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.15% 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.8% 1.2%。 0.8%～ 或W的质量分数为0.8%～1.2%。
二、合金渗碳钢
老师提示： ☆ 老师提示：重点内容
1. 用途 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损， 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较 大的交变载荷，特别是冲击载荷。 大的交变载荷，特别是冲击载荷。
拨叉
变速齿轮
凸轮机构： 凸轮机构： 接触表面受到强烈的摩擦磨损。 接触表面受到强烈的摩擦磨损。
2. 性能要求 表面硬度高、 (1) 表面硬度高、耐磨 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力， 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时 具有适当的塑性和韧性。 具有适当的塑性和韧性。 (2) 心部具有高的韧性和足够高的强度 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 (3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（ ℃～ ℃） 在高的渗碳温度（900 ℃～950 ℃）下， 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。
调质钢与非调质钢简介
调质钢与非调质钢简介一、调质钢1、简介所谓调质钢，一般是指含碳量在0.30～0.60%的中碳钢。
一般用这类钢材制作的零部件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高强度的同时，又具有很好的塑性和韧性，传统方法往往是使用“调质处理”来达到这个目的，所以习惯上就把这一类钢称作调质钢。
各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢，它是零件淬火后在500～650℃温度范围内进行回火处理的钢。
经调质处理后，钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。
碳素钢、低合金钢及中合金钢，调质处理后的金相组织是回火索氏体。
各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。
2、性能特点除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。
在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。
由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。
大多数调质钢为中碳合金结构钢，有焊接性能要求的调质钢则为低碳合金结构钢，具有很高的塑性和韧性，少数沉淀硬化型调质钢，属高强度和超高强度调质钢。
3、分类常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类：①低淬透性调质钢②中淬透性调质钢③较高淬透性调质钢④高淬透性调质钢以下介绍两种最典型的调质钢：A、45碳素调质钢45钢是中碳碳素结构钢，含碳量在0.42-0.50%，现执行标准为《优质碳素结构钢》，即GB/T 699-2015，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且生产成本较低，价格低，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56～59（洛氏硬度），截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
调质钢
回火T
注意： （1）淬火加热温度为830~880 ℃ ，加热时不容许 脱碳，以免降低钢的疲劳强度，严格控制炉内气 氛，缩短加热时间。 （2）弹簧热处理后要进行喷丸处理，使其表面强 化，并且使表层产生残余压应力，提高弹簧的疲 劳寿命。 板簧加工路线 扁钢剪断 →加热压弯成型后淬火 →中温回火 →喷丸 →烤漆
三、常用弹簧钢
65Mn钢中锰含量为0.90%～1.20%，属于较高 锰含量的优质碳素结构钢，这类钢淬透性较好， 强度较高，但有脱碳敏感性、过热倾向和回火 脆性，淬火时容易开裂。 55Si2Mn、60Si2Mn属于硅锰弹簧钢，由于硅含 量较高，可显著提高弹性极限和回火稳定性。 55SiMnMoV为新钢种，有更好的淬透性和更高 的强度，可替代55CrVA钢制造大截面汽车板簧 和重型车、越野车的板簧。
（二）连杆和连杆螺栓 1、连杆的功用、工作条件性 能要求： （１）功用：连接曲轴和活塞， 将作用于活塞上的力传给曲轴 （２）工作条件：小端往复直 线运动质量惯性力，气体压力， 摆动惯性力。以上各力大小和 方向不断变化易引起连杆疲劳 破金
连杆1
连杆 螺栓 2
性能：强度、塑性和韧性 均较高； 缺口敏感性小； 接触疲劳强度、 耐磨性较低。
回火S
1、淬火 加热: 在箱式炉（批量较小）或连续炉（大批量） 中加热到单相奥氏体（830~880 ℃ ）保温。
冷却：碳素钢水冷；合金钢油冷或水淬油冷。
箱 式 电 阻 炉
2、回火
回火是控制其力学性能的关键，一般采用 500~600 ℃ 回火。回火后采用水冷、油冷 （防止第二类回火脆性）或空冷。
四、典型零件应用举例
内燃机关键零件 曲轴、连杆、连杆螺栓 齿轮、凸轮轴等 1 汽缸体 2 活塞 3 进气阀 4 排气阀 5 连杆 6 曲轴
合金结构钢
1.5 滚动轴承钢
成分
应用最广的轴承钢是高碳铬轴承钢
其含碳量为0.95~1.15%％，含铬量为 0.40~1.65%。高的含碳量是为了保证具有高的硬度 与耐磨性，铬在含碳量为1％左右的过共析钢中， 一部分溶入固溶体，增加淬透性；一部分与碳形成 碳化物，使钢中的碳化物颗粒细小且均匀分布，以 提高钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。 制造大型轴承时，为了进一步提高淬透性 ，还加入硅、锰等元素。
合金结构钢
建筑及工程用结构钢
5.3 合金结构钢
机械制造用结构钢
机械制造用结构钢是指用于制造机 械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是 优质或高级优质钢，一般需经热处理，以充 分发挥钢材的潜在性能。
按照用途和热处理特点可分为渗 碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢等。
பைடு நூலகம்
1.1普通低合金钢
普通低合金钢（低合金高强度结构 钢）是一种含碳量较低（一般在0.10％～ 0.25％范围内），含少量合金元素（总量 一般不超过3％）的合金钢，它的屈服强度 较高，塑性、韧性和焊接工艺性较好，并 且有较好的耐磨、耐蚀、耐低温性能（可 在-40℃低温下使用而不变脆）。
1.1普通低合金钢
加工方法：
普通低合金钢一般在热轧退火或 正火状态下使用，且不需热处理。
1.1普通低合金钢
应用：
广泛用于船舶、桥梁、高压容器、 锅炉、挖掘机械、起重机械、汽车、拖 拉机及钢结构件等。
1.1普通低合金钢
应用：
起重机
拖拉机
1.2 合金渗碳钢
对于尺寸较小，除要求耐磨外， 还要承受冲击载荷的零件或尺寸较大、 高载荷的重要零件必须采用合金渗碳 钢。
工程材料第四章习题答案
工程材料作业（4）答案1.解释下列现象:(1) 在相同含碳量下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。
奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解，奥氏体均匀化4阶段。
多数合金元素减缓A形成，Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大，形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解，会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。
但为了充分发挥合金元素的作用，又必须使其更多的溶入奥氏体中，合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度，保温更长时间。
Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快。
而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。
阻碍晶粒长大，合金钢需要更高的加热温度，更长的保温时间，才能保证奥氏体均匀化。
（加热温度升高了，但一般不会引起晶粒粗大：大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
碳化物形成元素的作用最明显，因其形成的碳化物高温下稳定性高，很难完全溶入奥氏体，未溶的细小碳化物颗粒，分布在奥氏体晶界上，有效的阻止晶粒长大，起到细化晶粒的作用。
所以，合金钢虽然热处理加热温度高，但一般不用担心晶粒粗大。
强烈阻碍晶粒长大的元素：V、Ti、Nb、Zr；中等阻碍的：W、Mo、Cr；影响不大的：Si、Ni、Cu；促进晶粒长大的：Mn、P、B）(2) 在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。
回火过程一般分为：马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。
合金元素在回火过程中，推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才出现分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。
因此，提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
使得合金钢在相同温度下回火时，比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和强度（对工具钢，耐热钢更重要），或在保证相同强度的条件下，可在更高的温度下回火，而韧性更好（对结构钢更重要。
P20钢与40Cr钢)
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。
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。
P20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。
常用合金调质钢的牌号
常用合金调质钢的牌号引言合金调质钢是一种经过热处理和机械加工的钢材，具有优异的力学性能和耐磨性。
在工业领域广泛应用，特别在制造重型机械和工具时具有重要作用。
本文将介绍一些常用合金调质钢的牌号及其特点。
1. 42CrMo442CrMo4是一种低碳合金钢，主要用于制造大型和高负荷的机械设备的零件。
具有高强度和良好的硬化性能，适合进行淬火和回火处理，以达到所需的机械性能。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.38-0.45%，铬(Cr)含量为0.90-1.20%，钼(Mo)含量为0.15-0.30%，镍(Ni)含量小于等于0.30%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等杂质。
42CrMo4牌号的钢材具有高强度、良好的耐磨性和抗疲劳性能，可广泛应用于制造轴承、齿轮、曲轴等工程零部件。
2. 34CrNiMo634CrNiMo6是一种高强度合金钢，通常用于制造大型机械设备和重型车辆的重要构件。
它具有较高的强度和耐磨性，适用于承受巨大冲击和振动负荷的工作环境。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.30-0.38%，锰(Mn)含量为0.50-0.80%，硅(Si)含量为0.15-0.40%，铬(Cr)含量为1.30-1.70%，镍(Ni)含量为1.30-1.70%，钼(Mo)含量为0.15-0.30%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等元素。
34CrNiMo6牌号的钢材具有优异的强度和韧性，可用于制造风力发电机轴、发动机曲轴、车辆传动轴等重型零部件。
3. 20CrMo20CrMo是一种低碳合金钢，具有良好的耐热性和焊接性能。
它在化学力学性能方面相对较低，但在高温和高压环境下具有良好的性能稳定性。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.17-0.24%，硅(Si)含量为0.17-0.37%，锰(Mn)含量为0.40-0.70%，铬(Cr)含量为0.80-1.10%，钼(Mo)含量为0.15-0.25%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等杂质元素。
调质处理的应用及影响因素
调质处理的应用及影响因素调质常常应用在中碳(低合金)结构钢，也用在低合金铸钢中，对力学要求高的结构零部件都要进行调质处理。
（hardening and tempering；thermal refining）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。
一、45钢的调质45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。
如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。
不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。
我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。
工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。
因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。
由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。
另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。
静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
合金结构钢的定义与分类
合金结构钢的定义与分类一、调质钢经受淬火和在AC1以下进行回火的热处理钢称为调质钢。
传统的调质钢是指淬火和高温火钢调质钢是机械制造行业中应用十分广泛的重要材料之一。
调质钢在化学成分上的特点是，碳含量为0.3—0.5%，并含有一种或几种合金元素。
具有较低或中等的合金化程度。
钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。
热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃--650℃回火。
热处理后的金相组织是回火索氏体。
这种组织具有强度、塑性的韧性的良好配合。
调质钢的质量要求，除一般的冶金方面的代倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。
在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。
由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低。
脆性破坏抗力较大。
但也存在特有的高温回火脆性。
大多数调质钢为中碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）在490—1200MPao以焊接性能为突出要求的调质钢。
，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为4901—800MPa，有很高的塑性和韧性。
少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400MPa以上，属高强度的超高强度调质钢。
常用的合金调质钢按淬透性的强度妥为四类：①低淬透性调质钢;②中淬透性调质钢；③较高淬透性调质钢；④高淬透性调质钢。
二、渗碳钢具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。
汽车、工程机械和机械制造等行业中，大量使用的齿轮，是渗碳钢应用中最具代表性实例。
渗碳钢常用的合金钢系列主要是Cr-Mn系、Cr-Mo系和Cr-Ni-Mo系等。
保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。
一般用途的渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加其它非马氏体组织。
重要用途（如航空渗碳齿轮），心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。
合金钢分类以及用途
低合金刃具钢的应用
2．高速钢
高红硬性、高耐磨性的高合金工具钢。 钢中含有较多的碳（0.7％～1.50％）和大量的钨、铬、 钒、钼等强碳化物形成元素。
高的含碳量：保证形成足够量的合金碳化物，并使高速 钢具有高的硬度和耐磨性。
W、Mo：提高钢红硬性的主要元素。 铬：提高钢的淬透性。
钒：提高钢的硬度、耐磨性和红硬性，并能细化晶粒。
合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
2．按合金元素总含量分类
低合金钢：合金元素总含量＜5％。 中合金钢：合金元素总含量5％～10％ 高合金钢：合金元素总含量＞10％
二、合金钢的牌号
1．合金结构钢
两位数字（碳含量）＋元素符号（或汉字）＋数字表 示。
前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数。 元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素。 后面的数字表示该元素的含量。合金元素含量小于1.5 ％时不标，平均含量为1.5％~2.5％，2.5％~3.5%…时，则 相应地标以2，3…
1．低合金刃具钢
低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入 少量合金元素的钢。
加入铬、锰、硅等元素，目的是提高钢的淬透性，同 时还能提高钢的强度。 加入钨、钒等强碳化物形成元素，目的是为了提高钢 的硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持晶粒细小。
低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最 终热处理为：淬火+低温回火。
6．特殊专用钢
特殊专用钢，为表示钢的用途，在钢的牌号前面冠以 汉语拼音字母字头，并不标含碳量，合金元素含量的标注 也和上述有所不同。
如：滚动轴承钢中高铬轴承钢的前面标“G’，（“滚” 字的汉语拼音字母字头）而不标含碳量，如GCr15。而牌 号中铬元素后面的数字是表示含铬量的千分数，其他元素 仍按百分数表示，如GCrl5SiMn表示含铬量为1.5％，硅、 锰含量均小于1.5％的滚动轴承钢。
调质钢的种类和特点 工程
调质钢的种类和特点工程调质钢中碳的含量一般为O．35％～0．55％(碳素钢)，或O．25％～0．50％(合金钢)，含碳量过高那么强度较高而韧性、塑性偏低；含碳量偏低，那么韧性、塑性较好而强度缺乏；含碳量中等时，可同时兼顾有适当的强度、韧性和塑性等，(1)低淬透性钢该类钢的油淬临界直径不超过30mm，常用的有碳钢、铬钢、锰钢和硼钢等。
常见牌号为45、40Mn2、45Mn2、42Mn2V、 35SiMn、40B、 40MnB、 40MnVB、 40Cr、 40CrSi、 40CrV、 50(r、rV 等，碳钢淬透性低，力学性能差，一般用来制造截面小以及不重要的零件；铬钢具有较好的淬透性，具有比碳钢高的回火稳定性，淬火温度宽、不易过热、变形开裂倾向小，故应用十分广泛；锰钢的作用与铬钢类似，锰使钢的临界冷却速度大大减小，提高了钢的强度和硬度；硼钢中硼显著提高了钢的淬透性，其性能接近40Cr，油淬临界直径在20～30mm，常用作汽车半轴、蜗杆、花键轴等，(2)中淬透性钢该类钢的油淬直接在40～60n，m，常用的钢种有铬钼钢、铬锰钢等。
常见牌号为35(jrMn、42CrMo、35L：rMnV、40CrMn、35CrMnSi、 30CrMnsi、35(：rMnTi、40crMnTi、40crNi等，铬钼钢具有高的淬透性，高温强度高和组织稳定性好，消除回火脆性等特点， 42CrMo用来制造强度要求高、截面大的调质零件，如齿轮、汽轮发电机主轴、受负荷很大的连杆等，同时也可制造在5(：)o℃以下长期工作的零件；铬锰钢的淬透性和强度较高，韧性没有降低， 30(：rMnsi为高强度钢，具有较好的焊接性，用于制造高压鼓风机的压缩片、高速负荷砂轮轴等重要的零件。
(3)高淬透性钢该类钢的油冷临界直径在60～1 OO mm．常见的材料牌号有30Mn2MoW、40CrMnMo、 30(：rNi3、37CrNi3、 40CrNiMc)、45CrNiMov、25cr2Ni4w等，40crMnMo是常用的高淬透性钢，具有回火脆性小、过热倾向小等特点，用来制作截面积大、高强度和高韧性的零件，如大型重载汽车的半轴等。
工程材料笔记整理重点
工程材料复习笔记整理（重点中的重点）名词解释：1.强度：抵抗塑性变形和破坏屈服强度：抵抗产生塑性变形抗拉强度：抵抗产生断裂前硬度：抵抗局部塑性变形塑性：产生塑性变形而不破坏的能力韧度：材料抵抗冲击载荷作用而不致破坏的极限能力称为冲击韧度疲劳强度：材料在规定的重复次数或交变应力作用下不致发生断裂的能力2.再结晶：升高温度，形成新的晶粒，使原来被拉大的晶粒转变为等轴晶粒，完全消除冷变形强化，力学性能恢复到塑性变形前的状态3.冷变形与热变形：再结晶温度以上进行的塑性变形为热变形，以下的为冷变形4.巴氏合金：铅基轴承合金5.下贝氏体，强度、韧度高，有最佳的综合机械性能，理想的强韧化组织，生产中常采用等温淬火获得下贝氏体组组织6. 一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。
二次渗碳体：指从奥氏体中析出的渗碳体三次渗碳体：从中析出的称为三次渗碳体共晶渗碳体：莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体：珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体7.纤维组织：热变形使铸态金属的偏析、分布在晶界上的夹杂物和第二相逐渐沿变形方向延展拉长、拉细而形成锻造流线；难以用热处理来消除8.变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
9.索氏体：在650〜600℃温度范围内形成层片较细的珠光体10.屈氏体：在600〜550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
11.马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
12.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度13.玻璃钢：玻璃纤维增强塑料称为玻璃钢。
玻璃钢具有成本低，工艺简单；强度低，绝缘等特点，它可制造壳体、管道、容器等14.加工硬化：随变形量的增加，金属的强度大为提高，塑性却有较大降低产生原因：位错密度升高为了继续变形，退火可消除加工硬化15.调质：调质处理后钢获得回火索氏体组织，其性能特点是具有较高的综合力学性能16.铁素体：（a或F ）碳原子溶于a-Fe形成的间隙固溶体性能：固溶强化不明显，强度，硬度低，塑性韧性高17.奥氏体：（Y或A）碳原子溶于丫-Fe形成的间隙固溶体性能：高塑性，是理想的锻造组织18.渗碳体：（Fe3C ）由12个铁原子和4个碳原子组成的具有复杂晶体结构间隙化合物性能：高硬度、高脆性、低强度19.珠光体：（P ）铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体，它具有较高的综合力学性能的特点20.莱氏体Ld 或Ld'：组织：Ld ： Fe3C （ Fe3C+Fe3CH） + Y Ld‘: Fe3C （ Fe3C+Fe3c口）+ P 机械化合物，性能：高硬度、高脆性。
合金钢的用途
合金钢的用途
合金钢的用途
合金钢是指在普通钢材基础上，添加有元素（如锰、铬、镍、钴等）达到一定的含量，并经过熔炼、固溶后制成的一种新型钢材。
合金钢具有耐腐蚀、耐磨、耐高温等特点，因此用途广泛，可以用于制造轴承、建筑、船舶和汽车部件等。
一、结构钢
应用于桥梁、建筑物等的结构部件，包括高强度钢、中碳素钢、低合金钢等。
此外，还可用于轴承材料，以提高轴承强度以及抗腐蚀能力。
二、工具钢
用于制造刀具、工具等，采用的主要是高速钢、钨钢、赫氏钢等。
其中，高速钢的特点是具有较高的强度、韧性、硬度等，采用它制造的刀具可用于高速切削操作。
三、汽车钢
用于汽车零部件的合金钢，包括发动机工作衬套、连杆等，采用的主要是变形钢、调质钢等。
其中，变形钢具有较高的强度，耐热性好，可用于发动机的工作衬套；而调质钢具有较高的耐磨性和伸缩性，可用于发动机连杆部件。
四、船舶钢
用于制造船舶的合金钢，包括低元素碳钢、中碳素钢等，其优势在于具有较高的抗腐蚀性和弯曲性能，可以用于船舶的船体、建筑等
部件。
五、原子能钢
用于原子能工业的合金钢，包括钛钢、锰钢等，可用于制造原子能反应堆结构件，具有良好的耐腐蚀性能和抗高温性能。
合金调质结构钢35CrMo钢的详细介绍及技术条件
合金调质钢35CrMo35CrMo是合金结构钢(合金调质钢)的规格编号，该钢材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基本信息中文名称：合金结构钢外文名称：35crmo对应牌号：1.7220英标：708A3735crmo法标：35CD4意大利：35crmo4NBN：34crmo4日标：SCM432/SCRRM3基本简介35CrMo合金结构钢(合金调质钢)执行标准:GB/T3077-1999意大利:35crmo4NBN:34crmo4瑞典:2234日标:SCM432/SCRRM3焊接性根据国际焊接学会(IIW)推荐的碳(1)当Ceq<0.40%时，钢材的硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必进行预热，可直接施焊;(2)当Ceq=0.40~0.60%时，钢材的硬倾向逐渐明显，可焊性尚可，焊接时需采取焊前适当预热，焊后缓冷等工艺措施，控制其焊接线能量;(3)当Ceq>0.60%时，钢材的硬倾向较强，可焊性较差，属于较难焊接的钢种，焊接时必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施，选取合适的焊接材料。
经计算得出，35CrMo钢的碳当量值Ceq=0.72%。
由此可见，这种材料的焊接性不良，焊接时其硬倾向较大，热影响区热裂和冷裂倾向都会较大，尤其在调质状态下焊接，热影响区的冷裂倾向将会表现得很突出，所以应在选取合适焊接材料、合理焊接方法的基础上，采取较高的焊前预热温度、严格工艺措施和控制适当的层间温度的条件下，才能达到实现产品焊接的目的。
强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃;冷变形时塑性中等，焊接性差。
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，焊接性不好，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。
45钢热处理
45钢40Cr钢调质调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。
调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。
如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。
为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。
通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。
小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。
1、 45钢的调质45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。
如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。
不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。
我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。
工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。
因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。
由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。
另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。
静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。
调质钢的工作条件和热处理
调质钢（含碳量0.25~0.5%）工作条件、性能要求淬火回火硬度（HB）45810～830水或840油510～560560～600286～241235～19245（≤φ80）840～860空（正火）≤22945（≤φ60）830～850水550～580220～256850～870油425540650363293223850水550～580600～620235～248196～219氰化810～830油180～200HRC48～5640Cr、≤（φ80）840～860油560248～28640CrMnMo840～850油630～650水或油302～341——50Mn2≤（φ80）810～840油500～600255～3021、水淬时，淬裂倾向严重2、有过热倾向、回火脆性、白点敏感性38CrMoA1A(φ30)930～950油600～630269～302淬透性不大，高温脱碳倾向严重40、4540Cr50Mn235CrMo30CrMnSi 40CrMnMo 40MnB40MnVB40CrNiMoA 38CrMoA1A 在多种负荷下工作，受力情况比较复杂要求良好的综合机械性能碳素调质钢淬透性低，一般只用于小截面普通零件（含碳量：碳素调质钢控质在上限，合金调质钢控质在下限）调质钢的工作条件和热处理特 点 与 热 处 理调质钢主要要求应具有良好的淬透性，以保证零件整个截面上强度的均一性，合金调质钢主加元素有Cr、Mn、Ni、Si，用以提高淬透性，强化铁素体，其余加入少量细化晶粒或防止回火脆性等的元素。
它的热处理一般是淬火加高温回火，得到索氏体，也可低温回火（如T10V做的凿岩机活塞），或中温回火（如模锻锤杆），对表面耐磨性要求较高还需高频淬火，要求更高耐磨性，则需渗氮。
钢号℃40Cr工艺特性1、复杂零件水淬时有淬裂倾向2、淬硬性差，表面淬火硬度≤HRC521、淬透性好，水淬时，淬裂倾向严重2、表面淬硬性较好，硬度≤HRC353、有白点敏感性，锻造后宜缓冷。
调质钢2
调质钢是指经过调质处理（淬火＋高温回火）后使用的碳素结构钢和合金结构钢，经调质处理后得到回火索氏体组织，具有较高的强度和良好的塑韧性，小的缺口敏感性，即具有良好的综合力学性能。调质钢属于中碳钢，是机械制造中最常用的一类钢，品种繁多，应用广泛，根据需要，可以选用具有不同淬透性的碳素钢或合金钢。调质钢常用于制造汽车、拖拉机、机床及其它机械上要求具有良好综合力学性能的重要零件，如柴油机连杆螺栓、汽车底盘上的半轴及机床主轴等。 一、化学成分 一般调质钢碳含量介于Wc0.25~0.50%之间，碳含量过低不易淬硬，从而在回火后不能达到所需的硬度，若碳含量过高，则韧性不足。由于钢中的合金元素具有强化作用，相当于增加了钢的碳含量，如40Cr相当于45钢的碳含量。合金调质钢中的主要添加元素有Cr、Ni、Mn、Si等，它们大都溶入铁素体，使铁素体得到强化，并增加了钢的淬透性，淬透性是调质钢的一个重要性能指标。其次如Mo、V、Al、B等合金元素，含量一般较少。Mo的主要作用是防止高温回火时发生第二类回火脆性；V的作用是阻止奥氏体晶粒长大；Al的作用是在渗氮时能加速合金调质钢的渗氮过程，强化渗氮效果；钢中加入微量的B（0.001~0.004%）能显著增加钢的淬透性，其对淬透性的作用大约相当于WCr0.3％或WMo0.2％。B是我国的富有元素，因此B钢是很有发展前途的。 二、热处理特点 调质钢的热处理可分为两种： 1．预备热处理 合金调质钢的预备热处理根据其化学成分和组织特点分为退火、正火或正火＋高温回火。 对于合金元素含量较少的钢，调质前常进行正火处理，正火后组织为索氏体；对于合金元素较多的钢，可采用退火或正火＋高温回火。因为正火后组织可能为马氏体，硬度较高，不利于切削加工，故正火后应进行高温回火（650~700℃），使其硬度降至200HBS。 2．调质处理 是使机械零件达到设计要求的关键。淬透性的大小直接影响钢的最终力学性能。 调质钢热处理的第一步工序是淬火，淬火温度必须按照规定的温度加热（具体加热温度的高低要根据钢的成分来确定），淬火介质应根据零件尺寸大小和钢的淬透性高低来选择，除碳钢外一般合金调质钢都在油中淬火，对合金元素含量较高或淬透性特别好的钢件，空冷就可淬得马氏体组织。 处于淬火状态的钢，内应力较大且较脆，不能直接使用，必须进行第二步热处理工序——回火，其目的是消除内应力，增加韧性，调整强度，获得良好的综合力学性能。调质钢零件一般采用500~650℃回火，具体回火温度应根据钢的成分及对性能的要求而定。通过调节不同的回火温度可以得到不同的硬度和最终性能。为了抑制某些合金调质钢（含有Cr、Mn、Ni等元素）回火时慢冷造成的第二类回火脆性，回火后一般要快冷（油冷）。但对大截面的零件，中心部分难以达到快冷的目的，为了防止回火脆性应采用含有Mo、W等元素的调质钢，其适宜含量为：WMo0.15~0.30%之间，WW0.8~1.2%之间。 调质钢零件，除要求具有良好的综合力学性能外，往往还要求表层有良好的耐磨性。这时，经调质处理后的零件还应进行感应加热表面淬火。如果对耐磨性要求极高，则需要选用专门的调质钢进行专门的化学热处理，如选用38CrMoAlA钢进行表面氮化处理。 三、常用调质钢的性能特点及应用 40、45钢等中碳钢经调制热处理后，力学性能不高，只适用于制造尺寸较小、载荷较轻的零件，合金调质钢则可用于尺寸较大、载荷较重的零件。由表6-1可见，40CrNiMo、42CrMo钢的综合力学性能较好，尤其是强度较高，比相同碳含量的碳素调质钢约高30%左右。常用的合金调质钢通常包括三种系列： 1．Mn钢、Mn-B钢 这类钢中主要合金元素Mn的作用是强化铁素体和增加淬透性，这类钢可以代替40Cr，制造截面小于50mm的零件。Si-Mn钢的强度较好，但韧性和塑性较差，退火后硬度偏高，切削加工困难的问题还有待解决。 2．Cr钢、Cr-Mo钢、Cr-V钢、Cr-Mn钢 Cr钢中最常用的钢种是40Cr，Cr的加入主要是增加淬透性，强度有所提高，对塑性、韧性影响不大。Cr-Mo钢、Cr-V钢是在40Cr钢基础上发展起来的，35CrMo、42CrMo、40CrV钢中的Mo、V不仅增加淬透性，而且还能细化组织，防止第二类回火脆性，提高钢的塑性和韧性。Cr-Mn钢中加入Cr、Mn两种元素，能更好的提高钢的淬透性和强度，但这类钢有回火脆性和过热倾向，因此常在钢中加入Ti或Mo成为40CrMnTi或40CrMnMo钢，但韧性较差。 3．Cr-Ni钢、Cr-Ni-Mo钢 钢中同时加入Cr和Ni元素，可获得更好的力学性能，高的强度，塑性和韧性，同时也有很好的淬透性，但Cr-Ni钢有回火脆性，25Cr2Ni4WA和35CrNi3MoA钢具有十分良好的力学性能，可用作大截面零件，但这类钢中Cr、Ni元素较多（我国缺Ni）现在常用40CrMnMoVB钢代替35CrNi3MoA钢制造大截面零件。 40Cr钢是合金调质钢中最常用的钢种。下面就以40Cr钢制造的拖拉机连杆螺栓为例，说明其热处理工艺方法的选定和工艺路线的安排。 连杆螺栓是发动机中一个重要的连接零件，在工作时它承受冲击性的周期变化的拉应力和装配时的预应力。在发动机工作中，连杆螺栓若是发生断裂，则会引起严重事故，因此要求它应具有足够的强度、冲击韧性和抗疲劳能力。为满足上述综合力学性能的要求，确定40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺。 连杆螺栓的生产工艺路线如下： 下料→锻造→退火（或正火）→机加工（粗）→调质→机加工（精）→装配 作为预先热处理的退火（或正火），其主要目的是为了改善锻造组织，细化晶粒，获得合适硬度，温度840±10℃，油冷，获得马氏体组织； 高温回火：加热温度525±25℃，水冷（防止第二类回火脆性）。 经调质热处理后金相组织应为回火索氏体，不允许有块状铁素体出现，否则会降低强度和韧性，其硬度大约为30~38HRC（263~322HBS）。 必须指出，凡要求调质零件硬度较高者（如平均硬度大于285HBS），可先进行粗加工，然后再调质。对精度要求高的零件，调质后还需进行精加工。对调质零件硬度要求较低者（一般为170~230HBS，最高平均硬度不超过285HBS），可采用“锻造→调质→机加工”工艺方案，此方案中调质工序与热加工紧紧相连，以便推广锻热淬火（又呈高温形变热处理），即在锻造时控制锻造温度，锻后利用锻造余热进行淬火。锻热淬火不仅简化工序，节约工时，降低成本，还可提高调质钢的强韧性，这是由于回火后容易得到均匀的回火索氏体并且提高了回火稳定性所致。
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本文摘自再生资源回收-变宝网（）
合金调质钢的用途及特点
合金调质钢是指经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的中碳合金结构钢，主要用于制造在多种载荷（如扭转、弯曲、冲击等）下工作，受力比较复杂，要求具有良好综合力学性能的重要零件，如汽车、拖拉机、机床等上的齿轮、轴类件、连杆、高强度螺栓等。
一、合金调质钢的性能要求
调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度和良好的塑性、韧性。
合金调质钢还要求有很好的淬透性。
但不同零件受力情况不同，对淬透性的要求不一样。
二、合金调质钢的成分特点
1、中碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；
2、加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。
如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；
3、加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。
在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。
45钢与40Cr钢调质后性能的对比
钢号及热处理状态截面尺寸/mmsb/MPass/MPad5/%y/%ak/kJ/m2
45钢：850℃水淬，550℃回火、f50、700、500、15、45、700
40Cr钢：850℃油淬，570℃回火、f50(心部)、850、670、16、58、1000
三、合金调质钢的钢种及牌号
1、40Cr低淬透性调质钢：这类钢的油淬临界直径为30mm～40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。
2、35CrMo中淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为40mm～60mm,加入钼不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。
3、40CrNiMo高淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm，多半是铬镍钢。
铬镍钢中加入适当的钼，不但具有好的淬透性，还可消除第二类回火脆性。
四、合金调质钢的用途
合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。
五、合金调质钢的热处理和组织性能
合金调质钢的最终热处理是淬火加高温回火（调质处理）。
合金调质钢淬透性较高，一般都用油，淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热处理缺陷。
合金调质钢的最终性能决定于回火温度。
一般采用500℃-650℃回火。
通过选择回火温度，可以获得所要求的性能。
为防止第二类回火脆性，回火后快冷（水冷或油冷），有利于韧性的提高。
合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。
对于表面要求耐磨的零件（如齿轮、主
轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体。
表面硬度可达55HRC～58HRC。
合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa,冲击韧性在800kJ/m2心部硬度可达22HRC～25HRC。
若截面尺寸大而未淬透时，性能显著降低。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站；
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